计算机信息系统雷电防护技术探讨

胡雷雷+陈斌+陈威

摘 要：简要叙述了雷电产生的原因及其规律，介绍了雷电防护技术方面的内容，分析了雷电对计算机信息系统的影响。研究结果表明，雷电对计算机系统的危害主要有2种，即直接雷电危害和感应雷电危害。结合多年雷电防护工作经验，依照GB 50174—1993等标准，提出了有关计算机系统雷电防护技术方面的内容，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：信息系统；计算机；雷电防护技术；雷击损害

中图分类号：TM862+.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.139

1 遭受雷击的成因及其造成的损失

虽然雷电是一种自然现象，但是，它具有一定的危害性，而且随时可能发生。它不仅会威胁人们的生命安全，还会给人们造成一定的财产损失。目前，人们对雷电的认识还远远不够，也不知道如何防护它。根据调查统计，雷电的存在在一定程度上制约了各行各业的发展，尤其是在计算机迅速发展的时代，它对人们造成的影响和危害也越来越大。在自然灾害中，雷电给人们生活造成的损失排第三位。雷电会在一瞬间产生很强的电流，而且当雷电出现时，还会带来很强的热能，产生电磁和机械效应。如果是直接雷，那么，当它与人畜、电气设备、建筑物接触时，会造成人畜死亡和严重的破坏。除此之外，还有一种感应雷电现象。感应雷会产生很大的电磁场，在一定范围内，它可以通过金属导体转换为电磁脉冲传送到室内的电气设备上，而电磁脉冲则会释放电荷，进而产生过电压。这样，轻则会使设备丢失数据，干扰设备的正常运行，重则会烧损设备电路，使其无法继续运行。

2 计算机信息系统基本要求

在日常工作中，可以将计算机机房的安全级别设置为3级。计算机机房的安全项目主要包括内部装修、防火、电系统、空调系统、消防措施和场地选择等。机房的使用面积不能小于32 m2，室内的温度、湿度必须要满足计算机设备相关规定的要求，而且当计算机系统停止工作时，在主机边测得机房内的噪声分贝必须小于70 db（A）。另外，机房的地面上应该铺设一层防止静电板，系统电阻值为2.5×104～1.0×109 Ω，而且计算机信息系统应该采用安全的配电方式，比如三相五线制或者单相三线制等，相应配电方式的额定电压为380 V和220 V。

3 计算机系统雷电防护方案

3.1 建筑物直击雷防护

当建筑物上安装有信息系统时，如果要预防直击雷，应该在建筑物上安装一个接闪器。接闪器可以由避雷针或避雷网组成，也可以由避雷针和避雷网混合组成。其中，避雷网应该沿着建筑物的屋角、屋檐等突出的地方铺设，而且铺设的网络面积必须大于20 m×20 m或者是24 m×16 m。当建筑物的宽度不足20 m时，可以在建筑物的周边敷设一圈避雷带。

3.2 屏蔽

在实际工作中，可以根据建筑物的防雷所分区。LZP2是计算机信息系统所在的区，如果引入后续防雷区，可以减小雷电所引起的电流和电磁场；如果不够后续防雷区，则要根据系统防护的需要而建立，最后再根据要求选择环境。通过加大屏蔽消除电磁场的干扰可以阻止电磁感应通过电压和磁场损坏设备。另外，应该将机房外的所有金属导体连接在一起。这样做是为了减小雷电产生的电磁脉冲感应对计算机信息系统的破坏。

3.3 等电位连接措施

在计算机信息系统的机房中可以建立等电位连接网络，而且设备间的等电位连接的距离要短，比如电气与电子设备的外壳、机架、金属管子、槽的距离等。至此，应该在每一楼层都设置等电位电子板，而且应该把总电位接地端子板设置在直击雷非防护区或者是直击雷防护区与LZP1的相交处。在计算机信息系统机房内，应该设置局部等电位接地端子板和接地端子板，而且它们应该设置在易于安装和检验的位置。

3.4 接地计算机

接地有4种方式，分别是安全保护接地、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种方式共用1个接地装置，而且其电阻值还应小于4 Ω。共用接地的方法不适用于计算机内的微电子设备中，因为微电子设备是通过接地连接的。当雷击发生时，微电子设备可能会自动连接，最终可能会损坏设备。

3.5 综合布线方案

在工作过程中，不可忽视的一个重要问题是系统布线。合理布线可以减小雷电带来的磁场，减小线路之间的耦合。信息系统布线的实质其实是改变系统内的电容、电阻、阻抗的分布。在电子信息系统中，应该把线缆上主干线的金属线槽铺设在电气竖井内，而且各种线缆或者各种管线的摆放位置要有一定的距离。怎么样设置路由走向和关于电子信息系统信号的线缆呢？即减小电子信号电缆自身所形成的感应环路的面积。

3.6 安装浪涌保护器

在安装浪涌保护器时，应该满足以下要求：①承受预期的雷电流；②当产生工频续流时，要有能力熄灭它；③能够承受最大的钳压，浪涌保护器的长度不要超过50 cm，且连接线应该平直；④在两级浪涌保护器间加装1个退耦装置，当电压开关型与限压型浪涌保护器间和限压型浪涌保护器之间的线路长度不大于10 m和5 m时，浪涌保护器可以起到保护设备的作用。在此过程中，程控数字用户交换机线路、安全防范系统、信号线路、天馈线路、火灾报警及消防联动控制系统、有线电视系统的防雷与接地应符合相关规定的要求。

4 结束语

近年来，计算机发展的速度越来越快，而计算机信息系统也被广泛应用于各行各业中，但是，其中存在的缺陷也越来越多，所以，计算机信息系统方面的防雷措施也备受关注。在工作过程中，必须充分运用综合防雷技术，将防范措施变为多级防护，利用多层次的防护实现等电位连接。只有减小雷电给计算机信息系统造成的危害，才能达到保护计算机信息系统的目的。

参考文献

[1]黄荣辉.大气科学概论[M].北京：气象出版社，2005：25.

[2]梅卫群，江燕如.建筑防雷工程与设计[M].北京：气象出版社，2008：96.

[3]中华人民共和国建设部.GB 50174—1993 电子计算机机房设计规范[S].北京；中国标准出版社，1995.

[4]中华人民共和国机械工业部.GB 50057—1994 建筑物防雷设计规范[S].2000年版.北京：中国计划出版社，2001.

〔编辑：白洁〕