气象台计算机信息系统雷电防护技术

王学斌

摘要：從上世纪90年代以来，计算机技术逐渐向社会各个行业渗透，形成了电子化办公的基础，很多工作已经代替了人工实现了自动化。但相对应地，计算机信息系统也存在外力破坏的危险，尤其是恶劣天气造成的破坏更加常见。如电力输送网以及网络信号传输线都是在室外，电容易遭到雷击，严重威胁计算机信息系统的安全。本文主要分析计算机信息系统雷害产生的原因，并探讨相应的防护措施。

关键词：计算机信息系统;雷害;产生原因;防护措施

一、气象台计算机系统应用面临的问题

随着科技与时代的发展进步，人类已经进入了信息化时代，计算机应用已经代替了传统人工方式。尤其是信息系统的发展，已经成为管理事务的便捷方式，在各种生产领域十分常见。特别是在各类科研机构中，计算机信息系统更是不可或缺的。

气象台的功能决定了它所处的环境更容易被雷电破坏，但为了更有效地管理气象信息，很多气象台引入了先进的计算机信息系统，提供了更快、更准确、更有效的天气信息，为生产、经济服务。但是，由于计算机电力输送线路以及通信网线都在户外，容易受到雷电的袭击。而计算机信息系统一旦被破坏，就会对气象信息分析造成严重的影响，从而影响天气信息的正常传送。

因此，分析计算机信息系统雷害产生的原因，并探讨相关的雷害防护措施，对气象台的信息管理以及正常传输很重要。

二、计算机信息系统雷电灾害产生的原因

雷电是自然现象之一，也是最常见的自然灾害，造成气象台计算机信息系统雷击可能的形式很多，但主要有三种。

第一，直击雷。直击雷，顾名思义，就是人、动植物以及建筑物等直接被雷电击中，从而出现机械效应、热效应、电效应等反应，超过被击打对象的物理负荷，造成人员伤亡或者建筑物损坏。但相对的，直击雷都是可以从外部进行防护的，例如建筑物都会设有基础接地体、防雷引下线以及屋面防雷网格等传统防雷系统，以把大量的雷电电流都引导到地下，大大减轻了雷电对建筑物的损害。

第二，雷电波侵入。这一现象指得是雷电在对地放电的时候，雷电附近的户外传输信号线、设备间的连接线等出现了电磁感应现象，从而进入气象局中的计算机相关设备，从而使终端的电子设备或者是串联在线路中间的计算机设备受到破坏。雷电波侵入比直接雷威力要弱的多，但是发生几率却远远高于直击雷。

第三，雷电电涌。雷电电涌是指雷电在刚发生的时候，电源与信号线路中的感应电流出现电涌而导致的。电涌电压不但可以通过电源线侵入计算机设备，也可以从信号线侵入设备，造成电磁干扰、静电干扰、雷电感应以及无线电干扰等问题。因此，电子设备对雷电浪涌的承受能力是很低的。

此外，金属物体对信号也有一定的干扰影响，计算机上正在传输的数据也会因此而出现误码，对传输速率以及传输准确性都有一定的影响，影响比较突出的是微电子设备，这一应用应用是在近几年来才兴起的，在雷电电涌的预防还存在着很多的漏洞，在应用中存在较大的风险。

三、计算机信息系统防雷技术措施

就目前来说，我国计算机信息系统的雷害防护措施可以分为外部防护和内部防护两种，同时，在做好预防手段的之后，还要着手安排计算机系统的维护和管理，防止发生雷击事故后严重损失和信息丢失。

（一）外部防护

首先，面对雷害的外部防护主要是防止直击雷损害，从而设置避雷针、屏蔽网，采取分流、接地、均衡电位等措施对安装了计算机信息系统的建筑物进行保护。在建筑物的顶层装设避雷针或避雷带，可以吸引雷电，让雷电打在避雷针上，把雷电产生的电流直接导向地面，防止对建筑物的损害。

其次，电流在通向地面的过程中，还是会对电子设备产生一定的影响，所以在此过程中也要尽量把这部分的雷电流分流，防止过强的电压对计算机信息设备产生损害。

再次，避雷网格就是利用法拉第电力研究规律，将建筑物的钢筋和金属物体组织形成不规则法拉第笼，以形成一个屏蔽空间，全部的均压环都是用等电位来连接的，从而对计算机设备起到保护作用。

第四，保持建筑物各个关键点电位均衡，防止电位差对计算机信息系统的破坏。外部防护措施在较早之前就已经被人类重视和使用，发展到现在，相应的措施已发展完善，本气象台在这方面也做得很好。

（二）内部保护。

内部防护是近年来的新技术，主要是针对微电子保护的措施，是指采用隔离、屏蔽、安装电涌保护器、等电位连接、合理布线等措施，防止电源系统内部产生过电压，从而保护计算机内部信息系统。

根据气象台的工作需要，采用的雷害防护措施主要是多层保护区防护模式。把防雷系统、金属管道、钢筋混凝土共同形成屏蔽层，以作为保护区的界面。从最外层到最内层的保护区，逐层保护，降低电压，降到计算机信息系统电压承受范围之内。同时，进行必要的雷电电流分配核算，把雷电电流在经过外层保护措施之后，一半进入大地，另一半均衡进入信号线、电源线以及金属管道等电气通道。

（三）算机信息系统的管理和维护

防雷是一种预防手段，除了从内外部保护环节入手，同时也要从计算机系统管理和维护方面入手，增强系统的鲁棒性，组织专人管理计算机信息系统的各种防雷装置，并定期检查。尤其是雷雨多发期到来之前，更是对防雷装置进行全面的检查，检测电涌保护器运行状态，一旦发现积尘过多，接触不良，漏电流过大、SPD发热和跳火、绝缘损坏等情况，立刻采取相关措施维护。

同时，注意检查防雷装置的电器贯通情况，检查机械是否有锈蚀、脱焊或松动等情况，内部装置与机架、技术外壳的等电位连接是否电器贯通，若有不良情况，立刻修复;防雷装置的设置、安装、隐蔽工程等过程产生的图纸、资料以及检查结果等归档，妥善保管，方便复查。

四、结语

总体来说，计算机信息系统雷害产生的原因有多种，雷电侵害的途径多种。而气象台工作需要很多高精端电子设备，对计算机系统的应用十分依赖，为了保护计算机信息系统，可采用避雷针、避雷网格等外部防护措施，并采用多层保护区等内部防护措施，保证计算机信息系统良好运行，为人们提供准确的天气信息。

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