李燕玉　蔡麗萍　張惠榕

[摘要]計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)已深入地應(yīng)用于氣象的各個(gè)部門，是氣象觀測(cè)、預(yù)報(bào)等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)中不可中斷的重要設(shè)備，在臺(tái)站中越來越普及。計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的雷電防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，需堅(jiān)持綜合防護(hù)、內(nèi)外防護(hù)、多級(jí)防護(hù)的原則，防直擊、入侵和感應(yīng)雷相結(jié)合，有重點(diǎn)針對(duì)關(guān)鍵線路設(shè)備加強(qiáng)防護(hù)，運(yùn)用各種保護(hù)技術(shù)構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，才能對(duì)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)起到有效的防護(hù)作用。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、雷電、防雷

[中圖分類號(hào)]tm862

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0084-01

引言

計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已深入應(yīng)用于氣象的各個(gè)部門，成為氣象臺(tái)站觀測(cè)、預(yù)報(bào)等所有業(yè)務(wù)都不可中斷的重要設(shè)備。本文探討了雷電對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成危害的原因，指出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷電侵害的方法，做好防雷工作，確保網(wǎng)絡(luò)、通信等設(shè)備安全有序運(yùn)行。

1、雷電的侵害

1.1建筑物的雷電侵害

雷電危害是當(dāng)云層中積累了大量的電荷，遇到高大的建筑物會(huì)對(duì)其進(jìn)行放電。由于電荷量龐大，放電時(shí)電流電壓能量巨大，就會(huì)對(duì)建筑物及屋內(nèi)物體造成嚴(yán)重的損害。

雷電的危害形式有幾種：直擊雷、雷電侵入、雷電感應(yīng)、球形雷。直擊雷是云層電荷與地面建筑物進(jìn)行放電而形成的。雷電侵入是雷擊產(chǎn)生的沖擊電壓沿線纜或管道傳播侵入室內(nèi)的雷電波。雷電感應(yīng)是由于雷電流的強(qiáng)大電場(chǎng)和磁場(chǎng)變化，在設(shè)備和線路產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的過電壓過電流形成危害。球形雷是一種游動(dòng)的發(fā)光帶電體，可從門窗、煙囪等通道侵入室內(nèi)，擊毀接觸之物。

1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的感應(yīng)雷侵害

當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，大量的電荷因散流電阻大而出現(xiàn)的局部高電壓，或放電過程中，強(qiáng)大的脈沖電流對(duì)周圍的導(dǎo)線或金屬物因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生高電壓。形成的感應(yīng)雷電壓會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成很大的威脅，因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷工作重點(diǎn)是感應(yīng)雷的防范。

1.2.1.對(duì)供電線路的侵害

供電系統(tǒng)一般是由室外電力線路架空或線纜管道輸入室內(nèi)，架空或管道敷設(shè)電力線路均有可能遭受直擊雷和感應(yīng)雷的入侵。雷電會(huì)通過高壓線路、變壓器和低壓側(cè)線路，入侵供電設(shè)備以至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；線路被直擊雷擊中或感應(yīng)出過電壓，在供電線路上出現(xiàn)的雷電過電壓平均可達(dá)10000V，對(duì)電源設(shè)備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會(huì)造成毀滅性的損壞。

1.2.2 對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信線路的侵害

現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)互連互通、信息交換的開放網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的連接，各種不同的物理介質(zhì)的通信線路接入實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互連，如普通電話雙絞線的PSTN，ISDN，DDN，ADSL、有網(wǎng)絡(luò)雙絞線接人，光纖介質(zhì)連接。由于敷設(shè)布排的因素，極易遭受雷電的侵害，危及兩端連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

懸空架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)通信線路，暴露于空曠突出部位，易直接遭受雷電的襲擊。埋人地下的電纜也會(huì)在直擊雷打擊時(shí)，強(qiáng)電壓將鄰近土壤和電纜外皮擊穿，雷電流直接入侵到線路。平行鋪設(shè)的電纜，當(dāng)某一電纜被雷電擊中時(shí)，也會(huì)在相鄰的電纜感應(yīng)出過電壓。一條多芯電纜連接不同來源的導(dǎo)線，當(dāng)某一導(dǎo)線遭受雷擊時(shí)，在相鄰的導(dǎo)線會(huì)感應(yīng)出過電壓，擊壞其他相連設(shè)備，擴(kuò)大損害的范圍。

1.2.3 接地體的地電位反擊電壓入侵

雷擊時(shí)強(qiáng)大的雷電流經(jīng)過避雷引下線和接地體泄人大地，會(huì)在接地體附近形成放射型的高電位分布，若有其它接近的接地體，高電位會(huì)通過其反擊其他設(shè)備。直擊雷強(qiáng)大的雷電流通過引下線人地時(shí)，也會(huì)在附近空間產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)變化，在相鄰的導(dǎo)線上感應(yīng)出雷電過電壓侵害到其他設(shè)備，此時(shí)避雷接地不但不能保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，反而可能引入雷電。

2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的雷擊防護(hù)

