关于程控交换机综合防雷问题的探讨


一、引言
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,而程控交换机是陕西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 。
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 。所以程控交换机很轻易发生雷击事故 。下面我将对这个问题进行深入的分析和探讨 。
二、雷电灾难的分类和预防原则
雷击可以产生不同的破坏形式(见图一),国际电工委员会已将雷电灾难称为“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 。
 
三、防雷主要的应对措施
3.1完善的接地系统
接地是防雷体系中最基本的,也是最有效的措施 。
3.1.1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;假如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;假如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 。
3.1.2假如通信系统的“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” 。假如三者合并设在一起,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 。
3.1.3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) 。
3.1.4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 。
3.1.5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 。
3.1.6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 。

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