計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)雷電防護(hù)技術(shù)探討

胡雷雷+陳斌+陳威

摘 要：簡要敘述了雷電產(chǎn)生的原因及其規(guī)律，介紹了雷電防護(hù)技術(shù)方面的內(nèi)容，分析了雷電對(duì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的影響。研究結(jié)果表明，雷電對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的危害主要有2種，即直接雷電危害和感應(yīng)雷電危害。結(jié)合多年雷電防護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，依照GB 50174—1993等標(biāo)準(zhǔn)，提出了有關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)雷電防護(hù)技術(shù)方面的內(nèi)容，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：信息系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)；雷電防護(hù)技術(shù)；雷擊損害

中圖分類號(hào)：TM862+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.139

1 遭受雷擊的成因及其造成的損失

雖然雷電是一種自然現(xiàn)象，但是，它具有一定的危害性，而且隨時(shí)可能發(fā)生。它不僅會(huì)威脅人們的生命安全，還會(huì)給人們?cè)斐梢欢ǖ呢?cái)產(chǎn)損失。目前，人們對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，也不知道如何防護(hù)它。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，雷電的存在在一定程度上制約了各行各業(yè)的發(fā)展，尤其是在計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展的時(shí)代，它對(duì)人們?cè)斐傻挠绊懞臀：σ苍絹碓酱?。在自然?zāi)害中，雷電給人們生活造成的損失排第三位。雷電會(huì)在一瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)的電流，而且當(dāng)雷電出現(xiàn)時(shí)，還會(huì)帶來很強(qiáng)的熱能，產(chǎn)生電磁和機(jī)械效應(yīng)。如果是直接雷，那么，當(dāng)它與人畜、電氣設(shè)備、建筑物接觸時(shí)，會(huì)造成人畜死亡和嚴(yán)重的破壞。除此之外，還有一種感應(yīng)雷電現(xiàn)象。感應(yīng)雷會(huì)產(chǎn)生很大的電磁場(chǎng)，在一定范圍內(nèi)，它可以通過金屬導(dǎo)體轉(zhuǎn)換為電磁脈沖傳送到室內(nèi)的電氣設(shè)備上，而電磁脈沖則會(huì)釋放電荷，進(jìn)而產(chǎn)生過電壓。這樣，輕則會(huì)使設(shè)備丟失數(shù)據(jù)，干擾設(shè)備的正常運(yùn)行，重則會(huì)燒損設(shè)備電路，使其無法繼續(xù)運(yùn)行。

2 計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)基本要求

在日常工作中，可以將計(jì)算機(jī)機(jī)房的安全級(jí)別設(shè)置為3級(jí)。計(jì)算機(jī)機(jī)房的安全項(xiàng)目主要包括內(nèi)部裝修、防火、電系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、消防措施和場(chǎng)地選擇等。機(jī)房的使用面積不能小于32 m2，室內(nèi)的溫度、濕度必須要滿足計(jì)算機(jī)設(shè)備相關(guān)規(guī)定的要求，而且當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停止工作時(shí)，在主機(jī)邊測(cè)得機(jī)房內(nèi)的噪聲分貝必須小于70 db（A）。另外，機(jī)房的地面上應(yīng)該鋪設(shè)一層防止靜電板，系統(tǒng)電阻值為2.5×104～1.0×109 Ω，而且計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)應(yīng)該采用安全的配電方式，比如三相五線制或者單相三線制等，相應(yīng)配電方式的額定電壓為380 V和220 V。

3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)雷電防護(hù)方案

3.1 建筑物直擊雷防護(hù)

當(dāng)建筑物上安裝有信息系統(tǒng)時(shí)，如果要預(yù)防直擊雷，應(yīng)該在建筑物上安裝一個(gè)接閃器。接閃器可以由避雷針或避雷網(wǎng)組成，也可以由避雷針和避雷網(wǎng)混合組成。其中，避雷網(wǎng)應(yīng)該沿著建筑物的屋角、屋檐等突出的地方鋪設(shè)，而且鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)面積必須大于20 m×20 m或者是24 m×16 m。當(dāng)建筑物的寬度不足20 m時(shí)，可以在建筑物的周邊敷設(shè)一圈避雷帶。

