機房綜合防雷的總體設計與應用探討

楊 民

（中國鐵路上海局集團有限公司上海通信段，上海 200434）

1 引言

近年來，計算機網絡和通信技術取得了飛速的發展，現代通信設備的數量和規模也隨之不斷增加，大規模集成電路的工作電壓和耐壓程度逐漸降低，這就對設備工作的電氣環境提出了更高的要求。由于微電子設備所具有的低功耗、低電壓、高速度、高密度的特性，使得其在遭遇雷擊災害時，很容易因為雷電流引起的電磁干擾造成電子設備的損壞，導致系統無法正常運行，因而引發更為嚴重的損失。目前，機房綜合防雷的設計和應用已經成為相關人員重點關注的問題。通過分析雷擊和過壓電的相關因素，落實并不斷完善防雷技術，對已經應用的防雷措施進行定期的檢查和維護，可以將雷電給通信機房造成的損害降到最低。

2 雷電災害的形式

在強對流氣候條件時，在云層和地面之間就會產生雷電。電流巨大的雷電不僅會造成周邊溫度的快速升高，還會引發電磁輻射，進而造成各類自然災害。雷電災害一般具有以下四種形式。第一，直擊雷。當云層帶電且與地面上的某點發生相互作用時，就會產生直擊雷。直擊雷的電流通常以脈沖的形式釋放，產生和持續的時間不長，但電流較大，因此如果其直接擊在機房建筑上，在沒有相應防雷措施的情況下，就會對機房內部的通信設備造成巨大的破壞。第二，感應雷。如果電流巨大的直擊雷發生在一定的范圍內，在短時間無法完全消失，就很容易和周邊的導電體產生感應導致閃擊的現象，從而引發感應雷。如果機房自身接地較差，感應雷沿導線或金屬導體進入機房后，如果過電壓足夠高，很容易引起機房內部設備放電導致機房著火。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生的。第四，雷電電磁脈沖。打雷過程中產生的電磁脈沖可以通過干擾電流造成范圍巨大的危害。

3 機房綜合防雷的總體設計

3.1 直擊雷防護

通過在通信機房的屋頂安裝一定范圍的避雷帶可以有效地預防直擊雷災害。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，應選取鍍鋅扁鋼制作的引下線，且使其演技建筑物的四角對稱分布，在每一條引下線處安裝設斷接卡可以方便接地電阻的測試。最后，避雷帶的所有焊接處都應該使用瀝青，可以有效避免設施的腐化。當鐵塔建在通信機房的樓頂時，必須將接閃設備接入機房直擊雷的防護系統，且在兩個方向上將鐵塔的塔腳與避雷帶焊通。

3.2 地網改造

地網改造通常指的是人工輔助地網的建設。人工輔助地網需要挖地0.5米以上，與機房保持至少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。與直擊雷的避雷帶相同，人工輔助地網的焊接處也需要使用瀝青進行防腐處理。

3.3 等電位連接

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

4 機房綜合防雷的應用探討

4.1 電源系統的防雷保護

在選擇電源系統的防雷保護措施之前，必須對機房的實際情況進行考察，制定出最為科學合理的防雷方案，在實現防雷目的的基礎上應該有意識地降低防雷成本。在采用網絡集成系統進行電源系統的防雷保護時要注意以下幾點。第一，盡量使用金屬鎧裝電纜敷設進入系統總配電房的電源進線及其他電力線路，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，埋地的長度必須超過15米。第三，按照相關的標準將電源防雷器安裝在電源線路上形成三級保護，全部防雷器都應該做到良好接地。

4.2 通信系統的防雷

目前的網絡集成系統通常利用廣域網路由器實現主機房內部的中心交換機與外部的聯系，而各分交換機之間通過光纖連接，且通過集線器與用戶終端相連。通訊系統的防雷需要涉及到從戶外引入戶內的全部通信線路，因此也要結合通信系統的實際情況進行防雷措施的選擇。如果機房采用光纖進行信號的傳輸，可以直接將光纖兩端接地進行防雷保護；如果機房使用的是雙絞線，遭遇雷擊的風險會提高，可以將此類信號線敷設在屏蔽線槽中或金屬管中并接地；如果機房內安裝有光端機，也應采取相應的光端機防雷措施。