數(shù)字航道機(jī)房中的防雷技術(shù)分析實(shí)例

王簡逸 皮一婧

摘 要：長江武漢航道局轄區(qū)航道范圍貫穿湖北、湖南兩省，長江航道沿線雷電災(zāi)害頻發(fā)，對數(shù)字航道的運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，本文結(jié)合武漢局?jǐn)?shù)字航道機(jī)房的建設(shè)成果及現(xiàn)代綜合防雷技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，分析并總結(jié)了機(jī)房中常見的雷擊方式及具體的防雷實(shí)踐措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)字機(jī)房;接地系統(tǒng);防雷;維護(hù)

1 引言

歷年氣象資料顯示，湖北省年平均雷暴日數(shù)為32～47天，屬于雷暴活動(dòng)較頻繁地區(qū)，防雷也就成為數(shù)字機(jī)房管理維護(hù)的一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)。如果防護(hù)措施不力，強(qiáng)大的雷電磁場產(chǎn)生的電磁效應(yīng)和靜電效應(yīng)使金屬構(gòu)件和電氣線路產(chǎn)生高至幾十萬伏的感應(yīng)電壓，危及建筑物、設(shè)備甚至人身安全。因此我們應(yīng)運(yùn)用多種手段進(jìn)行綜合性防治，將雷電災(zāi)害減少到最低限度，保證設(shè)備和人身安全。

2常見的雷電類型及危害

雷電主要是由于云團(tuán)間或云團(tuán)與大地間的電場強(qiáng)度達(dá)到了空氣擊穿強(qiáng)度、電位差達(dá)到了一定程度（25～30KV/CM）時(shí)，發(fā)生猛烈放電所致。通常雷擊有三種形式：直擊雷、感應(yīng)雷和地滾雷，且它們的危害程度遞增。

直擊雷顧名思義就是直接打擊到物體上的雷電，是雷云與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生的迅猛的放電現(xiàn)象，危害主要是擊壞放電通道上的建筑物、輸電線，擊死擊傷人畜等。感應(yīng)雷主要破壞電子設(shè)備，一般是由于空中電磁場發(fā)生劇烈變化使得在金屬導(dǎo)體上感應(yīng)出一定的感應(yīng)電壓，當(dāng)這個(gè)電壓超過電子器件的耐壓值很多時(shí)，電子元器件就會(huì)被擊穿或燒毀。地滾雷又稱為球狀閃電，形成相對較少，主要發(fā)生在干燥的平地。習(xí)慣于沿著建筑物頂層的排氣孔、煙囪等進(jìn)入機(jī)房內(nèi)，也可以從敞開的門窗進(jìn)入室內(nèi)，會(huì)引起火災(zāi)、爆炸、毀壞室內(nèi)設(shè)備等后果。

3 數(shù)字機(jī)房防雷系統(tǒng)及設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)代防雷技術(shù)強(qiáng)調(diào)“全方位防護(hù)、綜合治理、層層設(shè)防”，即綜合運(yùn)用分流（泄流）、屏蔽、均壓（等電位）、接地和過電壓保護(hù)（箝位）等各項(xiàng)技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，以達(dá)到最佳防雷效果。

防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則為：

（1）安全可靠：秉持“安全通信，萬無一失”和“以人為本”的理念，在施工建設(shè)過程中，開展了科學(xué)地設(shè)計(jì)、系統(tǒng)論證以及有效的可行性研究，選擇專業(yè)的防雷技術(shù)方案，最大限度上保障天線及機(jī)房設(shè)備，尤其是維護(hù)人員的人身安全。

（2）技術(shù)先進(jìn)：市面上，防雷產(chǎn)品種類繁多，技術(shù)程度參差不齊，需要選擇業(yè)界成熟的技術(shù)產(chǎn)品，當(dāng)前隨著IT技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能型防雷產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，為今后防雷更新?lián)Q代提供更好的選擇。

（3）經(jīng)濟(jì)合理：為避雷覆蓋每一個(gè)角落，需要結(jié)合整體區(qū)域全面規(guī)劃，降低防雷設(shè)備的投入以及長期的維護(hù)成本。

4數(shù)字機(jī)房防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐

4.1武漢航道局?jǐn)?shù)字機(jī)房概況

長江數(shù)字航道管理武漢分中心和機(jī)房由君安大廈20樓搬遷至武漢航道局機(jī)關(guān)大樓2樓，因位置調(diào)整導(dǎo)致監(jiān)控中心、機(jī)房不符合《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷電技術(shù)規(guī)范（GB50343-2004）》的要求標(biāo)準(zhǔn)，因此需重新設(shè)計(jì)防雷接地系統(tǒng)。

