電力通信是現(xiàn)代電力系統(tǒng)*的重要組成部分，是現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱之一，而程控交換機(jī)是電力通信網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，一旦發(fā)生故障，所造成的損失不僅是經(jīng)濟(jì)上的，更為嚴(yán)重的是其對(duì)電網(wǎng)安全產(chǎn)生了潛在的威脅。因此，加強(qiáng)對(duì)程控交換機(jī)的安全防護(hù)就顯得尤為重要。
現(xiàn)在很多單位都安裝了程控交換機(jī)，而程控交換機(jī)主要的部件是集成電路(IC)。IC抗*力比較低，即使是從線路感應(yīng)過來的雷電電磁脈沖(LEMP)，也能把IC元件擊穿。所以程控交換機(jī)很容易發(fā)生雷擊事故。而擊壞的部件多數(shù)是中繼板、用戶板、計(jì)費(fèi)卡和電源部分。由于這些主板價(jià)值不菲，為減少經(jīng)濟(jì)損失,有的用戶想盡各種辦法來保護(hù)交換機(jī)，甚至把整部交換機(jī)向保險(xiǎn)公司投保，但因雷擊導(dǎo)致通信中斷帶來的損失，卻是無法彌補(bǔ)的。所以程控交換機(jī)的防雷顯得尤為重要。
一、確定交換機(jī)的等電位連接
交換機(jī)等電位連接的目的在于減少需要防雷的空間內(nèi)各種金屬部件和系統(tǒng)之間的電位差。要求穿過各防雷區(qū)交界的金屬部件和系統(tǒng)，以及在一個(gè)防雷區(qū)內(nèi)部的金屬部件和系統(tǒng)，都應(yīng)在防雷區(qū)交界處做等電位連接(圖1)。如在防雷區(qū)LPZO和LPZ1交界處的等電位連接帶上，將所有進(jìn)入交換機(jī)房的金屬導(dǎo)體都應(yīng)做等電位連接。此外，這些線路在LPZ1和LPZ2交界處應(yīng)安裝SPD。
二、首先要確定建筑物防雷設(shè)施的質(zhì)量情況
根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，程控交換機(jī)大樓天面必須有防直擊雷的設(shè)施。當(dāng)大樓高度超過30m(一類防雷)、45m(二類防雷)和60m(三類防雷)時(shí),應(yīng)將以上高度外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。另外防雷設(shè)施的接地電阻還應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。
三、確定建筑物內(nèi)部的防雷區(qū)(LPZ)
根據(jù)電工委員會(huì)IEC1312-1《雷電電磁脈沖的防護(hù)》的有關(guān)規(guī)定,把建筑物劃分為4個(gè)區(qū)(圖1):LPZOA區(qū)，在本區(qū)內(nèi)的物體都可能遭到直接雷擊，區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒有衰;減LPZOB區(qū)，在本區(qū)內(nèi)的物體不可能遭到直接雷擊，區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)也沒有衰減;LPZ1區(qū)，在本區(qū)內(nèi)的物體不可能遭到直接雷擊,區(qū)內(nèi)的電磁場(chǎng)有可能衰減;LPZ2區(qū)為后續(xù)防雷區(qū)。根據(jù)以上分區(qū)原則，應(yīng)盡可能把程控交換機(jī)放在LPZ2區(qū)，以減少雷電電磁脈沖對(duì)交換機(jī)的影響。
四、確定布線的方法
目前，交換機(jī)的傳輸網(wǎng)絡(luò)在室外是采用架空和埋地兩種方法。其中對(duì)架空線纜應(yīng)把線或電纜在入房前埋地,埋地長(zhǎng)度>2ρ(ρ為接地電阻的電阻率，單位為Ω*m)，實(shí)際長(zhǎng)度>50m。而埋地一般是采用金屬鎧裝電纜直接埋地,或非金屬屏蔽電纜穿金屬管直接埋地。從避雷角度來講，在有條件的情況下入室電纜應(yīng)選擇埋地方式。
