現在很多單位都安裝了程控交換機,而程控交換機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。所以程控交換機很容易發生雷擊事故。而擊壞的部件多數是中繼板、用戶板、計費卡和電源部分。由于這些主板價值不菲，為減少經濟損失,有的用戶想盡各種辦法來保護交換機,甚至把整部交換機向保險公司投保,但因雷擊導致通信中斷帶來的損失，卻是無法彌補的。所以程控交換機的防雷顯得尤為重要。
那么程控交換機的防雷應如何進行呢？筆者認為應從如下幾個方面來綜合考慮。
1 首先要確定建筑物防雷設施的質量情況
根據GB50057－94《建筑物防雷設計規范》的有關規定,程控交換機大樓天面必須有防直擊雷的設施。當大樓高度超過30m(一類防雷)、45m(二類防雷)和60m(三類防雷)時,應將以上高度外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。另外防雷設施的接地電阻還應符合有關規范的要求。
2 確定建筑物內部的防雷區(LPZ)
根據國際電工委員會IEC1312-1《雷電電磁脈沖的防護》的有關規定,把建筑物劃分為4個區(圖1):LPZOA區,在本區內的物體都可能遭到直接雷擊,區內電磁場沒有衰減;LPZOB區,在本區內的物體不可能遭到直接雷擊,區內電磁場也沒有衰減;LPZ1區,在本區內的物體不可能遭到直接雷擊,區內的電磁場有可能衰減;LPZ2區為后續防雷區。根據以上分區原則,應盡可能把程控交換機放在LPZ2區,以減少雷電電磁脈沖對交換機的影響。
3 確定交換機的等電位連接
交換機等電位連接的目的在于減少需要防雷的空間內各種金屬部件和系統之間的電位差。要求穿過各防雷區交界的金屬部件和系統,以及在一個防雷區內部的金屬部件和系統,都應在防雷區交界處做等電位連接(圖1)。如在防雷區LPZO和LPZ1交界處的等電位連接帶上,將所有進入交換機房的金屬導體都應做等電位連接。此外,這些線路在LPZ1和LPZ2交界處應安裝SPD。
4 確定機房的位置
機房的位置應結合建筑工程的遠、近規劃,以及地形位置等因素來確定。對高層建筑，一般的做法是把機房設在4層以下首層以上的空間。在潮濕的地區,首層不宜設電話交換機房。但有的單位受條件限制,并不是按以上原則設交換機房的,如廣東迎賓館的程控交換機房就設在大樓天面的加層房內。根據IEC1312－1《雷電電磁脈沖的防護》的有關規定,大樓天面在防雷區的劃分屬LPZOB區,在該區內電磁場沒有衰減,交換機受電磁場的影響很大。
5 確定交換機的接地系統
程控交換機的接地包括:直流電源接地;電信設備機殼或機架屏蔽接地;入站通信電纜的金屬護套或屏蔽接地;明線或電纜入站避雷器接地和信號電纜空線對的接地等。
為做好程控交換機的接地,有的單位單獨為程控交換機做一副人工地極,地極的接地電阻也符合規范的要求,但人工地極和大樓的防雷接地由于受場地的限制相距不足20m。如廣州云浮大酒店和華南大廈總機房的人工地極和大樓防雷接地都是相距不足20m,不符合國家JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》關于兩地網獨設時必須大于20m的有關規定。為解決上述問題,通常的做法是把程控交換機的所有接地與全站共用的通信接地裝置相連,然后再把共用接地裝置與大樓的防雷接地相連,做成合設地極。采用合設地極后,通信設備的接地裝置需采用專用的接地干線,干線的截面積不小于25mm2的多股銅導線。
6 確定布線的方法
目前,交換機的傳輸網絡在室外是采用架空和埋地兩種方法。其中對架空線纜應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選擇埋地方式。
程控交換機的傳輸網絡在室內應沿專用的信號電纜槽布線,避免沿大樓結構柱或緊貼外墻敷設;強弱電電纜不宜同槽敷設,以減小干擾。如廣州某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的,當電源線遭雷擊或感應雷電電脈沖時,會在信號線上也感應出一個電磁脈沖,并沿信號線傳至交換機,使交換機遭雷擊。因此,該中心大樓的總機和電腦網絡系統經常遭雷擊。
7 交換機的屏蔽
交換機的屏蔽(包括空間和線路屏蔽)除了信號線和電源線外,交換機房也應作屏蔽處理,具體作法是把金屬門、窗、天花龍骨和防靜電專用地板接地。
8 確定分流限壓的措施
在電源方面,應采用三級分流限壓措施,以把雷電電磁脈沖幅值減到最小。因此,第一級設在主配電房的低壓部分,安裝40kA的電源避雷箱;第二級設在樓層的電源箱處,安裝20kA的電源避雷箱;第三級設在交換機房的電源開關處,安裝10kA的電源避雷箱,或在UPS前安裝一級電源避雷箱。
在信號方面,也應采用分流限壓的措施。首先在中繼線和用戶線分別安裝性能可靠的程控交換機避雷器,在交換機和計費終端之間安裝網絡避雷器。
總之,程控交換機的防雷不能偏重任何一方,偏重哪一方的防雷只能稱為局部防雷,而局部防雷帶有“先天不足”問題。所以程控交換機防雷應綜合進行。換機的防雷顯得尤為重要。
