計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)雷電防御技術(shù)探索
時間:2022-09-04 02:48:00
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計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)主要是大規(guī)模集成電路構(gòu)成,微電子器件絕緣強(qiáng)度不高,雷電來臨時無法承受瞬間較大的電壓而很容易受損,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰,因此需要做好計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的雷電防御。
計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)雷電入侵途徑
(一)由交流電源供電線路入侵。計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)電源從室外電力線路輸入到室內(nèi),對于很多架空線路而言容易受到直擊雷與感應(yīng)雷的襲擊。當(dāng)高壓線路被雷電擊中后,經(jīng)變壓器耦合到380V低壓側(cè),對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的供電設(shè)備帶來影響;而低壓線路也容易感應(yīng)出雷電過電壓。在220V電源線中產(chǎn)生的雷電過電壓能夠超過10000V,進(jìn)而對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重?fù)p害。(二)由計(jì)算機(jī)通信線路入侵。雷電入侵通信線路一般來說有如下幾種情況:首先是地面凸出物被雷電擊中,強(qiáng)雷電壓直接把附近土壤擊穿,雷電流入侵并擊穿電纜外皮,導(dǎo)致高壓進(jìn)入線路中;其次是雷云進(jìn)行地面放電的情況下,線路能夠感應(yīng)到超過千伏的過電壓,對線路臨近的電氣設(shè)備造成損壞,同時經(jīng)由設(shè)備連線直接入侵通信線路,這種入侵方式危害程度高且涉及面廣;最后如果一條多芯電纜與其他導(dǎo)線或多條電纜成平行鋪設(shè)狀態(tài)時,如果其中一條導(dǎo)線受到雷擊,必然會影響到相鄰導(dǎo)線,對電子設(shè)備造成損害。(三)地電位反擊電壓通過接地體入侵。雷擊產(chǎn)生的雷電流通過引下線與接地體散布于大地中,在接地體四周呈放射狀電位分布,如果某些電子設(shè)備與接地體距離較近,會形成高壓地電位反擊,瞬間產(chǎn)生的電壓往往超過數(shù)萬伏。目前很多建筑物所設(shè)置的避雷器引入雷電流經(jīng)由引下行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2020.17.011可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度線入地,會引起四周空間出現(xiàn)很大的電磁場變化,從而造成相鄰導(dǎo)線感應(yīng)到雷電過電壓,從而對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)帶來影響。
計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)雷電防御技術(shù)
(一)直擊雷防護(hù)技術(shù)。對于直擊雷的防御一般來說整個系統(tǒng)包含了接閃器、引下線以及地網(wǎng)。接閃器也可稱之為避雷針或者避雷網(wǎng),雷電流經(jīng)由引下線傳遞到地網(wǎng),通過地網(wǎng)來對電荷進(jìn)行疏散。避雷網(wǎng)一般來說選擇Φ12鍍鋅圓鋼,建筑物頂部四周選擇4mm×40mm鍍鋅扁鋼當(dāng)成是引下線,相互之間距離保持在18m之內(nèi),引下線上部和避雷網(wǎng)直接相連,下部和地網(wǎng)相連。建筑物頂部其他金屬設(shè)施需要和避雷帶進(jìn)行焊接,保持連通。如此一來即可發(fā)揮出很大的雷電流釋放疏散作用,在遭遇雷擊后能夠在很大程度上保護(hù)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)設(shè)備,也達(dá)到了國家相關(guān)防雷標(biāo)準(zhǔn)。(二)電源系統(tǒng)防雷技術(shù)。計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)電源不是獨(dú)立的供電系統(tǒng),依舊是電力線路輸入,從理論上來說其可能受到雷電的影響。若直接擊中電力線路,經(jīng)由變壓器耦合到低壓端,借助于供電設(shè)備對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)帶來損害。根據(jù)目前計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷相關(guān)規(guī)定,電源系統(tǒng)需要實(shí)施三級防護(hù)措施,在建筑總配電系統(tǒng)高壓端設(shè)置高通容量的防雷設(shè)備,將其當(dāng)成是第一級保護(hù),同時低壓側(cè)設(shè)置閥門式防雷設(shè)備當(dāng)成是二級保護(hù),各個樓層配電箱中設(shè)置避雷箱來當(dāng)成是三級保護(hù)。另外對于一些重要的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)還需要設(shè)置更多的防雷技術(shù)措施,比如說在UPS電源輸出端設(shè)置防雷器,對關(guān)鍵設(shè)備的輸入端設(shè)置終端防雷設(shè)施。