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雷電電磁脈沖災害分析

近年,隨高科技的發展.各種類型的電子計算機系統的應用日益增多。在雷電和多雷區裝置的計算機和其他電子設備,由雷電電磁脈沖造成的故障和損壞是常見的一種故障。即使在少雷區,由于計算機設備的集成電路板,特別是mos集成電路(金屬-氧化物-半導體電路)和運算放大器、內存指向放大器等電路,對很低的雷電過電壓也很敏感.因此雷電電磁脈沖常造成這類電路的損壞事故。
雷電電磁干擾主要通過兩種方式傳送到被干擾對象。一是傳導耦合,閃電干擾通過各種導線、金屬體、電阻和電感及電容等阻抗耦合至電子設備的輸入端,然后再進入設備。還可以通過公共接地阻抗和公共電源耦合.另一種是輻射耦合.閃電電磁輻射通過空間以電磁場形式耦合到電子設備的天線上、電纜設備上。雷電干擾是造成計算機硬件損壞的主要根源之一,也是造成通信系統設備損壞的根本原因之一。由于雷電感應過電壓波在通信線路上產生數千伏的感應過電壓,給設備造成危害.
為了提高計算機的信息文換效率和實現信息資源共享,計算機系統近年逐漸形成網絡化,把不同地區、不同的計算機聯網使用.在計算機網中常利用微波干線傳遞信息。高聳的微波塔的“引雷”作用又大大增加了計算機受雷電危害的概率。
據美國有關研究資料介紹.低雷電區的新英格蘭地區.雷電造成該地區計算機失效每兩年一次,而在高雷電區的佛羅里達州,計算機失效每年多達6次。據我國有關資料分析.機房附近的微波塔的“引雷”作用使計算機的失效率和損壞率增加了數十倍。
衛星地面站收到的信號和圖象有時要通過電視轉播臺轉發。大多數電視轉播臺建在山頂上,近年.電視轉播臺受雷電侵害的事故經常發生。一般情況下,轉播臺鐵塔和機房受直接雷擊的概率較小.大部分事故是雷電電磁脈沖經電纜線和信號線輸入設備造成的。
隨現代通信事業的發展.長距離電子設備的聯接,計算機聯網等越來越多.這些聯接導線作為天線接收電磁輻射。隨聯線加長,信號衰減,但遍布城鄉架設的聯接導線由雷電電磁脈沖形成的千擾信號并未衰減.有的電子設備的金屬外殼被塑料外殼取代,對雷電電磁輻射的屏蔽作用減弱。所有這些因素都是造成近年電子設備遭雷電干擾損害的原因。
據統計,近年來我國平均每年電子設備因雷電電破脈沖造成的損失達幾十萬到幾百萬元,并且這幾年有上升的趨勢。據資料統計,德國每年平均約有100萬次閃電.每年對電子設備的損壞性災害造成平均約10億馬克的經濟損失。法國每年平均約有200萬次閃電發生,每年雷電災害造成的經濟擔失平均達幾億法郎,而每年雷擊報失約10億美元。
我國和國外很多科學家對雷電電磁脈沖的機理正在進行著廣泛的研究和探索.并提出了有效的防護措施。
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