氣象臺計算機信息系統雷電防護技術

王學斌

摘要：從上世紀90年代以來，計算機技術逐漸向社會各個行業滲透，形成了電子化辦公的基礎，很多工作已經代替了人工實現了自動化。但相對應地，計算機信息系統也存在外力破壞的危險，尤其是惡劣天氣造成的破壞更加常見。如電力輸送網以及網絡信號傳輸線都是在室外，電容易遭到雷擊，嚴重威脅計算機信息系統的安全。本文主要分析計算機信息系統雷害產生的原因，并探討相應的防護措施。

關鍵詞：計算機信息系統;雷害;產生原因;防護措施

一、氣象臺計算機系統應用面臨的問題

隨著科技與時代的發展進步，人類已經進入了信息化時代，計算機應用已經代替了傳統人工方式。尤其是信息系統的發展，已經成為管理事務的便捷方式，在各種生產領域十分常見。特別是在各類科研機構中，計算機信息系統更是不可或缺的。

氣象臺的功能決定了它所處的環境更容易被雷電破壞，但為了更有效地管理氣象信息，很多氣象臺引入了先進的計算機信息系統，提供了更快、更準確、更有效的天氣信息，為生產、經濟服務。但是，由于計算機電力輸送線路以及通信網線都在戶外，容易受到雷電的襲擊。而計算機信息系統一旦被破壞，就會對氣象信息分析造成嚴重的影響，從而影響天氣信息的正常傳送。

因此，分析計算機信息系統雷害產生的原因，并探討相關的雷害防護措施，對氣象臺的信息管理以及正常傳輸很重要。

二、計算機信息系統雷電災害產生的原因

雷電是自然現象之一，也是最常見的自然災害，造成氣象臺計算機信息系統雷擊可能的形式很多，但主要有三種。

第一，直擊雷。直擊雷，顧名思義，就是人、動植物以及建筑物等直接被雷電擊中，從而出現機械效應、熱效應、電效應等反應，超過被擊打對象的物理負荷，造成人員傷亡或者建筑物損壞。但相對的，直擊雷都是可以從外部進行防護的，例如建筑物都會設有基礎接地體、防雷引下線以及屋面防雷網格等傳統防雷系統，以把大量的雷電電流都引導到地下，大大減輕了雷電對建筑物的損害。

第二，雷電波侵入。這一現象指得是雷電在對地放電的時候，雷電附近的戶外傳輸信號線、設備間的連接線等出現了電磁感應現象，從而進入氣象局中的計算機相關設備，從而使終端的電子設備或者是串聯在線路中間的計算機設備受到破壞。雷電波侵入比直接雷威力要弱的多，但是發生幾率卻遠遠高于直擊雷。

第三，雷電電涌。雷電電涌是指雷電在剛發生的時候，電源與信號線路中的感應電流出現電涌而導致的。電涌電壓不但可以通過電源線侵入計算機設備，也可以從信號線侵入設備，造成電磁干擾、靜電干擾、雷電感應以及無線電干擾等問題。因此，電子設備對雷電浪涌的承受能力是很低的。

此外，金屬物體對信號也有一定的干擾影響，計算機上正在傳輸的數據也會因此而出現誤碼，對傳輸速率以及傳輸準確性都有一定的影響，影響比較突出的是微電子設備，這一應用應用是在近幾年來才興起的，在雷電電涌的預防還存在著很多的漏洞，在應用中存在較大的風險。

三、計算機信息系統防雷技術措施

就目前來說，我國計算機信息系統的雷害防護措施可以分為外部防護和內部防護兩種，同時，在做好預防手段的之后，還要著手安排計算機系統的維護和管理，防止發生雷擊事故后嚴重損失和信息丟失。

（一）外部防護

首先，面對雷害的外部防護主要是防止直擊雷損害，從而設置避雷針、屏蔽網，采取分流、接地、均衡電位等措施對安裝了計算機信息系統的建筑物進行保護。在建筑物的頂層裝設避雷針或避雷帶，可以吸引雷電，讓雷電打在避雷針上，把雷電產生的電流直接導向地面，防止對建筑物的損害。

其次，電流在通向地面的過程中，還是會對電子設備產生一定的影響，所以在此過程中也要盡量把這部分的雷電流分流，防止過強的電壓對計算機信息設備產生損害。

再次，避雷網格就是利用法拉第電力研究規律，將建筑物的鋼筋和金屬物體組織形成不規則法拉第籠，以形成一個屏蔽空間，全部的均壓環都是用等電位來連接的，從而對計算機設備起到保護作用。

第四，保持建筑物各個關鍵點電位均衡，防止電位差對計算機信息系統的破壞。外部防護措施在較早之前就已經被人類重視和使用，發展到現在，相應的措施已發展完善，本氣象臺在這方面也做得很好。

（二）內部保護。

內部防護是近年來的新技術，主要是針對微電子保護的措施，是指采用隔離、屏蔽、安裝電涌保護器、等電位連接、合理布線等措施，防止電源系統內部產生過電壓，從而保護計算機內部信息系統。

根據氣象臺的工作需要，采用的雷害防護措施主要是多層保護區防護模式。把防雷系統、金屬管道、鋼筋混凝土共同形成屏蔽層，以作為保護區的界面。從最外層到最內層的保護區，逐層保護，降低電壓，降到計算機信息系統電壓承受范圍之內。同時，進行必要的雷電電流分配核算，把雷電電流在經過外層保護措施之后，一半進入大地，另一半均衡進入信號線、電源線以及金屬管道等電氣通道。

（三）算機信息系統的管理和維護

防雷是一種預防手段，除了從內外部保護環節入手，同時也要從計算機系統管理和維護方面入手，增強系統的魯棒性，組織專人管理計算機信息系統的各種防雷裝置，并定期檢查。尤其是雷雨多發期到來之前，更是對防雷裝置進行全面的檢查，檢測電涌保護器運行狀態，一旦發現積塵過多，接觸不良，漏電流過大、SPD發熱和跳火、絕緣損壞等情況，立刻采取相關措施維護。

同時，注意檢查防雷裝置的電器貫通情況，檢查機械是否有銹蝕、脫焊或松動等情況，內部裝置與機架、技術外殼的等電位連接是否電器貫通，若有不良情況，立刻修復;防雷裝置的設置、安裝、隱蔽工程等過程產生的圖紙、資料以及檢查結果等歸檔，妥善保管，方便復查。

四、結語

總體來說，計算機信息系統雷害產生的原因有多種，雷電侵害的途徑多種。而氣象臺工作需要很多高精端電子設備，對計算機系統的應用十分依賴，為了保護計算機信息系統，可采用避雷針、避雷網格等外部防護措施，并采用多層保護區等內部防護措施，保證計算機信息系統良好運行，為人們提供準確的天氣信息。

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