计算机信息系统雷电防御技术探索

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计算机信息系统主要是大规模集成电路构成，微电子器件绝缘强度不高，雷电来临时无法承受瞬间较大的电压而很容易受损，甚至导致系统崩溃，因此需要做好计算机信息系统的雷电防御。

计算机信息系统雷电入侵途径

（一）由交流电源供电线路入侵。计算机信息系统电源从室外电力线路输入到室内，对于很多架空线路而言容易受到直击雷与感应雷的袭击。当高压线路被雷电击中后，经变压器耦合到380V低压侧，对计算机信息系统的供电设备带来影响；而低压线路也容易感应出雷电过电压。在220V电源线中产生的雷电过电压能够超过10000V，进而对计算机系统系统带来严重损害。（二）由计算机通信线路入侵。雷电入侵通信线路一般来说有如下几种情况：首先是地面凸出物被雷电击中，强雷电压直接把附近土壤击穿，雷电流入侵并击穿电缆外皮，导致高压进入线路中；其次是雷云进行地面放电的情况下，线路能够感应到超过千伏的过电压，对线路临近的电气设备造成损坏，同时经由设备连线直接入侵通信线路，这种入侵方式危害程度高且涉及面广；最后如果一条多芯电缆与其他导线或多条电缆成平行铺设状态时，如果其中一条导线受到雷击，必然会影响到相邻导线，对电子设备造成损害。（三）地电位反击电压通过接地体入侵。雷击产生的雷电流通过引下线与接地体散布于大地中，在接地体四周呈放射状电位分布，如果某些电子设备与接地体距离较近，会形成高压地电位反击，瞬间产生的电压往往超过数万伏。目前很多建筑物所设置的避雷器引入雷电流经由引下行业曲线linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.17.011可替代度影响力可实现度行业关联度真实度线入地，会引起四周空间出现很大的电磁场变化，从而造成相邻导线感应到雷电过电压，从而对计算机信息系统带来影响。

计算机信息系统雷电防御技术

（一）直击雷防护技术。对于直击雷的防御一般来说整个系统包含了接闪器、引下线以及地网。接闪器也可称之为避雷针或者避雷网，雷电流经由引下线传递到地网，通过地网来对电荷进行疏散。避雷网一般来说选择Φ12镀锌圆钢，建筑物顶部四周选择4mm×40mm镀锌扁钢当成是引下线，相互之间距离保持在18m之内，引下线上部和避雷网直接相连，下部和地网相连。建筑物顶部其他金属设施需要和避雷带进行焊接，保持连通。如此一来即可发挥出很大的雷电流释放疏散作用，在遭遇雷击后能够在很大程度上保护计算机信息系统设备，也达到了国家相关防雷标准。（二）电源系统防雷技术。计算机信息系统电源不是独立的供电系统，依旧是电力线路输入，从理论上来说其可能受到雷电的影响。若直接击中电力线路，经由变压器耦合到低压端，借助于供电设备对计算机信息系统带来损害。根据目前计算机信息系统防雷相关规定，电源系统需要实施三级防护措施，在建筑总配电系统高压端设置高通容量的防雷设备，将其当成是第一级保护，同时低压侧设置阀门式防雷设备当成是二级保护，各个楼层配电箱中设置避雷箱来当成是三级保护。另外对于一些重要的计算机信息系统还需要设置更多的防雷技术措施，比如说在UPS电源输出端设置防雷器，对关键设备的输入端设置终端防雷设施。借助于多层次的防雷体系来实现更加有效的雷电防御，避免其对计算机信息系统的正常运行带来影响。（三）信号系统防雷技术。信号系统防雷属于计算机信息系统防雷体系中的重要一部分，首先需要对计算机信息系统具体拓扑结构以及相关设备参数有充分全面的掌握。光纤传输介质通常不会感应雷电流，往往经由室外传输的光纤中存在一条金属加强芯，当其进入房屋时，可以把金属加强芯进行接地处理。ADSL转化为一般网络后，通常是依靠交换机以及双绞线来和相关服务器进行连接，需对交换机端口进行有效保护。电话线路分布相对复杂，往往分散在建筑物的不同位置，各个线路都存在感应过电压的概率，按照雷电电磁脉冲理论，计算机和相关设备受到损害的关键性因素是雷电感应浪涌电压所导致的，它能够借助于信号引线将感应浪涌电压传递到设备之内，影响其芯片与接口的正常运行，因此可以在信号线之间设置防雷设备，避雷器串接于线路设备接口位置，设置信号浪涌保护器，确保满足信息设备的防雷需求。（四）均压和等电位接地。均匀以及等电位连接是避免地电位反击的重要手段，将进入房屋的相关金属管道以及线缆屏蔽层转变为等电位连接的方式，从而封闭状态的均压环，从而将具有加大破坏性的电位差予以消除。计算机机房的接地保护装置应当选择共用接地的模式，将房屋的防雷池、设备保护地、交流和直流工作地保持连接，需要注意的是要优先考虑房屋自然接地的方式，通过这样的方式来形成等电位系统，有效防止不同地网之间产生的电位差对计算机电子设备带来影响。计算机信息系统运行过程中会产生电磁波，电磁波感应金属导体之后让空气内的悬浮尘粒导线形成静电，另外带电的悬浮尘粒容易附着于电子设备的外壳上。如果电子设备外壳上的静电达到某种程度之后，正负电荷会形成高达几千伏的电压，会在很大程度上损害电子设备。所以可以在计算机机房中设置全钢防静电地板，同时在机房墙壁上安装铜排或铜网构成的均压带，把计算机机房中的所有金属机柜、桥架、光缆金属加强芯以及抗静电地板龙骨等保持就近连接，从而让计算机信息系统运行过程中产生的静电能够尽量泄入大地。（五）屏蔽与布线。屏蔽包含了对电子设备的屏蔽以及线缆屏蔽。电子设备屏蔽需要按照设备的抗压性实施多层次屏蔽，屏蔽过程中需要对金属导体、电缆屏蔽层和金属线槽等进行电位连接。针对非金属外壳的相关设备且机房屏蔽不符合设备电磁环境的标准的情况下，需要设置金属屏蔽网亦或是金属屏蔽室。而线路屏蔽通常来说指的是在需要雷电防护的范围内，选择屏蔽电缆时的屏蔽层应当在两端以及防护区域交接位置进行等电位连接。如果选择非屏蔽电缆的情况下，需要敷设于金属管道中，随后埋地引入，同时在雷电防护区交接位置进行等电位连接。如果各个建筑之间选择屏蔽电缆进行互联，同时电缆屏蔽可以承载一般雷电流，电缆能够不敷设于金属管道之中。计算机信息系统的线缆和其他管线之间的距离必须要满足相关技术标准，确保线缆的科学敷设。

总而言之，雷电会在很大程度上影响计算机信息系统的正常运行，也会对其中的电子设备带来非常大的损害。近年来计算机信息系统得以广泛应用，因此雷电防御工作也受到了更多的重视。唯有构建更加系统化的雷电防御体系，采取科学有效的防雷技术措施，才可以保障计算机信息系统的安全与稳定运行。

作者:马剑 马绎皓 单位:甘肃新安防雷检测有限公司