通信机房设备系统的防雷措施

有关通信机房设备系统的防雷措施，分析了雷击的产生及危害，雷电侵入通信设备的途径，通信机房综合防雷技术措施，防雷接地系统改造，电源系统防雷，以及各种信号防雷的方法。

通信机房设备系统的防雷措施

1.雷电的产生及危害

雷电的产生是个复杂多变的过程，其产生的原因是由运动云层受高能射线或带电粒子的作用而逐渐积累大量电荷，当带电云层相互靠近，或距地表较近时，通过空气会发生电脉冲放电，这种现象被称为雷电或雷击。

雷电的危害

雷电主要以直击雷、感应雷等形式进行破坏，雷击对设备的毁坏和人员的伤害是非常严重的。

例如，发生感应雷击时，由于电磁感应原理会形成强电磁场，当通信大楼的电力电缆以某种走线方式经过该强电磁场区时，将会在电缆上感应出很高的共模电压，如果没有过压保护装置，将会造成交流系统与地之间的纵向击穿。

而当雷击大地或接地体时，会引起被击处的地电位突然上升，造成设备外壳电位同地电位一同上升，相对设备内的电路来看等效于施加了一个共模电压，同样会使设备的绝缘遭到破坏，而且由于大地电阻的不同将会造成雷击处的地电位严重不平衡，这对工作在不平衡地电位的两点上而又具有相互关系的设备来说，损坏是非常严重的，有时还会危及到人身安全。

2.雷电侵入通信设备的途径

从近几年南通地区通信设备遭雷击损坏情况看，雷电侵入通信设备的途径主要有以下几种：

◆雷电直击户外输配电线路，而后雷电波沿电力线侵入机房电源设备，损坏通信电源开关、保险及整流模块等。 【通信机房设备系统的防雷措施】

◆雷电直击微波天线铁塔，雷电波沿天馈线迅速侵入通信设备，直接损坏与馈线相连的微波收发信机，造成设备损坏。

◆雷电直击在通信架空光缆或电缆线路上，在线路上产生的瞬间过电压，沿光缆或电缆金属外皮或加强芯迅速向线路两端扩展进入机房，损坏与光缆直接相连的金属机盘，或损坏与通信电缆直接相连的音频或数字配线架、造成用户电路板损坏。

◆雷电直击变电站内避雷针，雷电流通过避雷针引下线流入接地网，造成地电位升高。当设备接地不良，接地电阻阻值较大时，会造成微电子设备损坏。

3.通信机房综合防雷技术措施

针对上述通信机房各种雷击隐患，依据通信机房防雷的一般原理和常用防护措施，采取综合性防雷，对通信机房防雷设施进行了改造和完善。

3.1 防雷原则

◆采用外部保护，将绝大部分雷电流在室外直接引入地下泄放。

◆采用内部保护，用过电压保护器阻塞沿电源线或数据线、信号线引入的过电压波。

◆采用过电压保护器限制被保护设备上的浪涌电压幅值。

◆用光电隔离器隔离通信设备与RTU之间的RS232接口，避免接口设备电气连接。

3.2 防雷方法

◆设置一套良好的建筑物避雷带、避雷网，并与建筑物主钢筋一起接地。

◆外置设备（如：天线）应尽量置于建筑物避雷网的保护角度范围内。

◆采用电源线或数据线、信号线共地的接地措施。

◆在电源、信号或数据线各进出口安装性能可靠的专用防雷器。

◆室内的设备应尽量远离避雷导电体。

◆室内布线，包括各类传输线最好能加有屏蔽线并两端接地。

3.2 防雷接地系统改造

为了防止雷电产生的过电压过电流损坏电源设备，在通信电源系统中，一般设有防雷接地装置，其接地阻值要求依据通信机房规模而定。接地方式采取联合接地。

通信机房接地网进行改造。对接地电阻不符合规范要求或地网超过使用年限的局站的接地网进行合理改造或新建。

新建地网应设在机房散水坡以外，接地极用50mmX50mmX5mm热镀锌角钢，每根长2500mm，垂直埋入700mm深沟内，每根接地极相距5000mm，用40mmX4mm热镀锌扁钢焊接联成一个环状接地装置。

新老地网在地下应不少于两处作可靠焊接，新建地网应多点与建筑钢筋可靠连接。所有焊接应保证焊接可靠无焊渣，并做好防腐处理。

对有条件的局站还应考虑新建地网进行放射状延伸分布，确保新建地网接地电阻符合规范要求。

对于通信枢纽大楼应分层架设环状水平均压地网，同层机房设备的保护接地，应使用相应规格电缆线就近连接到同层水平接地网上，确保做到等电位连接，确保某个机房的电位升高，不会对其它机房设备造成威胁。

对高楼层通信机房的避雷针、避雷带进行检查并改造，确保接地可靠，为直接雷提供良好的泄流通道。

3.4 电源系统防雷

◆引入通信机房的电力线采用地下电力电缆，电缆金属护套两端均良好接地。

◆通信机房内电源采用多级浪涌保护措施。交流母线上并接一级380V过电压保护器；高频开关电源交流入并接一级380V过电压保护器；－48V电源入口处接一级压敏电阻。通信设备电源正极接到接地母线上。

◆机房内所有交、直流配电柜机壳均做接地保护，交流保护接地线从接地母线上直接引出，严禁采用中性线作为交流保护接地线。

3.5 各种信号线的防雷

根据各通信机房实际情况，采用加装浪涌保护，光电隔离等措施，对进出通信机房及通信设备与其它设备接口的所有信号线进行保护。以防止雷击感应电压或过电压侵入损坏通信设备。

对个别通信机房通信电缆线路直接架空进入机房的进行改造，进入机房的通信电缆金属外皮均良好接地。

普通架空光缆、管道光缆、自承式光缆，均采用非金属光缆。对于有金属加强芯或金属护套的光缆，进入机房前，在终端杆或终端电缆井改成非金属光缆承接过渡进入机房。

所有音频电缆、电话线、信号线进入机房要首先接入音频保安器，来抑制电缆线对横向、纵向过电压。各配线架保安单元接地端均要良好接地，确保保安器发挥正常作用。

对于其它专业的信号进入通信设备前应采取隔离措施：经调制解调器输出的音频模拟信号，采用音频变压器进行电气隔离；用RS232接口的数据信号，采用光电隔离器进行隔离，消除地电位差可能通过该接口中的共用接地线串入，造成反击损坏接口电路现象。

采用RJ45接口的网络信号，先经过网络浪涌保护器后再接入通信设备接口。

4.结束语

按照以上分析应用方法，已对南通市区通信网防雷设施进行了部分改造，通信网防雷系统得到进一步完善，通信设备抗雷击和防过电压水平有了明显提高。

事实证明，只有全方位认真细致地考虑雷击及过电压因素，严格执行通信系统防雷有关规定，认真落实通信防雷技术措施，因地制宜地运用好接地—分流—均压—屏蔽—限幅—隔离等综合防雷技术，不断改进防雷工作，加强已有防雷设施的维护，才能更有效地预防雷电的侵袭，使雷电损害降低到最小程度，才能保证通信电源系统和通信系统的安全生产运行，确保通信的可靠畅通。