林寧

摘 要： 雷電可以摧毀建筑物，可以造成火災和人員傷亡，其強大的電磁脈沖可導致電子設備損壞。在實際工作中，以雷擊為代表的電磁脈沖對通信系統(tǒng)造成的直接和間接經(jīng)濟損失已相當嚴重，危害很大。因此，提高人們防雷意識，加強電子信息設備和系統(tǒng)的雷電電磁脈沖防護工作，這是當前防雷工作和理論研究的當務之急。本文介紹了雷電活動對通信設備產(chǎn)生雷害的途徑，并從外部防護和內部防護2個方面提出了解決問題的方法和措施。

關鍵詞： 通信設備；雷電防護；降低危害

前言

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電力通信系統(tǒng)也不斷得以發(fā)展壯大，通信在電力系統(tǒng)的作用顯得越來越重要。另外，由于通信技術的日新月異，設備集成度越來越高，而其抗雷的能力卻沒有隨之提高。據(jù)資料顯示，近年來電力系統(tǒng)通信站發(fā)生了多起雷擊事件，給電力生產(chǎn)造成了重大損失。所以加強電力系統(tǒng)通信站的雷電防護，是擺在電力系統(tǒng)面前的一項艱巨任務。

1 雷電波對通信設備的入侵途徑

雷電對通信設備具有很強的破壞性，主要有直擊雷、雷電感應、雷電波侵入和地電壓反擊等4種形式。直擊雷和感應雷是雷電入侵建筑物內電氣設備的主要形式。

直擊雷是雷電直接擊中線路并經(jīng)過電氣設備入地的雷擊過電流；感應雷是由雷電流產(chǎn)生的強大電磁場變化與導體感應出的過電壓、過電流形成的雷擊，它是由遭受雷擊電磁脈沖感應或靜電感應而產(chǎn)生的。這樣形成的感應雷電壓的幾率很高，對建筑物內的電氣設備，尤其是低壓電子設備威脅巨大.所以說對通信站內設備防雷保護的重點是防止感應雷入侵。

2 通信設備雷電波侵入防護存在的問題

根據(jù)雷擊事故統(tǒng)計表明，通信站的電源設備因雷擊損壞所占比例為68%，而市電引入部分因雷擊損壞所占比例更高達75.75%。大部分通信站遭遇雷擊后，配電箱、低壓電纜及通信線路等都受到雷擊破壞，導致設備毀損、屏蔽層擊穿、系統(tǒng)終止等事故發(fā)生。

目前，經(jīng)實際運行經(jīng)驗驗證，由電源系統(tǒng)耦合進入的感應雷擊造成設備的損壞占雷災損失70%以上。因此，對電源系統(tǒng)的雷電保護措施是整個防雷工程中必不可少的，而且是非常重要的一個環(huán)節(jié)。

（1）電源線路保護不完善。除在開關電源內只帶有C級通流容量20kA的交流電源防雷模塊外，其他未采取任何防護措施，容易因直擊雷或感應雷造成線路過壓，損壞電源線路與之相聯(lián)的設備。

（2）部分通信站在電源線路的終端開始改為鎧裝電纜埋地進入配電房。由于雷電流的高頻趨膚效應，電纜感應的雷電流絕大部分均在鎧裝層尋找途徑上泄放，由于鎧裝層沒有接地，極易導致對地（或其他線路、設備等）放電打火，輕則導致電纜接頭擊穿短路，重則引起設備損壞，甚至導致火災事故。

（3）由于光纜長距離架空，部分在進機房前埋地但距離很短，大部分沒有埋地就直接接入室內綜合柜內。光纜有鎧裝層，但未采取任何接地措施。

（4）室內接地不完善。多數(shù)通信站接地網(wǎng)做的比較規(guī)范，但是在接地引入線到接地匯集排接地處理不規(guī)范，接地線長度和粗細均不符合規(guī)范要求。直擊雷引下線與機房接地引上線之間的距離沒有達到最少相隔5～10米的要求。設備保護接地線較長且細，并與強電并行走線，容易造成雷電的二次感應。

