通信機房的防雷與接地淺析

王倩 李婷婷 郭瑞

【摘 要】對于通信機房和設備，防雷與接地是一項系統工程，要多方面的預防，才能構建起完整的防護體系。由于雷擊現象時常發生，對通信機房和設備造成損壞，因此在通信機房的防雷設計中一定要遵守層層防護、分層防護、全面考慮的原則。本文主要闡述雷電危害主要形式，防雷系統以及通信機房防雷接地的方法。

【關鍵詞】雷電；通信機房；防雷；接地

一、 雷電的危害形式

雷電是一種強烈的大氣放電現象，自古就是威脅人類生命財產的自然現象。近些年來，隨著建筑智能化的迅速發展，建筑物內信息系統的防雷保護問題日益受到關注并已成為整個建筑物防雷設計的一個重要組成部分，對防雷問題也提出了更高、更苛刻的要求。直到今天，接地仍然是應用最廣泛的并且無法替代的電氣安全措施之一。

通信機房配備著信息系統和各種電子設備，其過電壓耐受能力是有限的。當雷電侵入波從戶外的電源線、信號線和各種金屬管道侵入建筑物后，很容易使室內的電子設備損壞或造成永久性損傷，從而造成經濟損失。雷電對通信設備具有很強的破壞性，在破壞形式上主要有直擊雷、雷電感應、雷電波侵入和地電壓反擊等，尤以感應雷為常見。

（一）直擊雷，指雷云對大地某點發生的強烈放電。它可以直接擊中設備和架空線（如電力線、通信電纜、光纜等）。

（二）感應雷，分為靜電感應及電磁感應。靜電感應是當帶電雷云（一般帶負電）出現在設備上空時，由于靜電感應作用，設備上束縛了大量的相反電荷。一旦雷云發生放電，其負電荷瞬間消失，此時設備上大量正電荷以雷電波的形式入地，引起設備損壞。電磁感應是當雷電放電時，產生強交變電磁場，在這個場中的設備會感應出很高的電壓，導致損壞。對于建筑物內的各種金屬環路或電子設備而言，電磁感應分量大于靜電感應分量。

（三）雷電侵人波也稱為線路來波。當雷云之間或雷云對地放電時，在附近的金屬管線上產生感應過電壓（包括靜電感應和電磁感應兩個分量，但對于長距離線路而言，靜電感應過電壓分量遠大于電磁感應過電壓分量）。該感應過電壓也會以行波的方式竄入室內，造成電子設備的損壞。

（四）地電壓反擊，是指雷擊建筑物或其近區時，造成其附近設備的接地點地電位的升高，使設備外殼與設備的導電部分間產生高過電壓（也稱為反擊過電壓），而導致設備的損壞。

二、通信機房的防雷系統

（一）直擊雷保護系統。一定高度的金屬導體會使大氣電場畸變，這樣雷云就容易向該導體放電，且能量越大的雷就越容易被金屬導體吸引。接閃器防雷就是因為將雷電引向自身而防止了被保護物被雷電擊中。然后通過引下線將接閃器接閃的雷電流安全地導引入地。引下線一般不得少于兩根，并應沿建筑物四周對稱均勻的布置。

（二）感應雷保護系統。感應雷是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產生的，其形成的幾率很高，且由于通信樓引出的各種纜線較多，加之樓內設備大都采用了高集成度的微電子電路，故感應雷對建通信樓內的電氣設備，尤其是低壓電子設備威脅巨大，所以說通信樓防雷主要是防壓感應雷。

（三）建立聯合接地系統，形成等電位防雷體系。所謂聯合接地，從功能來看，即將電子設備的工作接地、保護接地、邏輯接地、屏蔽體接地、防靜電接地以及建筑物防雷接地等共用一組接地系統的接地方式。從建筑物的施工來看，即將建筑物的基礎鋼筋，梁柱鋼筋，金屬框架，建筑物防雷引下線等連接起來，形成閉合良好接地的法拉第籠，將通信機房內各部分的交流工作地，安全保護地，直流工作地，防雷接地與建筑物法拉第籠良好連接，各點形成等電位，消除感應過電壓產生的因素。處在防雷區的計算機機房內的所有設備，均應做等電位聯結。從等電位的角度出發，地網只是一個電位基準點，不是絕對的零電位點。電位均衡聯結，就是使導體良好的導電性聯結，使它們達到電位相等，為雷電提供低阻抗通道，以使它迅速泄流入地。

三、通信機房的接地措施

（一）接地系統

各種防雷的措施防護原理都是在雷擊發生的瞬間內迅速響應，保證設備、大地、建筑物及其附屬設備之間搭接構成一等電位體，從而避免過電壓的損壞。實現均壓等電位的關鍵就是整個機房的接地系統，所以接地系統在系統防雷中非常重要。

（二）接地系統的組成

（1）接地體，即埋人地中并直接與大地接觸的金屬導體，也就是通常所稱的地網。

（2）接地總匯集線，是建筑物內各種接地線匯接的地方，可以理解為建筑物內的總接地排。

（3）接地引入線，是建筑物內接地總匯集線與接地體之間的連接線。

（4）接地排，是從接地總匯集線上接出到建筑物各層或各房間中的接地裝置，各機房內通信設備的接地，都接到機房的接地排上。

（5）直擊雷防雷保護裝置，一般由安裝在樓頂的避雷針（或避雷帶、避雷網）以及雷電流的引下線組成，雷電流引下線可以是多根的，還要將外墻體的建筑鋼筋（或金屬結構）與直擊雷避雷裝置良好的連接在一起。

（三）對接地系統的要求

（1）接地的阻值應盡可能的小。

（2）滿足等電位連接要求，機房交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地應共用一組接地裝置。有無線發射的，要求機房地網、鐵塔地網、配電變壓器地網等連接成一個統一的地網。作用是防止通信局站內雷擊發生時不同的接地體之間產生地電位反擊。地電位反擊很可能導致通信設備的一些接口引人過大的雷擊過電壓和過電流，即使接口部分有合理設計的防雷電路，通信設備也不能有效防止這種情況下的設備遭受雷擊損壞。

（3）線路屏蔽必須良好接地。對傳輸線路采取屏蔽措施，是降低感應雷擊破壞的有效方法。機房內綜合布線的金屬護管的屏蔽接地必須在兩端有效接地，系統設計與設備最大限度地減少感應雷擊侵入的渠道。

四、結束語

綜上所述，建設好防雷接地系統對保障通信機房和設備的安全是非常重要的，通信機房和設備在通信行業中具有重要的地位，是保證通信暢通的關鍵，所以必須加強防雷接地系統的建設，保證通信設備的安全運行。

參考文獻：

[1]吳薛紅，濮天偉，廖德利.防雷與接地技術[M].北京：化學工業出版社，2008.

[2]虞昊.現代防雷技術基礎[M].清華大學出版社.2006.

[3]劉剛，鄧春林.防雷與接地技術概論[M].華南理工大學出版社有限公司.2011.