浅析计算机系统防雷保护

浅析计算机系统防雷保护

孙佳

天津高德朗益科技有限公司 天津市 300380

摘要：雷电灾害的主要特点就是时间短、频率高、冲击电流大、冲击电压高、雷电流变化的梯度大等特点。其对导航、通信、家用电器、计算机网络、生产场所和各类建筑的破坏作用主要是因为其产生的强大磁场和电流。随着科技进步发展，计算机的运用越来越普及，所以做好计算机系统的防雷保护有着重要的意义。

关键词：计算机系统；防雷保护；措施方法；

前言

阐述了加强计算机系统安全管理,建立计算机系统防雷保护(简称PCST)的重要性和必要性,介绍了计算机系统防雷保护的方案设计、维护管理等内容。

一、防雷过电压保护的必要性

现在已进入电子信息时代,各行各业都普遍采用电子信息技术装备自己,电子信息设备的应用已日趋广泛,其数量与规模正在不断地扩大。但是这种以计算机系统为代表的电子信息设备的工作信号电压很低,一般仅5V左右。因此,其抗干扰、抗电涌的能力极低,对电磁环境的要求很高,所以随着电子信息设备的广泛应用,过电压的危害也将日趋严重,尤其是雷电引起的过电压,其后果不但使这种昂贵的设备损坏,而且有可能使整个系统的运行中断,造成巨大的经济损失。随着计算机等电子技术的发展,电子设备日益成为雷电破坏的主要对象之一。为此,国内外专家学者进行了大量的实验和研究,IEC(国际电工委员会)、ITU(国际电信联盟)等组织都制定了相应的防雷电及电磁脉冲的标准,如IEC1024、IEC1312、ITU的K系列等;信息产业部的《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》(编号:YD/T5098-2001)中规定了供电系统必须加装限压型SPD(瞬间过电压保护器);公安部颁发的《计算机信息系统防雷保安器》(GA173-1998)中规定:“计算机信息系统加装有效可靠的防雷保安器,是国际上通用的最有效的防护措施”等。由此可见,计算机等电子设备的防雷过电压保护势在必行。

二、计算机网络系统防雷的主要原因和方法

1.雷电直击(直击雷)的破坏:雷电直击人、畜及建筑物和设备,常引起火灾、爆炸事故,造成人员伤亡及财产损失。对建筑物及设备、设施,可安装避雷针来预防。直击雷通过避雷针引下线及与之焊接相连的建筑物钢筋构架侵入大地时,强大的雷电波对建筑物内部空间产生影响会造成破坏。这可用导电良好的引下线及采取等电位连接措施以减少雷电危害。

2. 雷电流侵入的损害:雷电波沿电力传输线侵入,产生过(高)电压损坏电器设备、元件,或使电器短路引发火灾,从而造成损失。这可利用限制过电压的避雷器来保护电器装置免受损坏。雷电波沿建筑物金属管道侵入室内,将会损坏设备或伤及人身。可用金属导线将管道连结以良好接地,从而保护设备及人身安全。

3. 雷电感应的危害:雷击建筑物或建筑物邻近地区雷电放电时,在附近导体上将产生雷电感应。感应雷电波沿供电线路或通信线路传播,会损坏电源或设备。雷电放电时,建筑物内部电子控制回路或计算机通信网络回路中产生电磁感应,出现瞬态过电压,后者可将电子装置损毁。对于雷电感应产生的危害,应对线路、网络的传输导线进行屏蔽并等电位连接,对传导耦合的入口则安装过电压保护装置等措施予以防御。上述说明,避雷针仅对防御直击雷危害有效果,而对雷电波侵入(主要在供电线路及电力设备与电器装置方面)和雷电感应(主要在通信网络及计算机与电子装置方面)的危害,其是无能为力的。因此,为了防御雷电波侵入和雷电感应,就必须建立计算机系统的防雷保护。

