2019年06月09日
早期的電子設(shè)備是用諸如繼電器、線圈和真空管等元件組成的 ，這些傳統(tǒng)元件對(duì)于突變的電磁及瞬變電源是有一定的免疫力和耐受力的 ，但是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展至今，多層、超規(guī)模的集成芯片，電路更密集，集成度更高，元器件間隙更小，導(dǎo)線更細(xì)。幾年前，1cm2 的計(jì)算機(jī)芯片有2000個(gè)晶體管，而現(xiàn)在的奔騰機(jī)則超過(guò)14萬(wàn)個(gè)。從而增加了計(jì)算機(jī)受瞬間過(guò)電壓損壞的概率。由于計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)決定了它是在特定的電壓范圍內(nèi)進(jìn)行工作的，當(dāng)電壓超出計(jì)算機(jī)所能承受的電壓范圍時(shí) ，計(jì)算機(jī)將出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼，芯片被損壞，部件提前老化。這些癥狀包括：意外的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，接收、傳輸數(shù)據(jù)的失敗，丟失文檔，工作失常，經(jīng)常需要維修，原因不明的故障和硬件問(wèn)題等等。而雷電產(chǎn)生的感應(yīng)瞬態(tài)過(guò)電壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了計(jì)算機(jī)和其它電氣設(shè)備所能承受的水平，絕大多數(shù)情況下，造成計(jì)算機(jī)的立即毀壞，數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)的丟失。因此保護(hù)這些智能設(shè)備免遭系統(tǒng)瞬態(tài)干擾的影響就變得更加重要。
1）自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)防雷主要由外部防雷系統(tǒng)和內(nèi)部防雷系統(tǒng)兩部分組成。外部防雷包括空氣截雷系統(tǒng)即避雷針或避雷帶 ，引下線或接地系統(tǒng)；內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要是對(duì)建筑物內(nèi)易受過(guò)電壓破壞的設(shè)備，如計(jì)算機(jī)及其通信接口、電話機(jī)、路由器、交換機(jī)、 UPS、數(shù)據(jù)傳輸線等電子設(shè)備加裝過(guò)電壓保護(hù)裝置 ，采取有效防護(hù)技術(shù)措施，在設(shè)備受到電壓侵害時(shí)，保護(hù)裝置能快速動(dòng)作，將能量泄放，從而保護(hù)設(shè)備不受損壞。
2）雷電對(duì)自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)的損害途徑是多方面的，有通過(guò)通信線路感應(yīng)而傳入系統(tǒng)損壞設(shè)備的，有從雷擊建筑物或鄰近地區(qū)雷電放電從而導(dǎo)致建筑物內(nèi)部計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)路中由于空間電磁感應(yīng)產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)電壓造成的損壞，有通過(guò)供電線路的感應(yīng)而引入系統(tǒng)電源導(dǎo)致設(shè)備的損壞，另外從電磁瞬態(tài)脈沖感應(yīng)耦合的通道理論角度看，由于電子信息系統(tǒng)是由信號(hào)采集、加工處理、傳輸、存儲(chǔ)、檢索等眾多環(huán)節(jié)組成，由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，接口多，線路長(zhǎng)等原因，給雷電的耦合提供了條件。例如：一個(gè)信息系統(tǒng)不但有電源進(jìn)線接口，還有信號(hào)輸入輸出接口，天線饋入接口等，這些接口的線路較長(zhǎng)，符合閃電耦合的條件 ，是感應(yīng)脈沖過(guò)電壓容易侵入的原因，也是感應(yīng)脈沖過(guò)電壓波侵入的主要通道。因此計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)計(jì)算機(jī)局域通信網(wǎng)絡(luò)的防雷保護(hù)不僅取決于設(shè)備的接口抗力，電源系統(tǒng)的多級(jí)防護(hù)，防雷保護(hù)裝置的性能，而且也取決于通信線路的布放方式，均壓等電位聯(lián)接，屏蔽及接地的方式，另外建筑結(jié)構(gòu)以及樓頂鐵塔或避雷針的安裝方式等都是極其重要的因素，良好的通信線路的布設(shè)、屏蔽、等電位聯(lián)接及接地的方式，可以提高設(shè)備的接口抗力和保護(hù)水平。
3）自動(dòng)氣象站計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)遭雷擊后，易損部位分別是：計(jì)算機(jī)同軸網(wǎng)絡(luò)適配卡、特定功能的接口適配卡（例如：帶R232串行通信接口的多功能卡等），計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通信用的調(diào)制解調(diào)器、路由器、交換機(jī)、采集器、計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)各器件等方面。尤其是象這些設(shè)備的連接MODEM的串口、連接雙絞線的RJ45端口等信號(hào)部分應(yīng)進(jìn)行信號(hào)部分的保護(hù)、避免因路由器、局域網(wǎng)交換機(jī)端口被雷擊或高電壓擊穿。對(duì)于局域網(wǎng)上所用的雙絞線，如果它連接的設(shè)備不在一個(gè)電源環(huán)境內(nèi)、或走線距離比較長(zhǎng)時(shí)（不在一個(gè)房間內(nèi)或者跨越樓層），雙絞線兩端連接的設(shè)備都應(yīng)安裝防雷設(shè)備，避免因兩端設(shè)備電壓不一致時(shí)較高的電壓通過(guò)雙絞線擊向電壓較低的設(shè)備；局域網(wǎng)使用細(xì)纜作為傳輸介質(zhì)時(shí)，因其連接多臺(tái)設(shè)備、更應(yīng)安裝防雷設(shè)備。連接MODEM的專(zhuān)線和撥號(hào)線，均為架空線，且由室外進(jìn)入室內(nèi) ，遭受雷擊的概率大于其它任何計(jì)算機(jī)設(shè)備，故必須首先提高通信接口和電源系統(tǒng)的自身抵抗力，在計(jì)算機(jī)各通信接口處安裝各類(lèi)通信接口防雷器，特別是主機(jī)與采集器、寬帶路由器、服務(wù)器的輸出接口均要加裝信號(hào)防雷裝置。在電源系統(tǒng) ，即計(jì)算機(jī)電源、UPS電源、市電電源等前級(jí)必須安裝電源防雷器 ，并按分區(qū)、分級(jí)、分層的防御理論進(jìn)行防雷器的安裝 ，同時(shí)通過(guò)合理的布線、屏蔽、均壓等電位聯(lián)接理論及規(guī)范的接地等有效措施降低雷電可能引起的侵害程度。
根據(jù)我國(guó)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，通訊線路被雷擊后造成的損失約占整個(gè)雷擊損失的 70%以上，而且線路受到強(qiáng)雷擊時(shí)很可能使其連接的 MODEM、路由器、交換機(jī)、采集器等設(shè)備也同時(shí)遭受損壞，因此通訊線路與設(shè)備關(guān)系網(wǎng)絡(luò)是否暢通、氣象數(shù)據(jù)能否及時(shí)準(zhǔn)確傳輸?shù)膯?wèn)題 ，這部分應(yīng)予重點(diǎn)保護(hù)。
自動(dòng)氣象站的防雷工作是十分重要的，由于雷擊造成的損害可能會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，導(dǎo)致儀器設(shè)備不能正常采集，觀測(cè)數(shù)據(jù)的永久丟失。因此，如何全面系統(tǒng)地做好防雷工程至關(guān)重要，同時(shí)也要考慮環(huán)境、地理位置等方方面面的因素，從根本上做好自動(dòng)氣象站防雷工作，盡可能減少雷擊帶來(lái)的各種損害，保證氣象工作的正常順利運(yùn)行是我們還應(yīng)不斷探討的問(wèn)題。
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