借助于多層次的防雷體系來實(shí)現(xiàn)更加有效的雷電防御,避免其對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來影響。(三)信號系統(tǒng)防雷技術(shù)。信號系統(tǒng)防雷屬于計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷體系中的重要一部分,首先需要對計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及相關(guān)設(shè)備參數(shù)有充分全面的掌握。光纖傳輸介質(zhì)通常不會感應(yīng)雷電流,往往經(jīng)由室外傳輸?shù)墓饫w中存在一條金屬加強(qiáng)芯,當(dāng)其進(jìn)入房屋時,可以把金屬加強(qiáng)芯進(jìn)行接地處理。ADSL轉(zhuǎn)化為一般網(wǎng)絡(luò)后,通常是依靠交換機(jī)以及雙絞線來和相關(guān)服務(wù)器進(jìn)行連接,需對交換機(jī)端口進(jìn)行有效保護(hù)。電話線路分布相對復(fù)雜,往往分散在建筑物的不同位置,各個線路都存在感應(yīng)過電壓的概率,按照雷電電磁脈沖理論,計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備受到損害的關(guān)鍵性因素是雷電感應(yīng)浪涌電壓所導(dǎo)致的,它能夠借助于信號引線將感應(yīng)浪涌電壓傳遞到設(shè)備之內(nèi),影響其芯片與接口的正常運(yùn)行,因此可以在信號線之間設(shè)置防雷設(shè)備,避雷器串接于線路設(shè)備接口位置,設(shè)置信號浪涌保護(hù)器,確保滿足信息設(shè)備的防雷需求。(四)均壓和等電位接地。均勻以及等電位連接是避免地電位反擊的重要手段,將進(jìn)入房屋的相關(guān)金屬管道以及線纜屏蔽層轉(zhuǎn)變?yōu)榈入娢贿B接的方式,從而封閉狀態(tài)的均壓環(huán),從而將具有加大破壞性的電位差予以消除。計(jì)算機(jī)機(jī)房的接地保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)選擇共用接地的模式,將房屋的防雷池、設(shè)備保護(hù)地、交流和直流工作地保持連接,需要注意的是要優(yōu)先考慮房屋自然接地的方式,通過這樣的方式來形成等電位系統(tǒng),有效防止不同地網(wǎng)之間產(chǎn)生的電位差對計(jì)算機(jī)電子設(shè)備帶來影響。計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)運(yùn)行過程中會產(chǎn)生電磁波,電磁波感應(yīng)金屬導(dǎo)體之后讓空氣內(nèi)的懸浮塵粒導(dǎo)線形成靜電,另外帶電的懸浮塵粒容易附著于電子設(shè)備的外殼上。如果電子設(shè)備外殼上的靜電達(dá)到某種程度之后,正負(fù)電荷會形成高達(dá)幾千伏的電壓,會在很大程度上損害電子設(shè)備。所以可以在計(jì)算機(jī)機(jī)房中設(shè)置全鋼防靜電地板,同時在機(jī)房墻壁上安裝銅排或銅網(wǎng)構(gòu)成的均壓帶,把計(jì)算機(jī)機(jī)房中的所有金屬機(jī)柜、橋架、光纜金屬加強(qiáng)芯以及抗靜電地板龍骨等保持就近連接,從而讓計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的靜電能夠盡量泄入大地。(五)屏蔽與布線。屏蔽包含了對電子設(shè)備的屏蔽以及線纜屏蔽。電子設(shè)備屏蔽需要按照設(shè)備的抗壓性實(shí)施多層次屏蔽,屏蔽過程中需要對金屬導(dǎo)體、電纜屏蔽層和金屬線槽等進(jìn)行電位連接。針對非金屬外殼的相關(guān)設(shè)備且機(jī)房屏蔽不符合設(shè)備電磁環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)的情況下,需要設(shè)置金屬屏蔽網(wǎng)亦或是金屬屏蔽室。而線路屏蔽通常來說指的是在需要雷電防護(hù)的范圍內(nèi),選擇屏蔽電纜時的屏蔽層應(yīng)當(dāng)在兩端以及防護(hù)區(qū)域交接位置進(jìn)行等電位連接。如果選擇非屏蔽電纜的情況下,需要敷設(shè)于金屬管道中,隨后埋地引入,同時在雷電防護(hù)區(qū)交接位置進(jìn)行等電位連接。如果各個建筑之間選擇屏蔽電纜進(jìn)行互聯(lián),同時電纜屏蔽可以承載一般雷電流,電纜能夠不敷設(shè)于金屬管道之中。計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的線纜和其他管線之間的距離必須要滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保線纜的科學(xué)敷設(shè)。
總而言之,雷電會在很大程度上影響計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行,也會對其中的電子設(shè)備帶來非常大的損害。近年來計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用,因此雷電防御工作也受到了更多的重視。唯有構(gòu)建更加系統(tǒng)化的雷電防御體系,采取科學(xué)有效的防雷技術(shù)措施,才可以保障計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。
作者:馬劍 馬繹皓 單位:甘肅新安防雷檢測有限公司