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交换机防雷勘察及设计综述

 

  交换机是一种用于电信号转发的网络设备,可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的I 乜信号通路。由于局域网中使用的网络设备,大部分是精密的电子设备,其抗电流、抗电压或抗电磁脉冲的能力有限,雷雨天气来临,局域网设备就可能会遭受到雷电的袭击。

  由雷电产生的强电流,可能会通过进出局域网的通信线缆或者电源线缆,入侵到局域网系统中,若局域网设备没有采取任何防雷措施,这些设备就无法抵挡高达几万伏的强电压,或者几万安培的强电流,轻则导致局域网设备发生错误操作、数据丢失或者出现死机现象,严重的能烧毁计算机系统或其他嘲络设备,甚至还对局域1)c习工作人员的生命造成威胁。

  1、电对变换机的危害

  雷击是严重的自然灾害,可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。

  如今的电子时代,日益繁忙庞杂的事务通过高速电脑、自动化设备及通讯设备得以井然有序,而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低,其数量和规模断扩大,因而它们受到过压特别是雷电袭击而受到损害的可能性大大增加,其后果可能使整个系统的运行中断,并造成难以估算的经济损失。从大量的通信设备雷击事例中分析,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。

  因此,避雷、防过压,已成为具有时代特点的一项迫切要求。雷电给局域嘲系统带来灾害,除了与雷电的攻击性和破坏性强有关,还与网络管理人员没有按照规定正确安装防雷设备、或选用的防雷设备质量不合格有关。

  随着Internet网络的逐步普及,网络管理人员随意布置网线的情况比较普遍,由于网络连接线中没有安装防雷装置,室外的网络连接线几乎就变成了引雷器,从而导致雷击故障频频发生。

  2、交换机防臂勘察及设计措施

  1)确定建筑物内部的防雷区。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。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I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。根据以上分区原则,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。

  2)合理布置机房的位置。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,综合考虑。对高层建筑,一般把机房设在4层以下首层以上的空间。在潮湿的地区,首层宜设电话交换机房。

  根据IEC1312—1《雷电电磁脉冲的防护》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。

  3)确保交换机的等电位连接。交换机等电位连接,是为了减少需要防雷的空间内各种金属部件和系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统、以及在一个防雷区内部的金属部件和系统,都应在防雷区交界处做等电位连接。如在防雷区LPZO和LPZ1交界处的等电位连接带上,所有进入交换机房的金属导体都应做等电位连接:这些线路在LPZ1和IPz2交界处应安装SPD,机房应敷设等电位均压网,并和大楼的接地系统相连接;等电位网宜采用M形网络,各设备的直流地以最短的距离与等电位网相连接。

  4)合理进行布线。交换机的布线是一一项专业性很强的工作,在设计阶段,就应考虑到雷电安全问题。布线工作包括程控交换机的中继线、内线、电力供电线、室内接地线等。

  交换机的传输网络,在室外是采用架空和埋地两种方法,其中,对架空线缆,应把电话线或电缆在入房前埋地,埋地长度大予2p,实际长度大于5O米;
  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。在有条件的情况下,入室电缆应选择埋地方式。
  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,以降低干扰。

  5)确保交换机正确的接地。由于雷击电流或雷击电压等,都通过地线向地面倾泄,接地效果的好坏直接影响防雷效果的好坏,做好局域网设备的接地,是预防雷击的关键环节。

  一般来说,局域网中的各个网络设备,都不宜单独接地,否则容易产生电位差,达到一定数值后,会对网络设备造成损伤。
  为了避免电位差,最好将局域网中的所有设备共用同一个接地系统,以保证各个网络设备之间的接地电位相等:局域网中使用的独立屏蔽双绞线线路两端屏蔽层,可以和网络设备的金属外壳相互连在一起,并进行单独的建筑接地。

  6)采取分流限压措施。进入室内的程控电话和专用数据线路,都要安装线路避雷器,避雷器件的启动电压应,应为保护线路信号电压峰值的1.5倍。

  对室外有接收装置,并有信号线与室内设备相联接的,应在天线接收装置引入线路与设备之问,串入相应型号的避雷器;
  线路以及设备上安装的信号避雷器,应就近做好接地,接地电阻应小于4欧姆,接地线应接在专用避雷器接地线上,并与地网直接连接:在电源线和信号线上加装保安器,雷电电磁脉冲侵袭时,及时把雷电流分流入地,从而起到保护作用;电源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;
  信号方面为分流限压,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。

  7)采取有效的屏蔽保护。交换机的屏蔽包括空间和线路屏蔽,不但信号线和电源线要屏蔽,交换机房也应作屏蔽处理,具体作法,是把金属门、窗、天花龙骨和防静电专用地板接地,各点电位分布均匀,以保证内部的工作人员和设备,都得到较好的屏蔽保护。

  综上所述,由于雷电对交换机的危害很大,要为局域网系统采取多层次的防雷手段,才能最大程度地降低雷击电流或电压对网络系统造成的危害,确保局域网设备的安全运行。

  在现代通信系统中,一个设计良好的防雷系统对设备的安全运行是至关重要的,而不仅仅是针对程控交换机而言,只有严格按照综合防雷的原则,从各个可能的雷击引入途径进行规划保护,才能保证整个通信网络的安全运行。

新闻来源:北京汇创立天科技有限公司
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