對(duì)雷電的防護(hù)方式有：疏導(dǎo)、隔離、等位、消散。疏導(dǎo)是通過避雷針、避雷器等將雷電流疏導(dǎo)至大地，避免雷電流流經(jīng)被保護(hù)物或設(shè)備。隔離是采用屏蔽等方法將雷電荷與被保護(hù)物隔離開來。等位是將多物體地連接置于同一電位以保護(hù)物體。消散是用消雷裝置釋放異性電荷中和雷云電荷，阻止雷電的形成。

2.1建筑物的防雷

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中的要求，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機(jī)房所在樓房，定為第二類或第三類防雷建筑物，對(duì)于雷電活動(dòng)頻繁的場(chǎng)所，計(jì)算機(jī)終端和電子設(shè)備比較集中的建筑物，需按要求建有防雷設(shè)施。

建筑物防雷主要通過安裝避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)或混合組成的接閃器來實(shí)現(xiàn)，這些接閃器可以通過大樓立柱基礎(chǔ)的主鋼筋或另外敷設(shè)的引下線及接地體，將強(qiáng)大的雷電流引入大地，消除雷電流對(duì)建筑物的直接損害，在金屬門窗、線纜等人室處做防侵入雷接地防護(hù)，可以形成一個(gè)較完整的建筑物防雷的設(shè)施。使在建筑物內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，免受到直擊雷電侵害，因此計(jì)算機(jī)機(jī)房的建筑物首先必須設(shè)計(jì)安裝防直擊雷的設(shè)施，抵御直擊雷和侵入雷的直接侵害。

2.2電源系統(tǒng)的防雷

安有避雷針的建筑物，雖然可以比較有效地避免直擊雷對(duì)建筑物內(nèi)物體的侵害，但是雷擊時(shí)的巨大的電流流人大地或附近的雷擊都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，會(huì)在電源線路設(shè)備感應(yīng)出瞬間高壓而損壞，由于感應(yīng)過電壓過電流的強(qiáng)大，需采用加裝多級(jí)防雷裝置，逐級(jí)泄流和限壓，徹底排掉過電流過電壓通過電力線路侵入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

2.2.1輸入機(jī)房?jī)?nèi)的交流供電線路，有條件的應(yīng)避免采用架空線路，而采取供電電纜埋地敷設(shè)，并在電纜兩端的金屬套管制作良好的接地。

2.2.2在機(jī)房建筑物的總配電裝置高壓端的各相安裝高通容量的防雷裝置，作為電源的第一級(jí)保護(hù)，配電低壓側(cè)引出的三根相線及零線，應(yīng)安裝中等容通量電源防雷器作為第二級(jí)保護(hù)，交流零線不作重復(fù)接地。

2.2.3在樓層配電箱安裝電源避雷器作為第三級(jí)保護(hù)，重要場(chǎng)合和設(shè)備可采取更多級(jí)的保護(hù)措施，如在UPS電源輸出端加裝防雷器，在重要設(shè)備電源輸入端加裝電源終端防雷設(shè)備等。2.2.4電源插座按照規(guī)范的線序連接，接地端要可靠接地，確保設(shè)備接地及使用安全，也直接保證著電源防雷器的效能。雷擊造成的各種形式的破壞性能量都是要通過地線來釋放的，良好地接地是防雷關(guān)鍵。

2.3網(wǎng)絡(luò)通信線路及接口的防雷

同供電線路一樣，應(yīng)避免在建筑外側(cè)架空敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信線纜人室而引入雷電，對(duì)已有的架空線纜，也應(yīng)使用金屬保護(hù)管將室外部分套起，并在進(jìn)入室內(nèi)前的兩端位置將金屬管的外殼接地。光纖線纜不需要特別的防雷措施，但須將鋼芯光纖線纜或鎧裝光纖的金屬部分接地即可。

2.4設(shè)備安裝箱柜防雷

設(shè)備安裝箱柜的防雷，主要是將箱柜金屬殼體鏈接接地，宜采用單獨(dú)、多點(diǎn)分別就近接地，在設(shè)備安裝箱柜的隱蔽位置打孔去漆，再使用銅質(zhì)螺釘鏈接接地線即可，它可以有效的防止周邊雷擊電場(chǎng)、大電流感應(yīng)造成二次損毀的擴(kuò)大。

2.5地電位反擊的防范

要消除地電位反擊危害，通常采取的措施：一是作等電位連接，用金屬導(dǎo)體將兩個(gè)金屬物體或接地體相互連接起來，使雷電接閃時(shí)電位相等；二是使可能電位反擊的兩個(gè)物體之間隔離或保持一定的安全距離。三是采用聯(lián)合接地網(wǎng)，消除各地網(wǎng)之間的電位差，保證設(shè)備不因雷電的反擊而損壞。

3、結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備遭受雷電災(zāi)害的事故卻頻繁發(fā)生，嚴(yán)重的影響了氣象業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，造成了極大的損失。研究和探討加強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)的防雷，已是我們氣象部門網(wǎng)絡(luò)信息安全工作非常重要的一個(gè)方面。

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