網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的防雷工作一直以來是運營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的一個難點,尤其是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)中,數(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(zāi)出現(xiàn)的特點與以往的表現(xiàn)有了極大的不同,如電子通信、計算機等行業(yè),由于大量使用的微電子設(shè)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(fā)生雷擊的時候,會產(chǎn)生很強的電場,一旦設(shè)備感應(yīng)到瞬間高壓時,避雷針就無能為力了。運營商寬帶接入網(wǎng)設(shè)備防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性大大增加,雷電的防御工作不光是防直擊雷、感應(yīng)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(wǎng)絡(luò)建設(shè)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(jié)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(fā)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(wǎng)絡(luò)形成大規(guī)模癱瘓,給運營商帶來了極大的損失,也直接導(dǎo)致寬帶用戶長時間斷網(wǎng),所產(chǎn)生的直接和間接經(jīng)濟損失和影響非常大。
科比特防雷通過對以太網(wǎng)交換機在實際工程使用環(huán)境的分析,了解到雷電引起設(shè)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(chǎn)生感應(yīng),從而引起設(shè)備的損害;
2、雷電流流入大地時,由于接地電阻的存在,會產(chǎn)生較大的壓降,使地電位抬高,反向擊穿設(shè)備?;蚶自圃诖蟮馗袘?yīng)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(chǎn)生反擊。有時感應(yīng)的電壓不足于一次擊壞網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,但日積月累,由于過壓沖擊設(shè)備,引起設(shè)備的老化,設(shè)備壽命下降,所以在雷擊中,老設(shè)備更加容易被破壞。
具體地講,在電源口的防護中,實現(xiàn)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(jié)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(fā)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(xù)流現(xiàn)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(dǎo)通狀態(tài),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(xù)流這一問題。
由于考慮到在許多工程應(yīng)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(shè)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(shè)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(shù)據(jù)口的防護中,采用了性能優(yōu)良的氣體放電管和退耦電路,并合理地設(shè)計了PCB走線。考慮信號線平衡性,避免共模/差模的轉(zhuǎn)換;合理布局,充分發(fā)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(chǔ)上,合理選擇器件參數(shù),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(shù)據(jù)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(shè)備在強干擾的環(huán)境中也能可靠地工作。