3 通信設備的防雷措施

通常來說，避免建筑物及設備遭受雷擊的方式大致有4種：疏導，即將雷云中的電荷通過引線疏導至大地，避免直接雷擊或感應雷擊電流流經(jīng)建筑物或通信設備，從而使建筑物或通信設備免受雷擊；隔離，即將雷電所產(chǎn)生的過電壓和被保護物隔離開來從而避免雷擊；等位，即將鐵塔地、天饋線地、設備工作地、建筑物的公共地等置于等電位上；中和，即釋放出異性電荷和雷云中的電荷進行中和，從而阻止雷電的形成。根據(jù)以上防雷方法，具體到一個通信工程的防雷電過電壓來說，其主要的措施有以下幾種方法。

3.1 外部防護

外部防護主要采用避雷針（避雷網(wǎng)、避雷線和避雷帶）和接地裝置（接地線、接地極）來加以防護。其保護原理是：當雷云放電接近地面時，它使地面的電場發(fā)生畸變，在避雷針（避雷線）頂部形成局部電場強度畸變，以影響雷電先導入電的發(fā)展方向，引導雷電向避雷針（避雷線）放電，再通過接地引下線、接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物免受雷擊，這是人們長期實踐證明的防直擊雷的有效方法。然而，被動放電式避雷針存在反應速度差、保護的范圍小以及導通量小等不足。根據(jù)現(xiàn)代通信發(fā)展的要求，避雷針應選擇提前放電主動式的防雷裝置，且應該從30°、45°、60°等不同角度考慮，以做到對各種雷擊的防護，增大保護范圍和導通量。建筑物的所有外露金屬構件（管道）都應與防雷網(wǎng)（避雷線或避雷帶）連接良好。

3.2 內部防護

（1）電源部分的防護，因為它是雷電侵入的主要通道之一。對于高壓部分，供電企業(yè)有專用的高壓避雷裝置，而線對線的過壓則無法控制。因此，對380V低壓線路應進行過電壓保護，按國家規(guī)范要求應分為3部分：建議在高壓變壓器后端到通信站配電機房總配電盤的電纜內芯線兩端對地加裝避雷器，作為一級保護；在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內芯線兩端對地加裝避雷器，作為二級保護；在所有重要的、精密的設備以及UPS的前端對地加裝避雷器，作為三級保護。目的是用分流（限流）技術將雷電過電壓（脈沖）能量分流疏導至大地，從而達到保護的目的。

（2）信號部分的防護，這需要根據(jù)通信設備的對雷電的敏感度來確定。建議在所有信息系統(tǒng)進入樓宇的電纜內芯線端時，應對地加裝避雷器，并做好屏蔽接地。一般建筑物的接地系統(tǒng)有建筑物地網(wǎng)（與法拉第網(wǎng)相接）、電源地（要求地阻<10Ω）、邏輯地（也稱信號地）和防雷地等。通信設備要求交直流工作地、安全保護地、防雷地必須獨立時，如果相互之間距離達不到規(guī)范的要求，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。因此，各接地系統(tǒng)之間的距離達不到規(guī)范要求時，應盡可能使它們連接在一起，如實際情況不允許直接連接，可通過地電位連接，從而保證各類接地點的基準電位是唯一值。為保證系統(tǒng)正常工作，每年在雷雨季節(jié)前后或春、秋檢修時應定期用精密地阻儀檢測地阻值，以確保地阻值始終保持在規(guī)定的范圍內。

4 結束語

通信站防雷接地系統(tǒng)是保證通信網(wǎng)絡暢通、人員和設備安全的重要環(huán)節(jié)，涉及通信站信號線、土建、供電、設備安裝以及周圍建筑等許多方面，需要樹立長遠的目標，不斷總結經(jīng)驗，從實際情況入手，不斷提高防雷技術水平和通信站的防雷能力。

參考文獻

[1]《通信電源設備維護手冊》.人民郵電出版社，1991.

[2] 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)防雷措施淺析 《內蒙古氣象》2007年05期.