機(jī)房綜合防雷的總體設(shè)計(jì)與應(yīng)用探討

楊 民

（中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海通信段，上海 200434）

1 引言

近年來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，現(xiàn)代通信設(shè)備的數(shù)量和規(guī)模也隨之不斷增加，大規(guī)模集成電路的工作電壓和耐壓程度逐漸降低，這就對(duì)設(shè)備工作的電氣環(huán)境提出了更高的要求。由于微電子設(shè)備所具有的低功耗、低電壓、高速度、高密度的特性，使得其在遭遇雷擊災(zāi)害時(shí)，很容易因?yàn)槔纂娏饕鸬碾姶鸥蓴_造成電子設(shè)備的損壞，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，因而引發(fā)更為嚴(yán)重的損失。目前，機(jī)房綜合防雷的設(shè)計(jì)和應(yīng)用已經(jīng)成為相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。通過分析雷擊和過壓電的相關(guān)因素，落實(shí)并不斷完善防雷技術(shù)，對(duì)已經(jīng)應(yīng)用的防雷措施進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)，可以將雷電給通信機(jī)房造成的損害降到最低。

2 雷電災(zāi)害的形式

在強(qiáng)對(duì)流氣候條件時(shí)，在云層和地面之間就會(huì)產(chǎn)生雷電。電流巨大的雷電不僅會(huì)造成周邊溫度的快速升高，還會(huì)引發(fā)電磁輻射，進(jìn)而造成各類自然災(zāi)害。雷電災(zāi)害一般具有以下四種形式。第一，直擊雷。當(dāng)云層帶電且與地面上的某點(diǎn)發(fā)生相互作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生直擊雷。直擊雷的電流通常以脈沖的形式釋放，產(chǎn)生和持續(xù)的時(shí)間不長(zhǎng)，但電流較大，因此如果其直接擊在機(jī)房建筑上，在沒有相應(yīng)防雷措施的情況下，就會(huì)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)部的通信設(shè)備造成巨大的破壞。第二，感應(yīng)雷。如果電流巨大的直擊雷發(fā)生在一定的范圍內(nèi)，在短時(shí)間無法完全消失，就很容易和周邊的導(dǎo)電體產(chǎn)生感應(yīng)導(dǎo)致閃擊的現(xiàn)象，從而引發(fā)感應(yīng)雷。如果機(jī)房自身接地較差，感應(yīng)雷沿導(dǎo)線或金屬導(dǎo)體進(jìn)入機(jī)房后，如果過電壓足夠高，很容易引起機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備放電導(dǎo)致機(jī)房著火。第三，球形雷。這種類型的雷電通常是在閃電的過程中由類似火焰的光體產(chǎn)生的。第四，雷電電磁脈沖。打雷過程中產(chǎn)生的電磁脈沖可以通過干擾電流造成范圍巨大的危害。

3 機(jī)房綜合防雷的總體設(shè)計(jì)

3.1 直擊雷防護(hù)

通過在通信機(jī)房的屋頂安裝一定范圍的避雷帶可以有效地預(yù)防直擊雷災(zāi)害。首先要注意的是避雷帶材料的選擇，通常情況下選用熱鍍鋅圓鋼即可，且支架的高度要在150毫米以上，間距也不能小于2米。其次，應(yīng)選取鍍鋅扁鋼制作的引下線，且使其演技建筑物的四角對(duì)稱分布，在每一條引下線處安裝設(shè)斷接卡可以方便接地電阻的測(cè)試。最后，避雷帶的所有焊接處都應(yīng)該使用瀝青，可以有效避免設(shè)施的腐化。當(dāng)鐵塔建在通信機(jī)房的樓頂時(shí)，必須將接閃設(shè)備接入機(jī)房直擊雷的防護(hù)系統(tǒng)，且在兩個(gè)方向上將鐵塔的塔腳與避雷帶焊通。

3.2 地網(wǎng)改造

地網(wǎng)改造通常指的是人工輔助地網(wǎng)的建設(shè)。人工輔助地網(wǎng)需要挖地0.5米以上，與機(jī)房保持至少1米的距離，且每隔5米都要配有與熱鍍扁鋅焊通的一組銅包鋼錘接地棒，最終形成閉合網(wǎng)。與直擊雷的避雷帶相同，人工輔助地網(wǎng)的焊接處也需要使用瀝青進(jìn)行防腐處理。

3.3 等電位連接

為保證機(jī)房?jī)?nèi)部所有的金屬物體都處于電壓均衡的狀態(tài)，必須要采取等電位連接措施。首先，在通信機(jī)房?jī)?nèi)部，通常都需要使用鍍鋅銅排按照共網(wǎng)不共線的方式進(jìn)行總接地匯流排的設(shè)置。其次，在防靜電地板的支架處應(yīng)均勻鋪設(shè)接地銅箔，并與總接地匯流排相連通。最后，機(jī)房?jī)?nèi)部的設(shè)備機(jī)架前后都應(yīng)安裝一組銅排，各類接地包括機(jī)房?jī)?nèi)電源避雷器和信號(hào)避雷器的接地線都要通過多股銅線連接到均壓環(huán)或總匯流排上。

4 機(jī)房綜合防雷的應(yīng)用探討

4.1 電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)

在選擇電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)措施之前，必須對(duì)機(jī)房的實(shí)際情況進(jìn)行考察，制定出最為科學(xué)合理的防雷方案，在實(shí)現(xiàn)防雷目的的基礎(chǔ)上應(yīng)該有意識(shí)地降低防雷成本。在采用網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)進(jìn)行電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。第一，盡量使用金屬鎧裝電纜敷設(shè)進(jìn)入系統(tǒng)總配電房的電源進(jìn)線及其他電力線路，保證其兩端接地良好，如此可以有效的降低雷擊事故發(fā)生的概率。第二，如果沒有鎧裝電纜，可以將電纜穿鋼管埋地，埋地的長(zhǎng)度必須超過15米。第三，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)將電源防雷器安裝在電源線路上形成三級(jí)保護(hù)，全部防雷器都應(yīng)該做到良好接地。

4.2 通信系統(tǒng)的防雷

目前的網(wǎng)絡(luò)集成系統(tǒng)通常利用廣域網(wǎng)路由器實(shí)現(xiàn)主機(jī)房?jī)?nèi)部的中心交換機(jī)與外部的聯(lián)系，而各分交換機(jī)之間通過光纖連接，且通過集線器與用戶終端相連。通訊系統(tǒng)的防雷需要涉及到從戶外引入戶內(nèi)的全部通信線路，因此也要結(jié)合通信系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行防雷措施的選擇。如果機(jī)房采用光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸，可以直接將光纖兩端接地進(jìn)行防雷保護(hù)；如果機(jī)房使用的是雙絞線，遭遇雷擊的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)提高，可以將此類信號(hào)線敷設(shè)在屏蔽線槽中或金屬管中并接地；如果機(jī)房?jī)?nèi)安裝有光端機(jī)，也應(yīng)采取相應(yīng)的光端機(jī)防雷措施。