通信機房弱電設備雷電感應危害分析及防護措施

摘要：隨著現代信息技術的高速發展和互聯網技術的廣泛應用，通信設施的建設范圍越來越大，雷電是威脅電力設施、通信設施的自然現象，其所攜帶的巨大電壓和強大的感應電磁場以及金屬導體當中所產生的感應過電壓會對通信設施帶來巨大的影響，使通信設施、通信機房的電子設備受到破壞，導致其無法正常運行，必須要清晰的了解雷電感應的危害，并以此為依據采取一定的防護措施，如此才能夠實現通信設備的正常運行，為用戶提供優質的通信服務。本篇文章首先介紹雷電感應的多種形式，再分析雷電感應對通信機房弱點所帶來的危害，最后談一談如何有效進行通信機房弱點設備避免雷電感應危害的防護措施。

關鍵詞：通信機房;弱電設備;雷電感應;危害分析;防護措施

雷電是一種較為常見的自然現象，而通信機房是通信網絡當中實現信息傳遞通訊的重要設施，通信機房中的弱電設備承載著為用戶進行信息傳遞的重要任務，如果通信機房弱點設備受到雷電感應的危害則必然會導致設備發生損壞而無法正常運行，為人們的生活和工作帶來極大的影響。雷電所具有的強大感應電磁場和金屬導體中所產生的感應過電壓是威脅通信機房弱點設備的自然現象之一，如何有效避免通信機房弱點設備搜到雷電感應的侵襲一直是通信企業、電力工程所重點研究的課題。

一、造成雷電感應危害的雷電形式概述

（一）直接的直擊雷

一般情況下，雷電會直接擊中地面或地面建筑物，并經由。防雷接地裝置卸放入地下，但如果缺少有效的泄流途徑，雷電所攜帶的電流會以極高的速度、溫度和熱量以及強大的強力沖擊波、電動力等對建筑物和其頂部的電子設施或其他金屬設施造成嚴重的破壞。這種直接襲擊地面或地面建筑物的雷電就稱為直擊雷，直擊人所攜帶的電流和熱量極大，帶有極強的沖擊力。

（二）雷電過電壓

一般通信機房外會接受許多連接各種通訊設備的電力線、視頻監控線設備、控制線、通信線的傳導線路。由其所連接的設施當中包含了電源系統和弱電設備，一旦發生雷擊，雷電會通過這些架空線路，將這些架空線路作為導體形成電壓和過電流波的形式，并侵入建筑物當中的電子設備、通信設備和弱電設備。這一整個過程就稱為雷電過電壓。如果架空導線線路上空沒有進行避雷裝置的設置，雷電波侵入的可能性極大，其所形成的過電壓和或電流波在進入建筑物后會沿著各種內部通訊線和電力線路傳導到線路所連接的設備當中，造成雷擊事件[1]。

（三）雷電感應

在雷暴云的中會伴有閃電的產生，這時就會產生靜電感應，電磁感應和電磁波輻射這三種物理學現象。而在目前人們所常見到的雷擊過程當中，雷電會形成極為強大的雷電流。在空間當中就能夠產生雷擊電磁脈沖，并通過一些導電的載體進行傳導、反應和耦合，通過這些方式在建筑物的內部使各個當中會產生不同強度的瞬態過電壓，而且在電網和數據線路當中的瞬態過電壓會對建筑物內的其他設備產生放電的現象。由此就極為容易導致信息系統機房內部屬于弱電設備的電池組、交換機、服務器等重要設施遭到破壞。在雷電現象當中對通信機房弱電設備危害極大的也是雷電感應，其作用范圍極廣，并且入境途徑較多，始終無法形成有效的防護。

二、雷電感應對通信機房弱電設備所帶來的危害分析

（一）雷云與地面金屬產生的靜電感應危害

通信機房當中通常是由主機房基本工作間所共同組成，隨著現代科學技術的進步和建筑材料的更新，很多機房都設置了靜電地板，當中的設備和設施極為繁多，中的弱電設備主要包括了主機、服務器、供電系統、路由器和交換機、程控交換機、接收機、打印機、刻錄機以及一些通信設備。這些設備當中大多是由半導體集成電路構成。這也決定了雷電感應常常會被弱電設備造成極大的破壞性影響，且破壞范圍極大。雷電的靜電感應主要是當雷云的形成過程當中，金屬結構影響與雷云底部相反的異種電荷發生反應，由此產生靜電感應電荷，進而由金屬結構導體進入建筑物內部對弱電設施設備造成破壞[2]。