3.2 屏蔽

在實(shí)際工作中，可以根據(jù)建筑物的防雷所分區(qū)。LZP2是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)所在的區(qū)，如果引入后續(xù)防雷區(qū)，可以減小雷電所引起的電流和電磁場(chǎng)；如果不夠后續(xù)防雷區(qū)，則要根據(jù)系統(tǒng)防護(hù)的需要而建立，最后再根據(jù)要求選擇環(huán)境。通過加大屏蔽消除電磁場(chǎng)的干擾可以阻止電磁感應(yīng)通過電壓和磁場(chǎng)損壞設(shè)備。另外，應(yīng)該將機(jī)房外的所有金屬導(dǎo)體連接在一起。這樣做是為了減小雷電產(chǎn)生的電磁脈沖感應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的破壞。

3.3 等電位連接措施

在計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的機(jī)房中可以建立等電位連接網(wǎng)絡(luò)，而且設(shè)備間的等電位連接的距離要短，比如電氣與電子設(shè)備的外殼、機(jī)架、金屬管子、槽的距離等。至此，應(yīng)該在每一樓層都設(shè)置等電位電子板，而且應(yīng)該把總電位接地端子板設(shè)置在直擊雷非防護(hù)區(qū)或者是直擊雷防護(hù)區(qū)與LZP1的相交處。在計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)機(jī)房內(nèi)，應(yīng)該設(shè)置局部等電位接地端子板和接地端子板，而且它們應(yīng)該設(shè)置在易于安裝和檢驗(yàn)的位置。

3.4 接地計(jì)算機(jī)

接地有4種方式，分別是安全保護(hù)接地、直流工作接地、防雷接地和交流工作接地。其中，最好的方法就是4種方式共用1個(gè)接地裝置，而且其電阻值還應(yīng)小于4 Ω。共用接地的方法不適用于計(jì)算機(jī)內(nèi)的微電子設(shè)備中，因?yàn)槲㈦娮釉O(shè)備是通過接地連接的。當(dāng)雷擊發(fā)生時(shí)，微電子設(shè)備可能會(huì)自動(dòng)連接，最終可能會(huì)損壞設(shè)備。

3.5 綜合布線方案

在工作過程中，不可忽視的一個(gè)重要問題是系統(tǒng)布線。合理布線可以減小雷電帶來的磁場(chǎng)，減小線路之間的耦合。信息系統(tǒng)布線的實(shí)質(zhì)其實(shí)是改變系統(tǒng)內(nèi)的電容、電阻、阻抗的分布。在電子信息系統(tǒng)中，應(yīng)該把線纜上主干線的金屬線槽鋪設(shè)在電氣豎井內(nèi)，而且各種線纜或者各種管線的擺放位置要有一定的距離。怎么樣設(shè)置路由走向和關(guān)于電子信息系統(tǒng)信號(hào)的線纜呢？即減小電子信號(hào)電纜自身所形成的感應(yīng)環(huán)路的面積。

3.6 安裝浪涌保護(hù)器

在安裝浪涌保護(hù)器時(shí)，應(yīng)該滿足以下要求：①承受預(yù)期的雷電流；②當(dāng)產(chǎn)生工頻續(xù)流時(shí)，要有能力熄滅它；③能夠承受最大的鉗壓，浪涌保護(hù)器的長度不要超過50 cm，且連接線應(yīng)該平直；④在兩級(jí)浪涌保護(hù)器間加裝1個(gè)退耦裝置，當(dāng)電壓開關(guān)型與限壓型浪涌保護(hù)器間和限壓型浪涌保護(hù)器之間的線路長度不大于10 m和5 m時(shí)，浪涌保護(hù)器可以起到保護(hù)設(shè)備的作用。在此過程中，程控?cái)?shù)字用戶交換機(jī)線路、安全防范系統(tǒng)、信號(hào)線路、天饋線路、火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、有線電視系統(tǒng)的防雷與接地應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定的要求。

4 結(jié)束語

近年來，計(jì)算機(jī)發(fā)展的速度越來越快，而計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，但是，其中存在的缺陷也越來越多，所以，計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)方面的防雷措施也備受關(guān)注。在工作過程中，必須充分運(yùn)用綜合防雷技術(shù)，將防范措施變?yōu)槎嗉?jí)防護(hù)，利用多層次的防護(hù)實(shí)現(xiàn)等電位連接。只有減小雷電給計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)造成的危害，才能達(dá)到保護(hù)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的目的。

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〔編輯：白潔〕