韓立民

摘 要： 根據(jù)雷電對計算機(jī)信息系統(tǒng)的危害和入侵形式，文章提出信息系統(tǒng)防雷的具體措施和注意事項。防雷措施分為外部防雷和內(nèi)部防雷兩部分，通常采用屏蔽、等電位聯(lián)結(jié)、合理布線、加裝電涌保護(hù)器等方法。

關(guān)鍵詞： 計算機(jī) 信息系統(tǒng) 雷電防護(hù)

一、雷電的危害形式和現(xiàn)狀

雷電對信息系統(tǒng)的侵害方式主要有：（1）雷擊損壞線纜；（2）雷擊電磁脈沖通過線纜侵入室內(nèi)損壞電子設(shè)備；（3）雷擊電磁脈沖通過電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)損壞電子設(shè)備。

近些年，因雷電災(zāi)害損壞的計算機(jī)系統(tǒng)及設(shè)備大幅上升，雷電災(zāi)害不僅會造成設(shè)備永久性損壞，更重要的是計算機(jī)系統(tǒng)中斷和癱瘓會造成不可估量的直接與間接的巨大經(jīng)濟(jì)損失和影響，我國的雷電災(zāi)害損失80%以上涉及電子、通訊和配電系統(tǒng)。因此，越來越多的單位開始重視計算機(jī)機(jī)房和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雷電防護(hù)工作，為此做好這項工作尤為重要。但在雷電防護(hù)工程中，電源系統(tǒng)保護(hù)、信號保護(hù)、等電位連接和各種接地中任何一個環(huán)節(jié)疏漏都可能導(dǎo)致防護(hù)的失敗。

二、雷電的入侵形式

雷電入侵信息系統(tǒng)主要有直擊雷、感應(yīng)雷、電波侵入、雷電的地電位反擊等。直擊雷是雷電直接擊中設(shè)備或線路；雷電波侵入是雷電擊中供電線路、信號線路而產(chǎn)生過電壓；雷電的地電位反擊是通過接地體入侵信息系統(tǒng)。因此，對計算機(jī)系統(tǒng)的雷電防護(hù)要從這幾個方面入手，在雷電有可能入侵的各個關(guān)口層層設(shè)防。

三、信息系統(tǒng)的防護(hù)措施

1.直擊雷防護(hù)

直擊雷防護(hù)是計算機(jī)信息系統(tǒng)LEMP防護(hù)的基礎(chǔ)，其作用是有效保護(hù)建筑物本身不受直擊雷的破壞，為建筑物內(nèi)部的設(shè)備起到一個良好的初級電磁屏蔽作用。一般來說，如果計算機(jī)機(jī)房選址得當(dāng)，設(shè)備擺放規(guī)范，各種線路鋪設(shè)間距合理，計算機(jī)信息系統(tǒng)遭受直擊雷的可能性較小。但是與機(jī)房內(nèi)設(shè)備有線路連接的衛(wèi)星天線等通常安裝在建筑物的頂部，但高出建筑物的防雷設(shè)施不足以對其進(jìn)行保護(hù)，一旦遭受直擊雷，就會將強(qiáng)大的雷電流沿天線、信號線引入機(jī)房，毀壞計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此，在考慮建筑物直擊雷防護(hù)設(shè)施時，要對建筑物頂部的設(shè)備采取防護(hù)措施，可以在與設(shè)備有一定安全距離處，根據(jù)有關(guān)規(guī)定計算好高度架設(shè)避雷針，引下線與建筑物原有的避雷帶（網(wǎng)）做好多點(diǎn)連接。此外，架空電纜、信號線等要采取屏蔽措施，或做埋地處理，其埋地長度應(yīng)大于15米。

2.等電位連接與共用接地

為了減少防雷空間內(nèi)各種金屬部件和各個系統(tǒng)之間的電位差，保證建筑物內(nèi)信息系統(tǒng)、電氣設(shè)備、電子設(shè)備的正常工作，抑制外部干擾，并保證電氣、電子設(shè)備和操作人員的人身安全，所有各類電氣、電子信息設(shè)備均應(yīng)采取等電位連接與接地措施，形成一個電氣連續(xù)的整體，這樣可以避免在不同金屬外殼或構(gòu)架之間出現(xiàn)電位差，而這種電位差往往是產(chǎn)生電磁干擾和造成雷電反擊的原因。在現(xiàn)代建筑物中，為了節(jié)省室內(nèi)空間，電子信息系統(tǒng)中各設(shè)備的布置往往是相當(dāng)緊湊的，設(shè)備之間難以隔開足夠的空間距離。當(dāng)建筑物受到雷擊時，其防雷系統(tǒng)各部分均會出現(xiàn)暫態(tài)電位升高，如果各設(shè)備之間沒有等電位連接，則有可能會引起雷電反擊而使設(shè)備損壞。根據(jù)IEC和GB有關(guān)計算機(jī)機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)房地線有兩類；獨(dú)立地線和共用地線。但從防雷角度來看，必須使用共地，目的是減少雷電的高壓反擊。但由于計算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新機(jī)器對用電環(huán)境要求非?？量蹋绻麖?qiáng)行機(jī)械地把機(jī)房直流地、靜電地、保護(hù)地、交流地、防雷地等統(tǒng)統(tǒng)連接一起，就會發(fā)現(xiàn)：服務(wù)器、小型機(jī)不工作；局域網(wǎng)速度較慢，不適應(yīng)工作；主板莫名其妙地被燒毀。原因很簡單，由于系統(tǒng)的用電環(huán)境不好，三相嚴(yán)重不平衡，零地混接，導(dǎo)致地線電流過大，造成零地電壓大于1伏。共地的基本目的是希望達(dá)到等電位，防止雷電的反擊，如果強(qiáng)行等電位，必將造成不良后果。