（二）雷電通道和金屬導線的電磁感應危害

雷電電磁感應主要是雷電通道和防雷保護系統導線上的雷電流通過接地系統的沖擊接地電阻產生電壓降，并在建筑物內部的環路導線上感應出浪涌過電壓和電流，雷擊電磁脈沖也會也由于設備環路上感應出浪涌電壓[3]。

（三）直接雷擊所產生的雷擊電磁脈沖危害

雷擊電磁脈沖是屬于一種電磁干擾源。再產生直擊雷石閃電直接擊中建筑物防雷裝置或附近的導體，并產生電磁輻射干擾。不同電磁沖磁感應所具有的強度也不相同，都會對弱電設備造成破壞。

三、如何有效防止通信機房弱電設備雷電感應的防護措施

（一）設置等電位連接系統

可以選擇在通信機房的地下進行均壓等電位地線帶的設置。室內形成網狀的均壓等電位帶，達到絕緣的效果。還可以將供電系統或電源系統進行接地設計。例如弱電設備當中使用金屬外殼的程控交換機主機外殼和電池箱金屬外殼使用最短的線路連接到最近的等電位連接帶當中，確保屏蔽體的零點位[4]。

（二）設計金屬遮蔽體系統

要想有效地防止通信機房弱電設備因雷電感應而遭到破壞，可以利用屏蔽系統的設計和金屬遮蔽體系統設計，其是通過各種金屬屏蔽體來進行。電磁干擾或過電壓能量的阻擋或衰減，尤其對于通信機房的弱電設備來講，必須要將過電壓能量和電磁干擾降至最低，才不會對設備造成破壞。目前所應用的主要分為通信機房建筑物遮蔽和設備遮蔽以及各種線纜的遮蔽。建筑物遮蔽主要采取的是建筑的鋼筋，金屬架構或金屬門窗地板等。將其相互焊接連接成一起形成法拉第籠。并與地網進行連接起到衰減和阻擋過電壓能量的效果。也可以選擇使用單獨隔離設置進行次級屏蔽。將弱電設備集中在建筑物機房內部的中間位置，并將各種連接的金屬管道或通信線路進行埋地設計，以起到屏蔽的效果[5]。

（三）優化設計綜合布線系統

對進行通信機房弱電設備的連接布線時，要充分的考慮實際的情況，最大程度上避開強磁場位置，確保弱電設備不會處在強磁場環境中，避免弱電設備在強磁場作用下發生運行的失靈情況。尤其要注意不可將弱電設備安置在墻角或靠墻的位置，所有的設備電源線和信號傳導線路要做到回路面積的最小化，也不要與墻壁當中的防雷系統引下線路分支平行。以防止產生較大的回路感應引起電動勢而對弱電設備造成嚴重的破壞。在進行部弱電設備的那線纜設計時，要注意將線纜與機房內其他金屬設備管線和偶像的距離保持，布線不可設計過近，防止產生過電壓而威脅弱電設備[6]。

結束語：

雷電是自然當中對電子設備危害極大的自然現象，雖然電力行業和通信行業不斷進行防雷點技術的研究與開發，科學技術也在持續進步，但在防雷效果和設備自身防雷設計方面仍然無法做到全面和高質量得防護，而且通信機房弱電設備防雷技術與防雷措施極為容易受到運行環境等多種因素的影響，導致防雷效果的降低，相關技術人員和管理部門必須要能夠積極的進行防雷措施的研究，不斷提高通信機房弱電設備的防雷水平，持續優化防雷設施的性能，從多個環節進行改善與優化，實現內部與外部防雷措施的有效銜接，切實提高防雷的質量效果。

參考文獻：

[1]馬云海.淺談變電站弱電設備的防雷電措施[J].科技風，2018（15）：174.

[2]劉偉.弱電設備的安全接地應用研究[J].住宅與房地產，2018（11）：180-182.

[3]孫曉軍.探討智能建筑弱電設備的防雷技術[J].智能建筑與智慧城市，2018（02）：49-50+57.

[4]郭忻璐.弱電設備防雷電危害與抗干擾研究[J].時代農機，2017，44（01）：30-31.

作者簡介：張明志（1979-），男，漢族，天津，研究方向：電氣專業。