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程控交换机如何防雷
引言
现在很多单位都安装了电话交换机（或程控交换机）,而程控交换机最主要的部件是集成电路(IC)。IC抗干扰能力比较低，即使是从线路感应过来的雷电电磁脉冲(LEMP),也能把IC元件击穿。所以程控交换机很容易发生雷击事故。而击坏的部件多数是中继板、用户板、计费卡和电源部分。由于这些主板价值不菲，为减少经济损失,有的用户想尽各种办法来保护交换机,甚至把整部交换机向保险公司投保,但因雷击导致通信中断带来的损失，却是无法弥补的。
其中电力通信(电力专用通信网)是现代电力系统不可缺少的重要组成部分，是现代电网安全稳定运行的三大支柱之一，而程控交换机是电力通信网的一个重要组成部分，一旦发生故障，所造成的损失不仅是经济上的，更为严重的是其对电网安全产生了潜在的威胁。因此，加强对程控交换机的安全防护就显得尤为重要。
那么程控交换机的防雷应如何进行呢？
一、雷电灾害的分类
雷击可以产生不同的破坏形式，国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”，雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。从大量的通信设备雷击事例中分析，专家们认为：由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲（LEMP）是通信设备损坏的主要原因。为此我们采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”。力争将其产生的危害降低到最低点。
1. 直击雷
当直击雷击中机房等建筑物时会有很强的雷电流（平均30kA左右），会使建筑的地电位升高到几万伏甚至几十万伏，并且通过电力系统和信号电缆的接地点反馈到其他地方，殃及接在电网和通信网络上的计算机设备，这种雷击是对计算机破坏最严重的一种。位于建筑物屋顶的卫星天线是遭受直击雷危害的主要对象。
2. 雷电感应及雷电波入侵
进入交换机机房的线路主要有电力电缆、电话线、由卫星天线至卫星接收机信号线、DDN专线，这些都是感应雷及雷电波入侵的途径。同时在交换机与各分机终端设备之间较长的距离，容易感应产生雷击过压，损坏交换机。
二、如何防雷
1. 起首要确定建筑物防雷办法的质量情况
根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的有关规定，程控交换机大楼天面必须有防直击雷的办法交换机,保护。
程控交换机的传输网络在室内应沿专用的信号电缆槽布线，避免沿大楼结构柱或紧贴外墙敷设;强弱电电缆不宜同槽敷设，以减小干扰。另外防雷办法的接地电阻还应符合有关规范的要求。
2. 确定建筑物内部的防雷区(LPZ)
根据国际电工委员会IEC1312-1《雷电电磁脉冲的防护》的有关规定,把建筑物划分为4个区(图1):LPZOA区，在本区内的物体都可能遭到直接雷击，区内电磁场没有衰;减LPZOB区，在本区内的物体不可能遭到直接雷击，区内电磁场也没有衰减;LPZ1区，在本区内的物体不可能遭到直接雷击,区内的电磁场有可能衰减;LPZ2区为后续防雷区。根据上面分区原则，应尽可能把程控交换机放在LPZ2区，以减少雷电电磁脉冲对交换机的影响交换机,保护。
3. 确定交换机的等电位连接
交换机等电位连接的目的在于减少必要防雷的空间内各种金属部件和系统之间的电位差。要求穿过各防雷区接壤的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区接壤处做等电位连接(图1)。如在防雷区LPZO和LPZ1接壤处的等电位连接带上，将所有进入交换机房的金属导体都应做等电位连接。此外，这些线路在LPZ1和LPZ2接壤处应安装SPD。
4. 确定机房的位置
机房的位置应结合建筑工程的远、近规划，以及地形位置等因素来确定。对高层建筑，一般的做法是把机房设在4层以下首层上面的空间。在潮湿的国家，首层不宜设电话交换机房。但有的单位受条件限制，并不是按上面原则设交换机房的，如广东迎旅馆的程控交换机房就设在大楼天面的加层房内。根据IEC1312-1《雷电电磁脉冲的防护》的有关规定，大楼天面在防雷区的划分属LPZOB区，在该区内电磁场没有衰减，交换机受电磁场的影响很大。
5. 确定交换机的接地系统
接地是防雷体系中最基本的，也是最有效的措施。