機(jī)房現(xiàn)位于武漢航道局辦公樓層，樓層層高3.6m，砼框架現(xiàn)澆梁板，包括中心機(jī)房、機(jī)房監(jiān)控室（主控室）、電池間，平面布置如圖1所示。

4.2防雷系統(tǒng)的配套設(shè)備

局機(jī)關(guān)機(jī)房防雷接地系統(tǒng)須滿足如下要求：在進(jìn)線電纜進(jìn)輸入配電柜端及各配電系統(tǒng)前端設(shè)防雷裝置，主要設(shè)備的輸入線末端均安裝防雷器。機(jī)房施工及室內(nèi)設(shè)備布置時(shí)應(yīng)做好防雷地及防雷引下線的處理和連接。

因此，在建設(shè)機(jī)房的同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照國家《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50343-2004）》的相關(guān)要求，結(jié)合地理環(huán)境、天線的分布、周圍居民樓宇等實(shí)際特點(diǎn)，采購比較先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，系統(tǒng)化地設(shè)計(jì)和布置了一套防雷設(shè)施和體系。防雷系統(tǒng)的配套設(shè)備及材料清單如表1所示：

4.3防雷設(shè)備的安裝

機(jī)房接地系統(tǒng)將首先對原大樓綜合接地體進(jìn)行測試，如滿足要求，將直接引入電纜。針對不同的雷擊形式，室外和室內(nèi)相結(jié)合，采取了一系列針對性的防雷防御手段和措施。

4.3.1外部直接雷擊防護(hù)

直接雷擊的能量巨大，對設(shè)備造成的危害大，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-94）》的要求，利用避雷針和避雷網(wǎng)分流（泄流）技術(shù)，將雷電流沿引下線安全地流入大地，防止雷電直接擊在建筑物和設(shè)備上。具體措施為樓頂部安裝避雷針與接地地網(wǎng)，使樓宇、太陽能電池板均在避雷保護(hù)范圍內(nèi)。避雷針、接地引下線、接地網(wǎng)應(yīng)于設(shè)備接地點(diǎn)相互連接，接地電阻宜小于10Ω。樓宇外殼與避雷針采用絕緣連接。

4.3.2內(nèi)部雷電過電壓防護(hù)

因雷電流有極大的峰值和陡度，會(huì)在它周圍的空間形成一個(gè)強(qiáng)大的交變電磁場，以空間電磁脈沖的形式使機(jī)房設(shè)備的帶電線路上出現(xiàn)感應(yīng)過電壓或感應(yīng)過電流，從而致使設(shè)備遭到損壞。所以對于內(nèi)部設(shè)備，在做好直接雷擊防護(hù)措施下，還需避免由于感應(yīng)雷電流而造成設(shè)備的損壞，具體措施為：

（1）內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行屏蔽處理，并充分利用設(shè)備外部金屬機(jī)殼，對其進(jìn)行等電位連接以便設(shè)備和四周物體保持等電位，并進(jìn)行接地處理保護(hù)。

（2）采用有線方式傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)線，應(yīng)采用鍍鋅鋼管護(hù)套后埋入地下敷設(shè)，不高空懸掛。

建筑物一般已有接地系統(tǒng)和外部防雷系統(tǒng)，根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-2002）》和《計(jì)算機(jī)房防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50174-2000）》的要求，進(jìn)行檢測。

從安全的角度考慮，應(yīng)盡量放在人們走不到的地方，避免跨步電壓的危害。同時(shí)還應(yīng)注意使接地體與金屬物或電纜之間保持一定的距離，以免發(fā)生擊穿事故。

4.4防雷設(shè)備的維護(hù)

防雷裝置的防護(hù)效果并不是100%的，其接地電阻會(huì)受雷雨季節(jié)中土壤的干燥狀態(tài)影響，因此防雷接地裝置必須進(jìn)行定期檢測。

每年雷雨季節(jié)前應(yīng)對接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。主要檢查連接處是否緊固、接觸是否良好、接地引下線有無銹蝕、接地體附近地面有無異常，必要時(shí)應(yīng)挖開地面抽查地下隱蔽部分銹蝕情況，如果發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理。接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)每年進(jìn)行一次測量。

5 結(jié)語

應(yīng)用現(xiàn)代防雷技術(shù)做好數(shù)字機(jī)房的防雷保護(hù)是機(jī)房建設(shè)中必不可少的工作。根據(jù)數(shù)字機(jī)房的性能的要求，只有建立多層次的防雷系統(tǒng)，才能確保數(shù)字機(jī)房安全運(yùn)行，最大限度地防御和減輕雷電災(zāi)害造成的危害和損失。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化防雷技術(shù)將成為必然，今后將進(jìn)一步加固對機(jī)房的保護(hù)，最大程度保障機(jī)房通信設(shè)備安全。

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