程控交換機(jī)的傳輸網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)應(yīng)沿的信號(hào)電纜槽布線，避免沿大樓結(jié)構(gòu)柱或緊貼外墻敷設(shè);強(qiáng)弱電電纜不宜同槽敷設(shè)，以減小干擾。如廣州某中心大樓無的信號(hào)電纜槽，其信號(hào)線和電源線是同槽敷設(shè)的，當(dāng)電源線遭雷擊或感應(yīng)雷電電脈沖時(shí)，會(huì)在信號(hào)線上也感應(yīng)出一個(gè)電磁脈沖，并沿信號(hào)線傳至交換機(jī)，使交換機(jī)遭雷擊。因此，該中心大樓的總機(jī)和電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)經(jīng)常遭雷擊。
五、交換機(jī)的屏蔽
交換機(jī)的屏蔽(包括空間和線路屏蔽)除了信號(hào)線和電源線外，交換機(jī)房也應(yīng)作屏蔽處理,具體作法是把金屬門、窗、天花龍骨和防靜電地板接地。
六、確定機(jī)房的位置
機(jī)房的位置應(yīng)結(jié)合建筑工程的遠(yuǎn)、近規(guī)劃，以及地形位置等因素來確定。對(duì)高層建筑，一般的做法是把機(jī)房設(shè)在4層以下首層以上的空間。在潮濕的地區(qū)，首層不宜設(shè)交換機(jī)房。但有的單位受條件限制，并不是按以上原則設(shè)交換機(jī)房的，如廣東迎賓館的程控交換機(jī)房就設(shè)在大樓天面的加層房?jī)?nèi)。根據(jù)IEC1312-1《雷電電磁脈沖的防護(hù)》的有關(guān)規(guī)定，大樓天面在防雷區(qū)的劃分屬LPZOB區(qū)，在該區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒有衰減，交換機(jī)受電磁場(chǎng)的影響很大。
七、確定分流限壓的措施
在電源方面，應(yīng)采用三級(jí)分流限壓措施，以把雷電電磁脈沖幅值減到小。因此，級(jí)設(shè)在主配電房的低壓部分，安裝40kA的電源避雷箱;第二級(jí)設(shè)在樓層的電源箱處，安裝20kA的電源避雷箱;第三級(jí)設(shè)在交換機(jī)房的電源開關(guān)處，安裝10kA的電源避雷箱，或在UPS前安裝一級(jí)電源避雷箱。
在信號(hào)方面，也應(yīng)采用分流限壓的措施。首先在中繼線和用戶線分別安裝性能可靠的程控交換機(jī)避雷器，在交換機(jī)和計(jì)費(fèi)終端之間安裝網(wǎng)絡(luò)避雷器。
八、確定交換機(jī)的接地系統(tǒng)
程控交換機(jī)的接地包括：直流電源接地;電信設(shè)備機(jī)殼或機(jī)架屏蔽接地;入站通信電纜的金屬護(hù)套或屏蔽接地;明線或電纜入站避雷器接地和信號(hào)電纜空線對(duì)的接地等。
為做好程控交換機(jī)的接地，有的單位單獨(dú)為程控交換機(jī)做一副人工地極，地極的接地電阻也符合規(guī)范的要求，但人工地極和大樓的防雷接地由于受場(chǎng)地的限制相距不足20m。如廣州云浮大酒店和華南大廈總機(jī)房的人工地極和大樓防雷接地都是相距不足20m，不符合國(guó)家JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于兩地網(wǎng)獨(dú)設(shè)時(shí)必須大于20m的有關(guān)規(guī)定。為解決上述問題，通常的做法是把程控交換機(jī)的所有接地與全站共用的通信接地裝置相連，然后再把共用接地裝置與大樓的防雷接地相連,做成合設(shè)地極。采用合設(shè)地極后，通信設(shè)備的接地裝置需采用的接地干線，干線的截面積不小于25mm2的多股銅導(dǎo)線。
總結(jié)：在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的防雷系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行是至關(guān)重要的，而不僅僅是針對(duì)程控交換機(jī)而言，只有嚴(yán)格按照綜合防雷的原則，從各個(gè)可能的雷擊引入途徑進(jìn)行規(guī)劃保護(hù)，才能保證整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。
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