来源：防雷搜索客   
  

一、信息化军事设施的防雷保护问题

闪电环境下信息化军事设施的雷电安全问题

闪电的研究已有250多年的历史了，常规防雷技术已日趋成熟；但是到了信息化时代的今天，信息化军事设施的信息防雷问题是一门年青的技术，引起人们的普遍关注，特别是军事部门，对年青的信息化军事设施的防雷保护问题更加关注，其理由是：
1、信息化军事设施在未来战争中处于支配地位

随着信息化技术的飞速发展和应用，现代战争已日趋信息化，信息技术已成为未来战争的支配力量，所以信息安全将成为国家安全和政权稳定的基础。俄安全会议上普京指出：“信息资源将决定世界政治和经济的明天”。美国参谋长联席会议估计“将来信息化优势会成为军事行动的中心概念”。这都说明了信息化的重要性，说明信息化军事设施信息的重要性，而信息安全中雷电安全是其重要内容之一。在伊拉克战争中，美国已使用了“人造闪电”和“电磁脉冲弹”，使伊拉克的通信联络中断，使巴格达国家电视台的信号中断，造成电台停播。根据英国《每日邮报》报导，1月20日美国在伊拉克战争中使用了一种新式武器——“人造闪电”，摧毁了伊拉克电子通信系统；又说3月16日伊拉克首都巴格达首次遭到美英联军空袭，伊拉克国家电视台信号突然中断，据称美军使用了最新的“电磁脉冲弹”。

不管是“人造闪电”或“电磁脉冲弹”，两者的机理是相同的，都是利用爆炸时发生的高能量电磁脉冲，破坏大面积范围内一切正在使用中的电子信息设备，摧毁可能被用来发射导弹的电子控制设备，掐断敌人的通信系统。这说明信息安全中雷电安全的极端重要性。美国已把“人造闪电”作为一种新式武器在战场上使用了，它能破坏大面积范围内一切正在使用中电子信息设备，是通信中断，控制失灵。因此解决信息防雷问题，不但解决了平时的防雷的需要，而且能战胜敌人的新式武器“人造闪电”，保证我军信息化军事设施的安全运行，意义十分重大。

2、雷电具有巨大的破坏作用

大家知道，雷电是大自然中的一种物理现象，它的形成与发展是不以人们意志为转移的。它的巨大能量，一旦发生雷击，它可以产生几百千安的雷击电流，几百千伏的雷击电压，从而引发一系列雷击效应：有直击雷效应与感应雷效应（或称二次效应）。其中直击雷效应可以使人员伤亡、使易燃品燃烧爆炸、使建筑物受损、使昂贵的设备损坏、使大树劈开、使森林着火等；感应雷效应当今最主要的是使信息化设备大面积，多系统的受损，严重地制约着信息化装备的全天候作业,影响着信息化装备的作战能力。所以雷电危害关系到人民生活的提高、关系到国民经济的发展、关系到国防现代化建设，这方面的事例数不胜数，如2001年3月17日，美国新墨西哥洲飞利蒲公司22号芯片厂遭遇雷击引发大火，损失16.8亿元；在我国，众所周知的1989年8月18日黄岛油库雷击大爆炸，造成19人死亡，78人受伤，直接经济损失4000多万元；1992年8月27日深圳盐田九经山雷击事故，死亡15人；还有1998年8月22日湖北省章化县化建公司炸药库雷击爆炸；贵州省威宁县云贵乡赶集人员被雷击等，这样的雷击事故屡屡发生，造成巨大的生命财产损失。据有关部门的不完全统计，全世界由于雷电造成的直接经济损失为50亿美元以上人员伤亡达25万人以上。计算机网络的事故雷电占70%，各种灾害的损失雷电达33.8%。而我国是雷电灾害比较严重的国家，根据统计每年由于雷电造成的经济损失达5000万元人民币以上，人员伤亡约300~400人，所以雷电的危害是巨大的。

3、信息化军事设施易遭雷电危害，易损性较高

信息化军事设施，由于其固有的原因，在闪电磁场环境下易损性很高，尤其是沿海高山与海岛上的雷达站、观通站、通信站等重要军事设施，雷电形势严峻，易损性很高，因此，做好其信息防雷工作尤为重要。

