程控电话交换机的防雷技术设计

□王天宇

程控电话交换机是当今通信网络中的重要组成电子设备，是实现通信安全有效运行的主要环节之一，如果程控电话交换机出现故障，所造成的损失不单单是某个方面的，更为严重的是其对整个所在通信网络体系安全产生了严重的危害。综上所述，有效加强对程控电话交换机的安全保护就显得非常必要。

一、雷电产生的原因和具体分类

雷电是不可预测和不可避免的灾害。地球上随时随地都有雷电的活动。雷电是由带电的云层对地面易导电建筑和大地的自然放电产生的，雷电会严重破坏电子电路设备，损坏程控电话交换机主要电子设备元件。因此，了解雷电的产生过程和雷电放电产生条件是至关重要的，采取有效防雷电的措施，保护建筑和建筑里的设备不受雷击。雷电大致可以分为以下四种:

(一)直击雷。直击雷是带电云和地面高建筑物和易导电体之间的放电造成的。直击雷的很大的雷电电流击中雷击物，能在非常短的时间里转变成非常大的高温热能，导致系统电路、易燃件的燃烧或造成电子电路板上金属熔化而发生火灾。

(二)球形雷。球形雷是外形类似一种球形形状的火球。有的发红光，有的是发亮白光，大约会以2 米每秒的速度进行不定向运动。

(三)雷电感应。雷电感应包含静电感应和电磁感应。静电感应是由于带电雷电云层达到离地面一定高度，与地面高建筑物顶端产生出非常多的正负带电离子所致。电磁感应是在受到雷击后，大量的电流在周围空间产生非常强大的电磁磁场所致。产生的磁场可以在有效距离范围的金属导体上产生非常高的电流电压，导致对电子电路设备的二次放电伤害，从而损坏电子电路元件。

(四)雷电冲击波。雷电冲击波是雷电波击在建筑物外部线路或悬空的易导电管道形成的冲击电压，电压在线路或者易导电管路上很快地传输，从而产生雷电冲击波。雷电冲击波传输速度大约为330 米每秒。雷电冲击波产生的电压电流可以破坏电子电路集成设备的外部绝缘。

二、防范雷电击的有效方法

(一)建立有效的地线连接体系。地线是我们电子设备机房防范雷击中最常用的基本方法，也是非常实用的方法。

1．地线可以简单分为供电地线电路和电路地线电路。

(1)供电地线。供电地线是从市电变压器的中性点接地后引出主干线，依据相关的地线建设标准，每两个地线之间相隔大约在4 米左右，也可以根据实地需要进行调整，这样可以非常好地在整个电路使用中起到保护作用。在跑电或者短路后，整个电路体系中的用电设备可以和地线形成并联。

(2)电路地线。在设计电路地线的时候，目的是很好地防范外部干扰和加大无线电波的传输有效效率，接地地线是电路中电位的参考点，为全部电路建设提供一个有效的基准电位，如图1所示。

图1

2. 程控电话交换机的接地地线设计和专用机房的接地地线设计都很有必要。依据相关的防雷击文件的标准，程控电话交换机防雷击地线设计抗冲击电阻不能超过10 欧姆，更为重要的设备连接地电阻不能超过1 欧姆。若整个地线不按照标准设计，当程控电话交换机受到非常大的电干扰或雷电击后，就会造成非常严重的机器故障，损坏设备的主要部件。

3. 程控电话交换机的电路接地。从专用机房的主线电路上接入两个40 平方毫米的铜制多股电线，将一根接入到程控电话交换机的电线线架底座，另外的一根连接到机房线路主线架上的接地地线。两个电线各自接入地线的好处是:一是能有效加强程控电话交换机的主要设备和整体电路的安全性;二是当程控电话交换机主要电线上受到雷电击和高压电流后，可以通过等位线路接入地线，能够迅速降低程控电话交换机线架上的电位，避免部件损坏。

(二)设计程控电话交换机限压分流的三种措施。第一，程控电话交换机和程控电话交换机的主要通讯数据线路必须要有线路避雷设备，在设计避雷方法的时候，开启电压应该是程控电话交换机主要线路信号电压最大值的1．5 倍，雷击通过电流量不能低于0．2 千安时，电阻抗为0．6 千欧姆，程控电话交换机正常工作频率应该在0 到5mHz 之间。第二，确定通信机房等电位连接:应当在专用机房的防静电地板下，铺设等电位的均压网络，接入主建筑物的接地地线设备。沿着地板下墙体四周铺设扁铜，预先留出等电位的位置，扁铜要多处与墙体立柱的主地线连接。机房内全部易导电设备和机柜用金属软线连接到等电位排上，保证相互间过渡电阻不能大于0．03 欧姆。机房内的主要电力线路和其他电子设备、通信线路及相应的电路电缆都必须与机房的等电位线路连接。第三，程控电话交换机和所在机房的屏蔽设计，程控电话交换机的屏蔽除了连接信号线和电线外，所在的机房要做屏蔽设计，机房四周要铺设金属网，进出机房的所有线路加装金属管，金属管要与地线相连接，进出线路外的金属皮要连接入等电位上，做好机房屏蔽电磁的完整设计。

三、结语

设计一个完善的防雷击技术对程控电话交换机的安全有效使用是非常重要的，这不只是对程控电话交换机而言，必须严格按照专用机房和电子设备防雷击设计的原则，设计有效防范措施，避免每一个可能的雷电击引入方式，才能很好地保护机房的每一个电子设备，保护程控电话交换机在通信网络的安全运行。

［1］ 虞昊著．现代防雷技术基础［M］．北京:清华大学出版社

［2］ 关丽洁，刘明光．防雷方法综述［D］．北京交通大学

［3］ 余虹云等．配电网绝缘导线接续与防雷技术［M］．北京:中国电力出版社