陜西電力信通公司 馬 緒
摘要：本文闡述了程控交換機(jī)綜合防雷的思想，提供了一些防雷的主要措施和具體實施的細(xì)節(jié)，為電力系統(tǒng)通信設(shè)備的綜合防雷提供了有益的建議。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)程控交換機(jī)防雷措施
一、引言
電力通信(電力專用通信網(wǎng))是現(xiàn)代電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，是現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱之一，而程控交換機(jī)是陜西電力通信網(wǎng)的一個重要組成部分，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)重的是其對電網(wǎng)安全產(chǎn)生了潛在的威脅。因此，加強(qiáng)對程控交換機(jī)的安全防護(hù)就顯得尤為重要。
程控交換機(jī)最主要的部件是集成電路(IC)。IC抗干擾能力比較低,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。下面我將對這個問題進(jìn)行深入的分析和探討。
二、雷電災(zāi)害的分類和預(yù)防原則
雷擊可以產(chǎn)生不同的破壞形式（見圖一），國際電工委員會已將雷電災(zāi)害稱為“電子時代的一大公害”，雷擊、感應(yīng)雷擊、電源尖波等瞬間過電壓已成為破壞電子設(shè)備的罪魁禍?zhǔn)住拇罅康耐ㄐ旁O(shè)備雷擊事例中分析，專家們認(rèn)為：由雷電感應(yīng)和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖（LEMP）是通信設(shè)備損壞的主要原因。為此我們采取的防范原則是“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)”。力爭將其產(chǎn)生的危害降低到最低點。
三、防雷主要的應(yīng)對措施
3．1完善的接地系統(tǒng)
接地是防雷體系中最基本的，也是最有效的措施。
3.1.1按照“接地”的作用不同，我們可以將“地”分成“工作地”、“保護(hù)地”和“防雷地”等形式。對重要的通信設(shè)備系統(tǒng)，一定具備的是“工作地”，它為整個系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)參考電位，有了這個參考電位，系統(tǒng)才能正常工作；如果系統(tǒng)同時由強(qiáng)電電源供電，還需將設(shè)備外殼接“保護(hù)地”，以保護(hù)人身安全；如果系統(tǒng)還有室外架空金屬設(shè)備或電纜與之相連，還需要系統(tǒng)在合理位置接“防雷地”，以防止雷擊高壓串入系統(tǒng)中。
3.1.2如果通信系統(tǒng)的“工作地”、“保護(hù)地”和“防雷地”是分別安裝，互不連接，自成系統(tǒng)，我們稱作“分設(shè)接地系統(tǒng)”。如果三者合并設(shè)在一起，形成一個統(tǒng)一接地系統(tǒng)，我們稱為“合設(shè)接地系統(tǒng)”。目前陜西省調(diào)度通信大樓為合設(shè)接地的接地方式。合設(shè)接地系統(tǒng)消除了不同接地點可能存在的電位差，在發(fā)生雷擊時，可以較好地抑制不同接地點之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。
3.1.3程控交換機(jī)的接地及其所在整棟建筑的接地很重要。按信息產(chǎn)業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電信建筑防雷接地接沖擊接地電阻不應(yīng)大于10歐姆（YD5003-94《電信專用房屋設(shè)計規(guī)范》），重要的電信建筑物接地電阻應(yīng)在1歐姆以下（YDJ20-88《程控電話交換設(shè)備安裝設(shè)計暫行技術(shù)規(guī)定》）。若接地不符合要求，當(dāng)交換機(jī)受到強(qiáng)電力干擾或雷擊時，可能會造成嚴(yán)重的傷機(jī)事故。陜西省電力公司所轄程控交換機(jī)的接地采用聯(lián)合接地方式，接地體的接地電阻＜1Ω（實測0.7Ω）。
3.1.4在實際布線過程中，采用類似“分散接地”的布線方式，即工作地線和保護(hù)地線都從地線排上引出，兩種地線不直接就近相連，如圖二所示，其優(yōu)點是當(dāng)雷電流流過接地網(wǎng)時，雷電流只縱向流動，即使存在接觸不良的接點，也不會造成橫向干擾。
3.1.5交換機(jī)的接地處理：用一根135ｍｍ2的多股銅芯導(dǎo)線，單獨連接到接地線線排上。不同于系統(tǒng)的是：（1）不直接與交換機(jī)的正極就近相連，也不將機(jī)柜與帶正極的纜、線隨機(jī)連接。（2）機(jī)柜與高架地板及底座的接觸部分都進(jìn)行了絕緣處理，相當(dāng)于采用了“懸浮接地”方式，以防止相近面層的靜電及建筑物的雜散電流串入機(jī)柜，對通信造成干擾。