信息化军事设施易损性高的原因主要是：

部队特殊性的需要招致雷击概率增加。
军队由于信息化建设步伐的加快，新型的电子信息化装备不断的更新。从而大大的提高了军队的高技术条件下信息化作战的能力。但是由于电子信息化装备是集电脑技术和集成微电子技术于一身的高技术产品，信号电压很低，在闪电强磁场环境下的易损性很高，因此部队信息化装备受雷电危害的可能性增大，雷电形式十分严峻，尤其是部队特殊性的需要，许多信息化军事设施都布置在山顶、海岛上，雷电形势更加严峻，更易遭受雷击，如部队的雷达站、观通站、通信站、导航站、侦听站、气象站、测控站等多设在高山、海岛上，都处于雷电的高发区，受雷击的危害比较严重，站内各类电子信息化装备经常遭受雷击而无法工作，如有的观通站被雷击损坏，长时间难以修复。有的雷达站指挥所设备被雷击损坏，有的通信站一年多次被雷击。有的测控站一次雷击多个系统损坏，不得不推迟重要任务的执行。八十年代末花了巨资引进的“富尔康”搜索雷达，使用不到两年，就先后被了雷击损坏，仅修理费就达1000多万元。

（2）信息化军事设施是靠信息技术完成其各种功能的，信息技术是靠集成度很高的芯片电路组成的，所以其信号电压很低，并随微电子技术的发展，信号电压会越来越低，现已降到10V以下，有的已降到5V以下（如CMOS电路已达3-5V），所以这种产品的电磁兼容能力很差，很容易受闪电感应脉冲过电压的袭击。

（3）信息化军事设施的雷击概率高，作用范围大

一般常规防雷主要是直击雷的危害，雷击概率较低；而电子信息系统则主要是防感应雷（即雷击电磁脉冲）的危害的，它可以来自云中放电，也可以来自对地雷击，所以其雷击概率比直击雷大的多，有人曾作过统计，感应雷的概率为直击雷的26.7倍。感应雷的作用范围也很大，据德国资料介绍，雷击电磁脉冲（LEMP）对电子信息系统的危害范围为2公里；30KA中等雷击的作用范围为5公里，说明信息化系统受LEMP危害的概率高，作用范围大。实践证明大量信息化设备屡遭雷击是很自然的。

（4）电子信息系统设备多、引线长、易被雷击电磁脉冲感应耦合

电子信息系统由于接口较多，设备较多线路较长等原因，给LEMP的耦合提供了条件，例如一个信息系统，不但有电源线接口，还有信号接口，天馈线接口等，这些接口的引线都较长，正符合闪电磁场耦合的需要，是闪电脉冲过电压容易侵入的原因，也是感应脉冲侵入的主要通道。

以上说明，信息化军事设施易遭雷击损坏的原因主要是：

感应脉冲过电压的袭击，高雷击概率，大作用范围，多雷电通道，结果是易损性高。这就直接关系到部队的作战训练和战备任务的完成没有厂应充分认识雷电对部队信息化建设的危害，应大力提高部队信息化建设中抗雷电危害的能力，解决好信息化军事设施在闪电环境下安全运行的能力。

基于信息化军事设施，一方面在未来战争中处于极其重要的支配地位；而另一方面却又受到雷电的严重威胁和自身在闪电环境下的脆弱性问题，使其易损性很高，所以信息化军事设施在闪电环境下是很矛盾的，只有解决了这对矛盾，才能确保信息化军事设施在闪电环境下的安全，为此就必须做好信息防雷保护工作，配套专门的信息防雷保护技术，使信息化军事设施在闪电环境下具有安全运行的能力，这一点是可以做到的，根据我们的实践，信息防雷虽然比较复杂，但只要根据雷击电磁脉冲防护理论，进行正确的产品选型，正确的系统设计，正确的施工安装，信息化军事设施的雷电安全问题是可以做好的。

国外从60年代起，由于“丘辟特”导弹武器系统的一系列雷击事故，“土星—阿波罗12”飞船起飞后激发闪电的雷击事件，引起了世界各国特别是军事部门的深切关怀，高度重视，它们展开了大规模的信息防雷实验研究，制定或采用各种信息防雷标准，如西欧采用国际无线电干扰特别委员会制定的《干扰抑制和安全规范》，美国则采用空军、海军和宇航局和国防核武器局制定的专门规范，也有采用西欧电子工程师协会制定的规范，从而是军用设施和武器系统的闪电保护技术和工艺得到了迅速发展，揭开了闪电保护技术的新篇章，使信息化军事设施的防雷保护得到了较好的解决，特别是美国，它根据一系列试验研究结果，不但制定了自己的规范IEEE（电子工程师协会），而且打破常规，采用了各种信息化防雷的新措施，如肯尼迪发射场采用两根金属拉线保护，雷达、天线、机房采用短针保护，均压采用铜带敷设等都取得了较好的效果，如肯尼迪发射场已接闪到100KA的雷击，而发射场内一切正常，说明信息防雷只要措施正确是可以解决好的。 

