交换机房综合防雷方案参考

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一、概述

　　随着通信技术的飞速发展，微电子网络设备的应用越来越普遍，这些微电子网络设备的普遍应用，使得其防雷问题显得越来越重要。由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性，这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力，随时可能遭受重大损失。因此，对微电子计算机网络设备的雷击电磁脉冲防护必须综合考虑，应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。

　　二、防雷措施

　　概括的说，当今微电子设备的防雷手段，主要采用分流、屏蔽、等电位连接、过电压保护和接地五种方法。

　　A、分流

　　利用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。

　　B、屏蔽

　　通信系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线和穿金属管屏蔽，在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个法拉第笼，用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰机房内设备。

　　C、等电位连接

　　将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接，以均衡电位。

　　D、过电压保护

　　在电子设备的电源线、信号线上安装相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。主要的保护器件为氧化锌压敏电阻、二极或三极放电管、快速箝位二极管等，根据需要进行组合，形成完整的防雷保护器。

　　E、接地

　　一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证，也是防雷系统的重要基础。特别是在强雷区，一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。需要强调的是，采用任何防雷方法，都必须具有一个良好的接地系统，使雷电浪涌电流顺利地流入大地。否则，安装何种类型的防雷器件，都不能收到预期的效果。

　　三、设计依据

　　GB50057-94 建筑物防雷设计规范

　　GB50174-93 计算机房防雷设计规范

　　GB7450-87 电子设备雷击保护导则

　　GB9361-88 计算站场安全要求

　　GB64-83 工业与民用电力装置的过电压保护设计规范

　　DL/T621-97 交流电气装置的接地

　　GA173-1998 计算机信息系统防雷保安器

　　IEC61312 雷电电磁脉冲的防护

　　VDE0675 过电压保护器

　　四、防雷方案

　　1、直击雷防护

　　交换机房所在大楼应采取防直击雷的措施，可采用φ10的圆钢(刷银粉漆)在楼顶构筑避雷带，另外用φ10的圆钢做避雷带支撑，支撑高度15cm，每隔1m设一支撑，并用40×4mm的镀锌扁钢作为引下线与地网(地网电阻应小于10Ω)连接，引下线的间距应不大于25米。

　　也可以采用避雷针作为防直击雷的措施，用40×4mm的镀锌扁钢作为引下线与地网连接，避雷针的高度应根据滚球法进行计算。

　　2、电源线的防护

　　统计数据资料表明，微电子网络系统80%以上的雷害事故都是因为与系统相连的线路上感应的雷电冲击过电压造成的。因此，做好电源线的防护是整体防雷中不容忽视的一环。

　　对于交换机房的电源线防护，首先，进入大楼的电源进线，应采用金属铠装电缆埋地敷设，电缆铠装层的两端应良好接地;如果电缆没有铠装层，则应将电缆穿钢管埋地，钢管两端接地，埋地的长度应不小于15米。由总配电房至大楼的配电箱以及机房所在楼层配电箱的电力线路，均应采用金属铠装电缆进行敷设。

　　在电源线路上安装电源防雷器，是一种有效可行的防护措施。具体到交换机房，按规程应考虑三级防护。可在大楼总配电柜的前端安装大通流容量的一级电源防雷箱(PX60-A/4);在楼层的配电箱处安装电源二级防雷器(PA40-B/4);在交换机的电源进线处安装电源三级防雷器(PA20-B/3+NPE)。

　　所有防雷器均应良好接地。

　　3、信号线的防护

　　信号线防感应雷对于整体防雷来说，是非常重要的一个环节。首先，所有信号线均应采取屏蔽措施。可将信号线敷设在屏蔽线槽中，屏蔽线槽应良好接地。也可将信号线穿金属管敷设，金属管应全线保持电气上的连通，并且金属管两端应良好接地。若信号通过光纤引入时，光纤的金属铠装层以及金属加强芯线均应良好接地。

　　在信号线路上安装信号防雷器，对防感应雷是一种行之有效的办法。具体到交换机房，所有进出大楼的信号线入口处均应安装相应的信号防雷器。信号防雷器的选型应综合考虑工作电压、传输速率、接口形式等。

　　具体如下：

　　A、交换机的外线接入处应安装信号防雷器(S150RFF2)，数量根据外线的路数来确定;

　　B、交换机的信号出口处应安装信号防雷器(S150RFF2-16)，数量应据出线路数确定。

　　所有防雷器均应良好接地。

　　4、等电位连接

　　交换机房应设置均压环，将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳以及所有进出大楼的金属管道等金属构件进行电气连接，并接至均压环上，以均衡电位。均压环可采用40×4mm的扁铜或镀锌扁钢进行构筑，每隔1米设一支撑。均压环必须可靠良好接地，具体做法可将均压环与建筑物的主钢筋可靠焊接。

　　五、接地系统

　　一个良好的接地系统是保护人身、设备安全、系统稳定工作的重要保证，也是防雷系统的重要基础。特别是在强雷区，一个合理的接地系统能更快地泄放雷电流，降低残压，防止地电位反击事故，有效地降低雷害威胁。

　　在《电子计算机房防雷设计规范》(GB 5O174-93)中，第6.4.3条明确提出：交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地等四种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻按其中最小值确定;若防雷接地单独设置接地装置时，其余三种接地宜共用一组接地装置，其接地电阻不应大于其中最小值，并应按现行国标《建筑防雷设计规范》要求采取防止反击措施。

　　具体到交换机房，大楼应构筑接地网(接地电阻应小于10Ω)，接地网应与大楼的基础良好连接，所有进出大楼的金属管道均应与地网良好连接。