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淺談機房交換機防雷

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作者：[貴州科比特防雷產品部] 人氣：發表時間：2019/1/5 16:47:57

網絡設備的防雷工作一直以來是運營商網絡建設中的一個難點，尤其是寬帶接入網建設中，數量眾多的LAN交換機部署在樓道或者戶外的交接箱中，一但產生雷電，這些交換機就面臨著雷擊的危險。運營商的固定資產將遭受巨大損失。南方的雷雨頻繁，防雷是一個不容忽視的問題。

雷災出現的特點與以往的表現有了極大的不同，如電子通信、計算機等行業，由于大量使用的微電子設備，具有極端靈敏的特點，雖然通過裝有避雷針的建筑物，可以避免遭直擊雷的損壞，但是雷擊通過避雷針的地線從建筑物頂端流入大地或附近發生雷擊的時候，會產生很強的電場，一旦設備感應到瞬間高壓時，避雷針就無能為力了。運營商寬帶接入網設備防雷工作的重要性、迫切性、復雜性大大增加，雷電的防御工作不光是防直擊雷、感應雷還包括防雷擊電磁脈沖等，因此科比特防雷推出交換機防雷解決方案，幫助運營商減少雷擊帶來的損失。

很多運營商在網絡建設的時候為了省事，對樓道交換機電源并沒有進行接地連接，也沒有安裝電源防護裝置，在交換機的上下行接口上也沒有保護，因此在雷雨季節到來的時候，特別是在南方相當部分省市(例如廣西、廣東等省)頻繁發生雷擊情況時，造成雙絞線引起過電壓，從而使樓道交換機端口和電源被擊壞，并對接入網絡形成大規模癱瘓，給運營商帶來了極大的損失，也直接導致寬帶用戶長時間斷網，所產生的直接和間接經濟損失和影響非常大。

科比特防雷通過對以太網交換機在實際工程使用環境的分析，了解到雷電引起設備故障主要有以下兩個原因：

1、由于電源線和雙絞線，都很容易對雷電產生感應，從而引起設備的損害；

2、雷電流流入大地時，由于接地電阻的存在，會產生較大的壓降，使地電位抬高，反向擊穿設備。或雷云在大地感應出相反電荷，若雷云消失時，大地上的電荷會向無窮遠處流散，使地電位升高，產生反擊。有時感應的電壓不足于一次擊壞網絡設備，但日積月累，由于過壓沖擊設備，引起設備的老化，設備壽命下降，所以在雷擊中，老設備更加容易被破壞。

具體地講，在電源口的防護中，實現了橫向和縱向的雙重防護。橫向防護采用了氣體放電管和壓敏電阻器相結合的方式。氣體放電管可以有效的消除壓敏電阻器的漏電流，所以即使壓敏電阻器隨使用時間增加，其漏電流特性變差，也不會有大額的漏電流流過壓敏電阻器而造成發熱和燃燒，保證了電路的安全性和可靠性;同樣由于氣體放電管存在續流現象，在雷擊波消失后，電源線路上的工作電壓依然會使氣體放電管保持導通狀態，這樣就會造成電源線路的短路。而壓敏電阻器有效地解決了氣體放電管的續流這一問題。

由于考慮到在許多工程應用中，客戶無法提供良好接地，故縱向保護主要是靠電源本身去“抗”雷擊。在具體設計中主要注意了以下幾點：

1、加大共模抑制電感的感量；

2、增強電源初次極各部分之間的絕緣強度；

3、PCB合理的布線；

4、合理地設置雷電波放電的最薄弱點。

實際測試證明，這些改進措施效果很明顯，即使在用戶不具備接地條件的情況下，一樣能有較強的共模防護能力。

在數據口的防護中，采用了性能優良的氣體放電管和退耦電路，并合理地設計了PCB走線。考慮信號線平衡性，避免共模/差模的轉換；合理布局，充分發揮防護器件的作用，減小不同模塊間的耦合；加寬了PCB走線，增加通流能力；GDS附近布置接地螺柱，最小化浪涌泄放路徑。在大量實驗的基礎上，合理選擇器件參數，使得防雷電路不但能有效地防護雷擊，并使得防雷電路對數據通信的影響降到最小。由于兼顧了工程實際情況的多樣性，使得設備在強干擾的環境中也能可靠地工作。

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