1987 年 6 月 9 日,美國肯尼迪航天中心的火箭發射場上有三枚小型火箭,在雷雨來臨一聲雷響之后,自行點火升空而去。

類似的異常現象,在機器人中也屢有發生,在日本不止一次地出現機器人 “發瘋” 而殺人之事。在原蘇聯一位國際象棋大師尼古拉·古德柯夫曾與機器人對奕,機器人連輸三盤之后突然對金屬棋盤放電,把國際象棋大師尼古拉·古德柯夫電擊倒地。其實這些機器人和小型火箭之出現“反常現象” 都是由于其內部的極為靈敏的計算機受到外來的干擾信號的作用而產生誤動作所致。

僅從上述兩例可看出:對于計算機這類高科技儀器設備的雷災要有新的概念,雷災的損失的估價主要不在雷電的直接損壞的東西本身,由閃電的脈沖電磁場的作用而造成的故障,常可以導致巨大的災害損失。例如前面曾提到的銀行系統,當他們應用計算機來代替以往的靠人的手工抄寫存款賬目時,計算機的誤動作故障的嚴重性遠遠超過它的器件的損毀。導致誤動作所需的脈沖電壓僅 1—2 V 即可。特別是現在的計算機的芯片是超大規模集成電路,空間的不太強的電磁場就可以使之感應出幾 V 的電壓,所以嚴密的屏蔽是非常必要的。屏蔽電場比較好辦,而對磁場的屏蔽比較困難。

  由于上述原因,閃電對計算機的影響用兩種概率描述。第一種是計算機的失效概率PM ,它指計算機暫時失去正常功能或導致算題或數據處理差錯時的概率。現在一般公認為閃電磁場脈沖超過 0.07Gs時就將引起計算機失效。

  第二種是計算機元件損壞概率PD ,現在一般公認為磁場脈沖超過 2.4Gs 時,晶體管、集成電路等將遭受永久性損壞。據估計,閃電造成的 PM 要比 PD 高三個數量級。

以上大家經常引用的 BM= 0 .07 Gs 和 BD = 2 .4Gs 這二個數據的來源是由美國通用研究公司(General Research Corporation)的 R.D. 希爾建立的精確的類閃電(Like Light-ning)模型,用仿真實驗于 1971 年確立的,類閃電和自然界閃電并不嚴格等效,而且模型未考慮磁場隨時間的變化率及磁場脈沖的形狀,所以這兩個數值只是作為一種估算的參考,在數量級上則是完全可信的。二十多年來集成電路已從 LSI 發展為 VLSI ,所以對磁場的敏感程度又有了提高。

在這里要指出幾個計算機防雷工作中需要注意的問題,這些問題對其它用 VLSI 組裝而成的儀器設備也同樣適用:

(一) 一定要運用 LEMP 的基本原則。應該把它放在 1 區或 2 區里作好 LEMP 措施,切不可輕信各種推銷消雷器或類似的防雷產品的宣傳,因為這些商品違反了 LEMP的基本原則。

(二) 要特別重視 PM ,要立足于這個參數來考慮它的屏蔽和避雷器的選用。上面提到的某一部門推薦使用的計算機專用避雷器,只強調 PD ,專為 PD 而研制的避雷器,就難以避免計算機的誤動作。

(三) 用在計算機的防雷的避雷器必需達到兩種效果:一種是確保 PM 和 PD ,另一種是它的接入不影響儀器設備的工作性能。后一問題常常被生產防雷產品的公司和購買的用戶所忽視,以致購用以后發現工作失常,不得不拆除。由于計算機等這一類儀器設備的輸入電路的電學參數要求很嚴,避雷器的電學參數很難達到要求,即使國外進口的避雷器也不理想,所以計算機用的避雷器還不夠理想,我們只能在市場上擇優選購,不能迷信國外進口的商品。據作者所聞國內有的防雷公司的產品甚至有勝過舶來品的,如得到國家科委火炬辦和中國氣象局認可的四川中光防雷公司的這類產品。但是購用者必須在使用中檢驗它的實際效果。

(四) 要考慮避雷器的響應時間的快慢。