二、信息化军事设施的防雷保护

信息化军事设施防雷保护中存在的问题
当前信息化军事设施防雷保护中存在的主要问题有不规范、不系统、不重视、老传统、花钱多、效果差等其原因主要有：

（1）错误地应用常规防雷（即传统防雷）保护电子信息系统

信息化时代的今天，防雷的性质已发生了根本的变化，电子信息系统的防雷保护与传统的防雷保护是截然不同的，前者的保护对象是信息系统，防雷的重点是感应雷，防雷的方法是设保护区，做等电位连接、配置SPD、设均压地网、控制LEMP等一系列“场”的保护；后者的保护对象是建筑物，防雷的重点是直击雷，防雷的方法是避雷针（网、带）并提供一条雷电流通道，实现“路”的保护。因此在防雷保护中，如不讲防雷性质，采用传统的防雷方法，其结果必然是增加雷击概率，产生LEMP，危及信息系统，变防雷为造“雷”，如某大型雷达站，用传统的防雷方法，在天线与机房之间安装37米高的避雷针保护，雷击概率增加4.5倍，感应电压增加1.6倍，雷达安装后头一年就遭三次雷击，长时间处于停机修理过程中。一台新雷达就如此拆修，实令人可惜。后经信息系统防雷设计，并拆除37米高避雷针后，经受了多次雷电考验，雷达站一直正常运行。

（2）对信息防雷缺乏认识，没有引起足够重视

对信息防雷的认识，也是当前信息防雷中存在的一个问题。根据报导信息防雷的普及率国内仅5%，美国为95%。我们仅为人家的零头，说明我们对信息防雷问题远没有人家重视，这是当前防雷中存在的问题之一，这关系到信息化建设，特别是部队的信息化建设。

（3）许多信息化军事设施缺乏真正的信息防雷保护

由于种种原因，目前信息化军事设施中缺乏真正的信息防雷保护，大都只是靠避雷针，简单的接地和拉闸停电等原始措施，其结果是看天气行事，好天气开机运行，天气不好就停机不运行，一旦发生雷击设备损坏就停机检修等，信息化防雷十分欠缺，使我们装备部队的信息化设备处于雷电的威胁之中，受约于天气，不能全天候的作业，如某发信台，在执行任务时发生雷击。12台发信机打坏6台；某雷达站被雷击，使指挥所的设备几乎全部损坏，上级检查其原因时还追查拉闸不彻底的问题，说明我军信息化防雷中的严重不足。

（4）缺乏规范化管理

军队的信息防雷一方面缺乏专业人才，另一方面缺乏规范化管理，因此信息防雷的做法各行其是，各搞各的一套，花钱不少，效果不好，如有的信息防雷工程，部队花了大量的资金，装了许多根本不能消雷的所谓的消雷器，现在有的已被台风吹倒，有的因消雷塔拉线与墙体相碰，雷击时把大片水泥击落，指挥所的设备严重损坏，雷击概率大增，严重地威胁着信息化工程的雷电安全。

2、正确的信息化军事设施的防雷保护

随着信息技术的飞速发展和广泛应用，现代战争已日趋信息化，信息和信息系统的优势，在很大程度上将决定战争的胜负，因此根据LEMP的防雷要求，信息化军事设施应作以下信息防雷保护：

（1）直击雷保护

信息防雷的直击雷与常规防雷不一样，常规防雷采用招引性的直击雷保护，靠其高度招引直击雷；而信息防雷则不然，它采用抑制性的直击雷保护。因为信息系统的雷害主要来自LEMP，所以信息系统的直击雷保护就是要从源头控制LEMP的产生，为此应尽量采用屏蔽型，抑制型的直击雷保护,如避雷网避雷带等。当必须采用避雷针保护时，也应尽量采用短针，多针，以减小保护半径，降低雷击概率，实现既防直击雷，又不因此而大大增加雷击概率的目的。

（2）配置浪涌保护器

LEMP是通过信息系统的引线的耦合效应，产生感应脉冲过电压波引入信息设备内部造成的。因此信息系统的引线往往是感应耦合的雷电通道，当然这与引线的屏蔽，软线方式，长度等有关，所以应根据系统的具体情况，在相应的雷电通道配置SPD，把感应脉冲过电压波截获在信息设备之外，以确保信息设备的安全。

（3）低阻抗地线均压网络设计

大量的事实告诉我们，信息系统被雷击损坏的器件多数是引线接口板，经过被损接口板的检测与分析证明，损坏的原因主要是感应脉冲波引入后产生毁坏性电位差造成的。因此，解决毁坏性电位差是信息防雷设计的重点，也是信息防雷的基础，离开这个基础就不可能有信息防雷安全。为此应设计一个低阻抗地线网络系统，给系统由适应不同电特性和负载特性的地线网络组成，它们间只能由一个靠近接地极的公共接地点连接，彼此间没有闭合回路，并由公共接地点给各地线网络供基准零电位，从而保证信息防雷安全。

以上是信息防雷设计的基本环节，缺一不可，但最基本的也是最重要的环节是低阻抗地线网络设计，它是信息防雷安全的基础和前提，离开这个基础和前提，信息防雷安全很难得到保证。