2019年06月09日
早期的電子設備是用諸如繼電器、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 ，但是計算機技術發(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，導線更細。幾年前，1cm2 的計算機芯片有2000個晶體管，而現(xiàn)在的奔騰機則超過14萬個。從而增加了計算機受瞬間過電壓損壞的概率。由于計算機的設計和結構決定了它是在特定的電壓范圍內進行工作的，當電壓超出計算機所能承受的電壓范圍時 ，計算機將出現(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題等等。而雷電產(chǎn)生的感應瞬態(tài)過電壓強度遠遠超出了計算機和其它電氣設備所能承受的水平，絕大多數(shù)情況下，造成計算機的立即毀壞，數(shù)據(jù)永遠的丟失。因此保護這些智能設備免遭系統(tǒng)瞬態(tài)干擾的影響就變得更加重要。
1）自動氣象站計算機通信網(wǎng)絡防雷主要由外部防雷系統(tǒng)和內部防雷系統(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)；內部防雷系統(tǒng)主要是對建筑物內易受過電壓破壞的設備，如計算機及其通信接口、電話機、路由器、交換機、 UPS、數(shù)據(jù)傳輸線等電子設備加裝過電壓保護裝置 ，采取有效防護技術措施，在設備受到電壓侵害時，保護裝置能快速動作，將能量泄放，從而保護設備不受損壞。
2）雷電對自動氣象站計算機通信系統(tǒng)的損害途徑是多方面的，有通過通信線路感應而傳入系統(tǒng)損壞設備的，有從雷擊建筑物或鄰近地區(qū)雷電放電從而導致建筑物內部計算機通信網(wǎng)絡環(huán)路中由于空間電磁感應產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓造成的損壞，有通過供電線路的感應而引入系統(tǒng)電源導致設備的損壞，另外從電磁瞬態(tài)脈沖感應耦合的通道理論角度看，由于電子信息系統(tǒng)是由信號采集、加工處理、傳輸、存儲、檢索等眾多環(huán)節(jié)組成，由于系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，接口多，線路長等原因，給雷電的耦合提供了條件。例如：一個信息系統(tǒng)不但有電源進線接口，還有信號輸入輸出接口，天線饋入接口等，這些接口的線路較長，符合閃電耦合的條件 ，是感應脈沖過電壓容易侵入的原因，也是感應脈沖過電壓波侵入的主要通道。因此計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)防雷保護是一個比較復雜的問題，對計算機局域通信網(wǎng)絡的防雷保護不僅取決于設備的接口抗力，電源系統(tǒng)的多級防護，防雷保護裝置的性能，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，另外建筑結構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、屏蔽、等電位聯(lián)接及接地的方式，可以提高設備的接口抗力和保護水平。
3）自動氣象站計算機通信網(wǎng)絡遭雷擊后，易損部位分別是：計算機同軸網(wǎng)絡適配卡、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），計算機遠程通信用的調制解調器、路由器、交換機、采集器、計算機電源系統(tǒng)各器件等方面。尤其是象這些設備的連接MODEM的串口、連接雙絞線的RJ45端口等信號部分應進行信號部分的保護、避免因路由器、局域網(wǎng)交換機端口被雷擊或高電壓擊穿。對于局域網(wǎng)上所用的雙絞線，如果它連接的設備不在一個電源環(huán)境內、或走線距離比較長時（不在一個房間內或者跨越樓層），雙絞線兩端連接的設備都應安裝防雷設備，避免因兩端設備電壓不一致時較高的電壓通過雙絞線擊向電壓較低的設備；局域網(wǎng)使用細纜作為傳輸介質時，因其連接多臺設備、更應安裝防雷設備。連接MODEM的專線和撥號線，均為架空線，且由室外進入室內 ，遭受雷擊的概率大于其它任何計算機設備，故必須首先提高通信接口和電源系統(tǒng)的自身抵抗力，在計算機各通信接口處安裝各類通信接口防雷器，特別是主機與采集器、寬帶路由器、服務器的輸出接口均要加裝信號防雷裝置。在電源系統(tǒng) ，即計算機電源、UPS電源、市電電源等前級必須安裝電源防雷器 ，并按分區(qū)、分級、分層的防御理論進行防雷器的安裝 ，同時通過合理的布線、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)我國有關資料統(tǒng)計，通訊線路被雷擊后造成的損失約占整個雷擊損失的 70%以上，而且線路受到強雷擊時很可能使其連接的 MODEM、路由器、交換機、采集器等設備也同時遭受損壞，因此通訊線路與設備關系網(wǎng)絡是否暢通、氣象數(shù)據(jù)能否及時準確傳輸?shù)膯栴} ，這部分應予重點保護。
自動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使整個系統(tǒng)癱瘓，導致儀器設備不能正常采集，觀測數(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重要，同時也要考慮環(huán)境、地理位置等方方面面的因素，從根本上做好自動氣象站防雷工作，盡可能減少雷擊帶來的各種損害，保證氣象工作的正常順利運行是我們還應不斷探討的問題。
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