3.屏蔽

屏蔽是利用各種金屬屏蔽體來阻擋和衰減施加在信息技術(shù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上的電磁干擾或過電壓能量，具體分為：建筑物初級屏蔽、設(shè)備屏蔽、各種線纜（含穿線金屬管）屏蔽等。（1）建筑物外部設(shè)施屏蔽措施。所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件都應(yīng)等連接在一起，并與防雷裝置相連，如屋頂金屬表面、立面金屬表面、混凝土內(nèi)部鋼筋和金屬門窗框架，組成一個法接第體系。根據(jù)設(shè)備的耐壓水平做多級屏蔽。屏蔽效果取決于初級屏蔽網(wǎng)的衰減程度、屏蔽層厚度（最好接近電磁波的波長）、網(wǎng)孔密度（密度越大效果越好）、屏蔽材料（低頻時采用高層磁材料，高頻時采用銅材、鉛材等）。屏蔽中特別注意對各種空洞的密封，如門、窗、金屬管道、通信線路、電力線纜的入口及線纜的金屬線紡織網(wǎng)、軟硬導(dǎo)管、橋架等。（2）線路屏蔽。采用屏蔽線纜或?qū)⒕€纜穿金屬管，其屏蔽或屏蔽鋼管至少在兩端，宜在防雷區(qū)交界處做等電位連接。使用金屬絲編織屏蔽電纜在電磁波頻率較高時，其波長接近編織網(wǎng)孔尺寸，波的投入增加，因此最好再穿一層金屬管。光纜的屏蔽不應(yīng)忽略。一般，直埋光纜很少受雷擊，但是光纜的金屬保護(hù)層和內(nèi)部加固金屬芯和防護(hù)金屬層斷開，進(jìn)行等電位連接，埋地光纜有必要安裝屏蔽線。

4.合理布線

雷電磁場變化必對金屬導(dǎo)體形成感應(yīng)，產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流。另外金屬導(dǎo)體間的電磁耦合將形成電磁干擾，都將對信息系統(tǒng)構(gòu)成威脅。因此，除綜合布線自身的安全防護(hù)外，還必須合理控制線纜間安全距離和線路的走向，消除不必要的電磁耦合。

5.電涌防護(hù)

電涌防護(hù)分信號部分的防護(hù)和電源部分的防護(hù)，電涌防護(hù)的主要措施是加裝電涌保護(hù)器（SPD）。（1）信號部分SPD的選擇。對于信號SPD，由于信號避雷器串接在通信線路中，所以信號避雷器除了滿足防雷性能特征外，還必須滿足信號傳輸帶寬等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的要求。（2）電源部分SPD的選擇。電源系統(tǒng)屬于設(shè)備與外界有直接聯(lián)系的能跟，也是計算機(jī)信息系統(tǒng)容易遭受雷電損害的主要途徑。電源部分原則上應(yīng)采用多級SPD進(jìn)行保護(hù)，至少進(jìn)行三級以上的防護(hù)；第一級保護(hù)在供電系統(tǒng)入口處如總配電室的總空氣開關(guān)下端，安裝大容量的能承受大電流和高能量浪涌的電涌保護(hù)器，將大量的浪涌電流分流到大地；第二級保護(hù)在被保護(hù)設(shè)備的房間電源安裝電涌保護(hù)器，以進(jìn)一步吸收通過第一級電涌保護(hù)器的剩余浪涌能量，起到抑制瞬態(tài)過壓的保護(hù)；第三級保護(hù)在電氣設(shè)備的電源輸入端，安裝電涌保護(hù)器， 達(dá)到完全消除微小瞬態(tài)過電壓的目的，作為設(shè)備末級精細(xì)保護(hù)。因為信息系統(tǒng)中電源的敏感性，所以必須采用較低的殘壓值。同時還必須考慮到電磁干擾對信息系統(tǒng)的影響，因此帶濾波的分流設(shè)計應(yīng)當(dāng)更加理想。

做好計算機(jī)信息系統(tǒng)防雷是一項長期工作，在今后的計算機(jī)信息系統(tǒng)建設(shè)和維護(hù)中，要注意系統(tǒng)性的雷電防護(hù)，只有有了健全的防雷體系、規(guī)范的防雷設(shè)計、嚴(yán)格的維護(hù)管理，才可以避免雷擊事故的發(fā)生。