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关于雷击对计算机设备破坏性袭击的研究
双击自动滚屏 发布者:admin 时间:2011-2-25 19:11:39 阅读:375次 【字体:

关于雷击对计算机设备破坏性袭击的研究

 

  摘要:随着计算机普及化程度的不断提高,雷击对计算机设备的破坏性袭击范围和程度日益严重。针对计算机设备遭受雷击的现象进行分析研究.探讨雷击对计算机设备突发性袭击的原因、后果,以寻找出针对计算机设备防雷的有效方案,减小计算机设备遭受雷击的可能性,力保计算机设备在雷击状态下安全、平稳地运行和使用。


  关键词:雷击;破坏;计算机;机理


  1.引言计算机房是雷电灾害的高发场所。现实情况表明.计算机房遭受雷击的概率高,计算机设备被雷击后的受损情况严重,造成的经济损失巨大。


  要减小雷击对计算机设备的破坏性袭击。关键在于如何从计算机设备遭受雷击的部位和现象出发.分析雷击对计算机设备损害的途径、原因和机理.从而寻找出针对计算机设备的有效防雷方案.以促使计算机设备在雷击状态下安全、平稳地运行和使用.有效地增强计算机的防雷能力。


  2雷击对计算机设备破坏性袭击的途径雷击是云层之间大量异性电荷迅速中和,或带电云层对大地迅猛放电的一种自然现象。当云层和大地之间的异性电荷数量逐渐增加.使云层和大地之间的电场强度超过空气的击穿强度时.雷云对大地进行放电.即产生雷击现象。


  雷击发生时,其作用时间极短,但产生的雷电流可高达几十~几百千安.因而雷击瞬间释放的功率巨大(千分之几到十分之几秒的雷电.释放出的能量可达到几十亿。近千亿瓦特).并产生强烈的机械振动和热效应(在雷击点处.温度最高可达2万摄氏度);如此强大的电流、高温和能量,对物体的破坏程度可想而知。


  当雷云对大地放电时.雷电通道经过计算机房.使强大的雷电流穿过计算机设备.在计算机设备上产生高温和巨大的瞬间能量.而造成计算机设备的损坏。


  雷电袭击计算机设备是多途径的.主要包括直击雷的袭击、感应雷的袭击、雷电波的侵入、高电压反击以及电磁波辐射等途径。当雷云对大地放电时.雷电通道直接经过计算机房.使强大的雷电流穿过计算机设备.在计算机设备上产生高温和巨大的瞬间能量.


  3计算机设备易遭受雷击的原因及防护措施3.1计算机设备易积累电荷由于计算机设备是由许多电子元器件、导线等构成.工作时需要输电线路为其供电,需要信号线缆为其传输信息,而这些金属线缆、电子元器件上极易积累电荷.这将导致雷云与计算机设备之间的空气优先击穿.形成雷电通道,致使计算机设备成为雷击点.而造成对计算机设备的严重破坏。


  采用屏蔽的措施可以有效地阻挡和衰减施加在计算机设备上的电磁干扰和过电压能量。对计算机系统来说.屏蔽措施可分为建筑物屏蔽、设备屏蔽和线缆(包括管道)屏蔽。


  建筑物的屏蔽可利用建筑物的钢筋、金属构架、金属门窗、地板等均相互焊接在一起,形成一个法拉第笼.并将地网可靠的电气连接,形成初级屏蔽网。


  引入或引出建筑物及机房的全部信号电缆.包括网络布线、信号线路在室外布线时,应采用埋地敷设的方法,不能埋地敷设的,应穿金属管,金属管必须做良好接地。这样可及时消除线缆和元器件上积累的电荷.并起到对线路的屏蔽作用,防止或减少直击雷和雷击电磁脉冲对机房设备的侵害。


  3.2计算机设备连接的线路多且长由于计算机设备具有较多的线路(包括供电线路、信号传输线路),线路传输的距离长且大多采用明空架设的方式.因而高电位、大电流的雷电波很容易沿线路侵入计算机设备.造成设备损坏。


  针对供电线路系统.采用三级防护的方式(第一级间隙放电器粗保护,二、三级为过电压细保护),逐级分流、减低残压,保护系统的用电设备。在电源供电线路的火线、中线、保护地线之间,两两加装电源涌浪保护器SPD(如气体放电间隙避雷器、金属氧化物避雷器、组合避雷器等),这种防护措施可以抑制雷击过电压通过供电线路入侵计算机设备,起到多重保护的功效。


  对于计算机系统的信号传输线路.应加接涌浪保护器SPD。且选择启动电压低(低于8V)、响应时间短的SPD,及时将雷电过电压、过电流释放人大地.从而真正起到保护计算机设备的目的。采用埋地线缆以及使用非金属的光缆作传输线,具有良好的抗干扰性、绝缘性和屏蔽效果。


  3.3计算机设备的接口多计算机设备有各种线路接口.连接着计算机主机、服务器、路由器、交换机、集线器、调制解调器等,这给LEMP的耦合和传播提供了良好的环境。
  但是计算机设备的这些接口连接处却是雷击的敏感点、常发点.雷电流极易从接口处进入计算机设备而使其损坏。


  将金属材料做成的避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等接闪装置.安装在具有计算机设备的建筑物的最高点,或屋脊、屋脚等容易受雷击的地方,由于接闪器有良好的电气连接.使大地积存的电荷能量迅速与雷电的电荷中和.这样可迅速减低由雷击造成的过电压.雷击的危害性就大大减少。


  计算机设备的接口连接处做良好接地。IEC标准规定,一个建筑物内只允许有一个接地系统.即等电位连接接地系统.这是计算机系统有效防止雷击的最佳方案。在实施过程中.是将电气和电子设备的金属外壳、机柜、机架、金属管槽、屏蔽线酪外端、信息设备防静电接地端和安全接地端及浪涌保护器接地端等均以最短的距离一等电位连接网络的接地端子连接.并使用SPD限制沿接口处引入的瞬态过电压、过电流及电磁脉冲电流。


  4.结束语综上所述.雷击对计算机设备造成破坏性袭击的范围、程度、后果是极其严重的,其造成破坏的原因、机理、途径也是多样和复杂的。但只要采用合理的屏蔽、等点位接地、安装浪涌保护器SPD等综合防护方法组成多级防御屏障.就可以将雷电过电压、过电流及雷电电磁脉冲干扰消除在计算机设备之外.或将电磁波干扰强度削弱到设备可以承受的范围内.从而避免雷电对计算机设备造成的严重危害.


  参考文献:
  [1]关象石,防雷技术标准规范汇编[M].北京,1999
  [2]苏邦礼.雷电与避雷工程[M].广州:中山大学出版社,1996
  [3]IEC61312—2.防雷击电磁脉冲接地、建筑物屏蔽和等电位体.1999
  [4]GA267—2000.计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范.2000

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