5.1 按照“接地”的作用不同，我们可以将“地”分成“工作地”、“保护地”和“防雷地”等形式。对重要的通信设备系统，一定具备的是“工作地”，它为整个系统提供标准参考电位，有了这个参考电位，系统才能正常工作；如果系统同时由强电电源供电，还需将设备外壳接“保护地”，以保护人身安全；如果系统还有室外架空金属设备或电缆与之相连，还需要系统在合理位置接“防雷地”，以防止雷击高压串入系统中。
5.2 如果通信系统的“工作地”、“保护地”和“防雷地”是分别安装，互不连接，自成系统，我们称作“分设接地系统”。如果三者合并设在一起，形成一个统一接地系统，我们称为“合设接地系统”。目前陕西省调度通信大楼为合设接地的接地方式。合设接地系统消除了不同接地点可能存在的电位差，在发生雷击时，可以较好地抑制不同接地点之间发生的放电现象。
5.3 程控交换机的接地及其所在整栋建筑的接地很重要。按信息产业部的标准规定，电信建筑防雷接地接冲击接地电阻不应大于10欧姆（YD5003-94《电信专用房屋设计规范》），重要的电信建筑物接地电阻应在1欧姆以下（YDJ20-88《程控电话交换设备安装设计暂行技术规定》）。若接地不符合要求，当交换机受到强电力干扰或雷击时，可能会造成严重的伤机事故。陕西省电力公司所辖程控交换机的接地采用联合接地方式，接地体的接地电阻＜1Ω（实测0.7Ω）。
5.4 在实际布线过程中，采用类似“分散接地”的布线方式，即工作地线和保护地线都从地线排上引出，两种地线不直接就近相连，如图二所示，其优点是当雷电流流过接地网时，雷电流只纵向流动，即使存在接触不良的接点，也不会造成横向干扰。
5.5 交换机的接地处理：用一根135ｍｍ2的多股铜芯导线，单独连接到接地线线排上。不同于系统的是：（1）不直接与交换机的正极就近相连，也不将机柜与带正极的缆、线随机连接。（2）机柜与高架地板及底座的接触部分都进行了绝缘处理，相当于采用了“悬浮接地”方式，以防止相近面层的静电及建筑物的杂散电流串入机柜，对通信造成干扰。
5.6 总配线架的接地：单独从母线排上引入两根50ｍｍ2的多股铜芯导线，其中一根接到配线架底座上，另一根接到配线架上端的接地铜排上。双线分别接地的优点是：一方面可以提高保安设备和告警信号电路的可靠性；另一方面，当通信线路上受到雷击和高压电流而通过保安器入地后，可迅速降低配线架上的电位。
6. 确定布线的方法
目前，交换机的传输网络在室外是采用架空和埋地两种方法。此中对架空线缆应把电话线或电缆在入房前埋地,埋地长度>2ρ(ρ为接地电阻的电阻率，单位为Ω*m)，实际长度>50m。而埋地一般是采用金属铠装电缆直接埋地,或非金属屏蔽电缆穿金属管直接埋地。从避雷角度来讲，在有条件的情况下入室电缆应选择埋地方式。当大楼高度超过30m(一类防雷)、45m(二类防雷)和60m(三类防雷)时,应将上面高度外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。如广州某中心大楼无专用的信号电缆槽，其信号线和电源线是同槽敷设的，当电源线遭雷击或感应雷电电脉冲时，会在信号线上也感应出一个电磁脉冲，并沿信号线传至好换机，使交换机遭雷击。因此，该中心大楼的总机和电脑网络系统经常遭雷击。
7. 交换机的屏蔽
交换机的屏蔽(包括空间和线路屏蔽)除了信号线和电源线外，交换机房也应作屏蔽处置惩罚,具体作法是把金属门、窗、天花龙骨和防静电专用地板接地。
8. 确定分流限压的措施
在电源方面，应采用三级分流限压措施，以把雷电电磁脉冲幅值减到最小。因此，第一级设在主配电房的低压部分，安装40kA的电源避雷箱;第二级设在楼层的电源箱处，安装20kA的电源避雷箱;第三级设在交换机房的电源开关处，安装10kA的电源避雷箱，或在UPS前安装一级电源避雷箱交换机,保护。为解决上述问题，通常的做法是把程控交换机的所有接地与全站共用的通信接地装置相连，然后再把共用接地装置与大楼的防雷接地相连,做成合设地极。起首在中继线和用户线分别安装性能可靠的程控交换机避雷器，在交换机和计费终端之间安装网络避雷器。
三、防雷设备
1. PBX(程控交换机)防雷器
PBX(程控交换机)防雷器安装于交换机配线箱，及街线接驳室内程控交换机的接口或由电话线连接的设备。近距离的雷击能引致大厦楼房间的电话线产生瞬间过电压，而附近的电话线也会到达次级感应电压，通过电话线端的周围装置如电话系统，传真机，数据处理机及计算机的终端机等，故此亦需要安装防雷器。而其线对线，线对地保护；零值抗阻能够提供有效的保护。
2. 拖板式电源防雷器
安装于电话交换机室内单相市电插座，主要保护器材避免大负载设备开关时产生的过电压所破坏。
3. 信号线路安装避雷子
现代的配线架避雷子是由大功率的压敏器件造成的。当雷击造成线路上有高电压时，压敏器件就会导通，将高电压泄放到大地；高电压过后，避雷子自动回复原态，并不需要更换。
长沙万阳蒋先生（15873146398）