3.1.6總配線架的接地：單獨從母線排上引入兩根50ｍｍ2的多股銅芯導(dǎo)線，其中一根接到配線架底座上，另一根接到配線架上端的接地銅排上。雙線分別接地的優(yōu)點是：一方面可以提高保安設(shè)備和告警信號電路的可靠性；另一方面，當(dāng)通信線路上受到雷擊和高壓電流而通過保安器入地后，可迅速降低配線架上的電位。
采用聯(lián)合接地方式后，使設(shè)備、地板的接地更加可靠，有效地保證了設(shè)備和人身安全。
3.2合理的綜合布線
程控交換機(jī)的布線是一項專業(yè)性很強(qiáng)的工作，其布線方案，在設(shè)計階段就應(yīng)該考慮到雷電安全問題。布線工作包括程控交換機(jī)的中繼線、內(nèi)線、電力供電線、室內(nèi)接地線等。
3.2.1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。其中對架空線纜應(yīng)把電話線或電纜在入房前埋地,埋地長度>2ρ(ρ為接地電阻的電阻率,單位為Ω*m),實際長度>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。
3.2.2程控交換機(jī)的傳輸網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)應(yīng)沿專用的信號電纜槽布線,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。如陜西某調(diào)度中心大樓無專用的信號電纜槽,其信號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,會在信號線上也感應(yīng)出一個電磁脈沖,并沿信號線傳至交換機(jī),致使交換機(jī)遭雷擊破壞。
3.3確定分流限壓的措施
3.3.1進(jìn)入室內(nèi)的程控電話和專用數(shù)據(jù)線路應(yīng)安裝線路避雷器，要求在選用避雷器件時，啟動電壓應(yīng)為保護(hù)線路信號電壓峰值的1.5倍，雷電流通量大于等于0.2KA，特性阻抗為600歐姆，工作頻率0-5MHZ。
3.3.2對室外有接收裝置并有信號線與室內(nèi)設(shè)備相聯(lián)接的，應(yīng)在天線接收裝置引入線路與設(shè)備之間串入相應(yīng)型號的避雷器。
3.3.3.以上線路以及設(shè)備上安裝的信號避雷器應(yīng)就近做好接地，接地電阻應(yīng)小于4歐姆（有的個別對接地有特殊要求的要小于1歐姆）。而且其接地線不能接在避雷針、避雷帶上，應(yīng)接在專用避雷器接地線上并與地網(wǎng)直接連接。在電源線、信號線上加裝保安器（俗稱避雷器），雷電電磁脈沖侵襲時，及時把雷電流分流入地從而起到保護(hù)作用。選用防雷器件時，要注意其響應(yīng)時間大小。有些保安器在雷電流侵入時，被保護(hù)器件被擊壞了，保安器在仍完好無損，這是因為其響應(yīng)時間太慢。現(xiàn)在市場上流行的以氧化鋅電阻（又稱壓敏電阻）為核心器件組成的線路避雷器，反應(yīng)速度比較快，使用效果比較好。
3.4其它一些有效的措施
3.4.1確定通信機(jī)房等電位連接:即所有進(jìn)出機(jī)房的金屬裝置、外來導(dǎo)電物、電力線路、通信線路及其它電纜均應(yīng)與總匯流排做好等電位金屬連接。機(jī)房應(yīng)敷設(shè)等電位均壓網(wǎng)，并應(yīng)和大樓的接地系統(tǒng)相連接。等電位網(wǎng)宜采用M形網(wǎng)絡(luò)，各設(shè)備的直流地以最短的距離與等電位網(wǎng)相連接。
3.4.2交換機(jī)的屏蔽原則：交換機(jī)的屏蔽(包括空間和線路屏蔽)除了信號線和電源線外,交換機(jī)房也應(yīng)作屏蔽處理,具體作法是把金屬門、窗、天花龍骨和防靜電專用地板接地。各點電位分布均勻，內(nèi)部的工作人員和設(shè)備會得到較好的屏蔽保護(hù)。
四、結(jié)束語
在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，一個設(shè)計良好的防雷系統(tǒng)對設(shè)備的安全運行是至關(guān)重要的，而不僅僅是針對程控交換機(jī)而言，只有嚴(yán)格按照綜合防雷的原則，從各個可能的雷擊引入途徑進(jìn)行規(guī)劃保護(hù)，才能保證整個通信網(wǎng)絡(luò)的安全運行。
參考文獻(xiàn)
[1]《現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)》 虞昊等 編著 清華大學(xué)出版社 1995.12
[2]《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中華人民共和國建設(shè)部編著 機(jī)械工業(yè)出版社 1994.4
[3]《供電工程師技術(shù)手冊》劉介才 編著 機(jī)械工業(yè)出版社 2000..4
[4]《建筑防雷與接地技術(shù)》張小青 編著 中國電力出版社 2003.6
