通信机房的建设及防雷击措施

曹江海

1 通信机房建设规划

1.1 规划依据

周密详实的前期市场调研,对是否建立接入层节点机房具有比较准确的估算,就可避免盲目投资,不会造成国有资产的浪费。因此,应对被接入区域内用户或用户群的结构进行调查。比如,高、低端用户所占比例,不同的用户对电信产品的需求结构比例,高、低端用户月产出量,用户接入量等,这样就可以计算出区域的总产出量。实际上,接入后产出量比当初的估算值往往低 20%～25%,因此将估算值乘以 75%作为接入后的产出值,相对准确。

投入产出比 =产出估算/工程总成本

如果将国有资产保值增值率 5%,以及电信行业平均利润率 10%计入产出比,那么投入产出比≤1.15就被视为投入亏损节点。

总之,既要调查该区域的用户结构和用户对电信产品的需求,还要分析不同业务的产出比例和今后业务发展增长空间,为决策提供准确详实的参考依据,避免大投入、低产出及市场结构的不合理分布,坚决杜绝无规划的盲目投资,作到网络建设投入最小化、市场产出最大化。

1.2 位置选择

最靠近用户的接入网节点机房要尽量设在所覆盖区域的中心,同时考虑今后该节点出局光电缆的路由、运行维护、与其他节点的链接,以及安全性、稳定性、电磁干扰、雷击、工程车间、相邻环境等,将市场发展与网络建设和谐统一起来。

1.3 房屋选择

机房建设要求。室内净高要求在 2.8 m以上,通风良好,尽量减少日照以免机房温度升高,屋顶采用现浇或水泥预制楼板结构,屋面防水良好并安装隔热板,采取防盗、防火、防鼠等安全措施。铁通西安分公司由于受前期市场发展及条件的制约,许多已开通的机房面积较小、设备拥挤,部分机房已无位置安装新设备,影响了业务的发展。因此,新建接入网机房面积基本要求≥45m2,总的原则是宜大不宜小,充分考虑今后设备扩容、新建和业务的快速发展需要。

1.4 设备布局

通常将面积较大的接入网机房分割成内外 2间使用,采用上走线方式,安装走线槽道或走线架。ONU、高频开关电源、传输等主要设备安装在内间,总配线架 MDF安装在外间。这样,维护人员在外间便可完成装机跳线及维护等经常性的工作,而不必频繁进出主设备室,不仅有利于主设备的清洁,还可为内间留下设备扩容位置;而且,由于总配线架与外线光电缆等设施相接,容易受强电侵袭、火灾威胁,与主设备分房安置,能在配线架受灾的情况下把对主设备的威胁和损失减少到最小。

对于面积较小的机房,同样采用上走线方式安装走线槽道或走线架。ONU、高频开关电源、传输等主要设备安装在内侧,总配线架 MDF安装在外侧,中间尽可能留有扩容空间,加强机房的密封处理及设备的清洁除尘工作。

2 通信机房防雷措施

2.1 接地系统

通信机房的接地网是防雷过压保护的关键部分,直接与大地相连,将雷击电流传导到土壤中,达到消除过电压危害的目的。

接地网分自然接地网和人工接地网。自然接地网指建筑物基础中的钢筋导体,它们埋地较深,数量众多,围绕建筑物地下形成闭合环,是理想的泄流通道。人工接地网则是另行开挖围绕建筑物周围人工敷设的接地装置,用标准镀锌扁钢或镀锌铜排制作 (80 mm×8mm×600 mm)。

根据电气技术规范要求,宜将自然接地网和人工接地网连接形成综合接地网来使用,这样有利于形成等电位,避免复杂的干扰,如产生间隙放电、地电位反击等。一般情况下,人工接地网的敷设面积会受到现场环境的很大限制,必须有效地与自然接地网相连接,才具备足够大的泄流面积,达到良好的泄流、均压效果。

目前铁通公司接入节点机房的地线系统均采用三地合一方式设置,即工作地、保护地、建筑防雷地采用联合接地方式,接地电阻控制在 3Ω以下。接地线的截面积根据可能通过的最大负荷电流确定,用截面积至少在 50mm2以上铜芯绝缘导线布放,并在地下与接地网焊接连接,接地线引入机房后连接在机房内的接地汇集铜排上。

直流电源工作地从接地汇集铜排上引入,所有设备的机壳均从接地汇集铜排上引入保护地线,总配线架的保护接地也直接从接地汇集铜排上引入,同时配线架与机房通信机架间绝缘,避免通过走线架形成电气连通。当配线架的保安接地排与机架绝缘时,引入 2根地线分别与保安接地排和机架相连。

2.2 防雷系统

2.2.1 防雷器

防雷器是一个连接在线路与设备之间的器件,能将线路上的雷电流通过接地系统安全的引入大地,并将瞬变电压限制到设备的允许电平以下。安装防雷器件是目前有效防止雷害的手段之一,在通信局站中,防雷保护系统的防雷器采用多级安装、分级保护的方式。

2.2.2 机房引入电源防雷技术

为了消除直接雷电浪涌电流与电网电压的大波动影响,根据负荷的性质,可采用分级衰减雷击残压或能量的方法来抑制雷电的入侵。因此,可将通信交流电源系统低压侧电缆进线作为第一级防雷,交流配电作为第二级防雷,整流器输入端口作为第三级防雷,整流器输出端口作为第四级防雷。

2.2.3 外线通信电缆防雷技术

外线通信电缆可靠接地是传统的接地防雷措施,是将通信电缆的屏蔽防护层与电缆、交接箱接地极、MDF机架接地线相连接,再接入机房接地汇集铜排上。

2.2.4 光缆线路加强芯接地与规范引接

目前通信网上存在很多光缆加强芯引接不规范甚至无接地的情况,传输机房内传输设备和光缆加强芯共用一个接地排。从分析雷电浪涌电流的来源来看,光缆加强芯是重要的引雷途径,如果传输设备和光缆加强芯共用一个接地排,则当光缆加强芯上的强雷电感应浪涌电流通过共用接地排进行泄放,这时接地排上会产生一个瞬间高电势,通过共用接地排的导线传到传输设备上,与设备内的正常电平形成破坏性的高电位差,损坏传输设备,影响通信安全。因此光缆进机房必须接地,光缆加强芯接地与传输设备接地必须分开。光缆加强芯的接地应设独立接地排,直接引接到总地排上 (下地点)或就近接到电源机房的保护地排上,接地线的截面积应大于 16 mm2。

光缆加强芯的接地线 (接地排)不得与 ODF机架直接连接,应做良好绝缘;若光缆加强芯的接地线直接接在金属光缆盒上,则金属光缆盒终端盒也应与走线架、设备机架保持良好的绝缘状态,金属盒必须引接地线。光缆加强芯的接地必须引接牢固,接触点无生锈电蚀现象。

防雷系统工程的建设是保证通信网络畅通、人员和设备安全的重要环节,涉及土建、供电、信号线路布线、设备安装、周围建筑环境,以及建筑物的雷电流分布、联合地网的等电位、接地线的地电位差等因素,必须根据通信机房建设的具体情况采用相应的防雷技术方案,结合机房和设备的具体情况,灵活处理,才能更好地将通信机房防雷问题解决好。

[1] GB50057-94(2000).建筑物防雷设计规范[S].

[2] GB50343-2004.建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3] 通信局(站)接地设计暂行技术规定(综合楼部分)[S].YDJ26-89.

[4] YD5078-98.通信工程电源系统雷技术规定[S].

[5] YD/T5098-2001.通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范[S].信息产业部.

(责任编辑:诸 红)