三、计算机网络系统防雷的主要措施

1.计算机网络系统的主要防护的措施是用内部防护和外部防护相结合的手段，将雷电流引入大地。防止各种形式的电压入侵设备造成损害主要是内部防护的作用，保护人身安全和建筑物的安全是外部防护的作用。在外部防护方面，主要是防止雷电对计算机或者是计算机房的强大的机械力的产生，主要的措施就是接闪器的安装，引下线泄流的方式。接地电阻的大小和引下线接地效果如何是在安装的过程中必须要进行考虑和注意的地方。屏蔽措施是降低雷电感应破坏程度并且将机房内雷电感应降低的重要手段，可采用的具体措施就是增加引下线形成的格栅型法拉第笼或者是钢筋混凝土结构中钢筋网的增加。内部防护主要是信号及网络系统的防护、供电系统的防护、接地保护这三个方面。

2.在信号及网络系统的防护方面，主要是保护器件的装设，这主要是因为相当于绝缘介质的保护器件有高阻抗的性能，装设在设备的地点和电子设备终端的保护器件可以较为有效地雷电感应过电压侵入了设备的现象，例如在生活中我们可以将排流线和放电器用电话线串联在地域每根线之间，这样就可以保持电路的平衡运动，还可以让保护器更加容易工作。其次就是对计算机终端的保护。多级抑制保护措施的采取，主要是因为保护器无法将电路中侵入的雷电过电压完全地抑制到仪器设备的耐冲击的水平。一级保护主要是火花间隙或者电管消耗雷电流的能量。二级保护主要是采用齐纳二级感来对雷电流幅进行限制。中间级的保护主要是在一级保护和二级保护之间有压敏电阻避雷针的插入。

3.供电系统的保护主要是为了保证数据和设备的传输的畅通的目的，其主要就是防止雷击过电压从电源端进入设备对设备造成了损坏。对其防护国家已经有了相关的规定和要求，主要是采用了三级保护的形式，一级防护主要是在建筑总配电之前安装电源的防雷器。二级防护主要是各楼层的分配电箱也需要安装电源防雷器。三级防护主要是UPS前和重要贵重的仪器设备之前也要安装电源防雷器。

4.接地的保护，主要是在计算机房的建设过程中，要保证计算机机房中有良好的接地系统，这样在雷电发生的过程中就可以将所有产生的雷电泄入大地。没有任何电阻的接地装置是目前最为理想的接地装置，这样就可以保证大地和接地装置之间的电势差为零。在我们的实际生活中，安装接地装置的时候，要注意安全保护接地和交流工作接地的电阻都应小于4欧姆，按照计算机系统的具体要求来对直流工作接地的接地电阻来进行确定。同时在接地装置的安装过程中要注意进行统一的规划和考虑，避免出现了不同的接地系统之间因电压的不同产生了电压差从而造成了设备的损坏。

5.在计算机系统的防雷的保护中要注意的问题就是在设计安装的过程中，要根现场现实情况，设计要进过反复的论证，防止在安装后出现了遗漏的问题，从而为防雷工作留下隐患。其次就是防雷设施和设备的采购要注意选择正规合法的厂商，防雷工作关系到人民的生命财产安全，不得出现有麻痹大意的心理，假冒伪劣的产品可能造成意想不到的问题，从而造成不必要的损失。接着就是要注意对计算机防雷系统的定期检查，发现问题及时定制出相关的措施加以解决。

四、计算机系统防雷保护的维护管理

建立计算机系统的防雷保护后,要使防雷装置有效地发挥作用,做好维护工作是其中重要的一个环节。DBL型电源避雷箱的维护工作主要有以下两点:利用面板上的指示氖灯及遥测报警信号,检查排除故障。定期检查,一般1年检查1次,主要检查项目是避雷器动作的电压和漏电流(可使用“雷电放电元件测试仪”进行测试)。通讯接口避雷器的维护则应注意,若因雷电或其它未明原因招致网络运行不稳定时,可将原通讯接口避雷器退出运行,换上备用品;待每年的非雷雨季节(11月至次年1月),连同取下的正常运行的接口避雷器一起送检,决定更换或报废与否。

结束语

本文主要是讲述计算机网络系统防雷的主要原因和方法，来提高人们对雷电可能造成计算机网络系统破坏的严重性认识。最后就介绍了计算机网络系统防雷的主要措施，主要是从内部防护和外部防护这两大方面来进行了阐述，其中内部防护主要是信号及网络系统的防护、供电系统的防护、接地保护这三个方面。希望本文对计算机网络系统防雷工作有一定的帮助和指导意义。

参考文献：

[1]GA173-1998,计算机信息系统防雷保安器

[2]YD/T5098-2001,通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范