無(wú)線通信設(shè)備防雷措施探討

王　林　魏　奇

摘要：目前無(wú)線通信已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，但是由于雷電的危害，無(wú)線通信設(shè)備時(shí)刻都處在危險(xiǎn)當(dāng)中，本文主要探討無(wú)線通信設(shè)備的防雷措施。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信設(shè)備防雷措施

0引言

在我們的生活中會(huì)經(jīng)常見(jiàn)到電閃雷鳴，目前人類(lèi)尚未能對(duì)雷電的能量加以有效利用，而雷害造成的損失卻是巨大的，為避免因雷電引起設(shè)備故障或損壞事故，探討有關(guān)無(wú)線設(shè)備的防雷是非常有必要的，這對(duì)于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的安全、質(zhì)量等都有很重要的意義。

1雷電的主要形式

1.1直擊雷帶電的云層與大地上某一點(diǎn)之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象，叫做“直擊雷”。直擊雷只發(fā)生在雷云對(duì)地閃擊時(shí)才會(huì)對(duì)地面造成災(zāi)害，也就是說(shuō)直擊雷發(fā)生的幾率較低，而且直擊雷發(fā)生時(shí)一次只能襲擊一個(gè)小范圍的目標(biāo)，但是由于放電現(xiàn)象發(fā)生過(guò)程迅猛，被直接擊中的目標(biāo)會(huì)由于放電電流過(guò)大，造成的損壞程度較大。直擊雷主要對(duì)室外物體產(chǎn)生破壞作用，所以把防直擊雷的系統(tǒng)稱(chēng)為外部防雷系統(tǒng)。

1.2球形雷簡(jiǎn)稱(chēng)球雷，是一種特殊的雷電現(xiàn)象。一般是橙或紅色，或似紅色火焰的發(fā)光球體(也有帶黃色、綠色、藍(lán)色或紫色的)，直徑約為10～20cm，最大的直徑可達(dá)1m，存在的時(shí)間大約為百分之幾秒至幾分鐘，一般是1～5s，一旦遇到物體或電氣設(shè)備時(shí)會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或開(kāi)著的門(mén)窗進(jìn)入室內(nèi)有的由煙囪或通氣管道滾進(jìn)樓房，多數(shù)沿帶電體消失球形雷一般發(fā)生的較少，只有在一些特殊的地理環(huán)境或者特殊的基站位置上才會(huì)有球形雷的發(fā)生。

1.3感應(yīng)雷雷電在雷云之間或雷云對(duì)地放電時(shí)，并在附近的戶外傳輸信號(hào)線路、地埋電力線、設(shè)備間連接線產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害的放電現(xiàn)象，叫做“二次雷”或稱(chēng)“感應(yīng)雷”。感應(yīng)雷雖然沒(méi)有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。感應(yīng)雷發(fā)生時(shí)一般對(duì)室內(nèi)的用電設(shè)備和電子元器件起到破壞作用，因此把防止感應(yīng)雷和雷電電磁脈沖波(LEMP)破壞的系統(tǒng)稱(chēng)為內(nèi)部防雷系統(tǒng)。

2無(wú)線電設(shè)備防雷措施探討

2.1外部防雷外部防雷系統(tǒng)由避雷針、引下線、接地地網(wǎng)等組成，缺一不可。一般防止直擊雷破壞是通過(guò)避雷裝置即避雷針、引下線和接地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀，但雷電會(huì)通過(guò)多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。對(duì)通信基站而言，天饋線系統(tǒng)和機(jī)房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊，可以通過(guò)合理的設(shè)計(jì)避雷針的保護(hù)角和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。接地體指埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的導(dǎo)體。有人工接地體和自然接地體兩種。接地網(wǎng)是把需要接地的各系統(tǒng)，統(tǒng)一接到一個(gè)地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來(lái)的接地網(wǎng)通過(guò)地下或者地上用金屬連接起來(lái)，使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。

2.2內(nèi)部防雷有可靠的外部防雷措施同時(shí)更需要完善內(nèi)部防雷措施，內(nèi)部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。

2.2.1屏蔽每對(duì)雙絞線或四對(duì)雙絞線都可使用金屬屏蔽，不同的雙絞線或四對(duì)雙絞線放在一起可共同使用一個(gè)金屬屏蔽。由于金屬屏蔽的趨膚效應(yīng)產(chǎn)生的吸收和反射作用，可更好的分割周?chē)碾姶艌?chǎng)和減少單獨(dú)屏蔽的對(duì)絞線之間的串音。

2.2.2防雷器防雷器是用一種低壓時(shí)呈現(xiàn)高阻開(kāi)路狀態(tài)，高壓時(shí)呈現(xiàn)低阻短路狀態(tài)，能承受數(shù)百安培大電流通過(guò)的過(guò)壓保護(hù)電子器件組合。將防雷器并聯(lián)在供電線路、信號(hào)傳輸線路上使用。當(dāng)遇到雷擊和高電壓大電流時(shí)其立即呈現(xiàn)短路，將瞬間產(chǎn)生高電壓大電流通過(guò)地網(wǎng)泄放到大地中，使設(shè)備受到保護(hù)。

2.3微電子設(shè)備防雷

2.3.1天線防雷完善微波天線防雷擊的保護(hù)措施。天線鐵塔設(shè)避雷針，并經(jīng)鍍鋅扁鋼直接入地，使雷電流沿最短路徑接八接地網(wǎng)，這樣塔上的天線都在其保護(hù)范圍內(nèi)，免受雷電，而且使天線引下線都多點(diǎn)接地。饋線在塔頂與天線連接處接地，進(jìn)機(jī)房前與地網(wǎng)就近接地，進(jìn)入機(jī)房后，與設(shè)備連接處接地，饋線與設(shè)備接口處，有條件的加裝避雷設(shè)備。天線鐵塔和機(jī)房之間裝設(shè)支撐電纜的金屬過(guò)橋或懸掛電纜的鋼絞線。過(guò)橋和鋼絞線在電氣上與鐵塔連通，在電纜進(jìn)入機(jī)房外側(cè)時(shí)，將過(guò)橋和鋼絞線、電纜外護(hù)層連在一起，并通過(guò)最短路徑與接地網(wǎng)相連，盡可能減少經(jīng)天饋線進(jìn)入機(jī)房的雷電壓幅值。塔燈電源鎧裝帶屏蔽層采用多點(diǎn)接地，并在機(jī)房入口處對(duì)地加裝氧化鋅無(wú)間歇避雷器，并將零線接地。

2.3.2機(jī)房防雷防雷檢測(cè)技術(shù)人員首先對(duì)機(jī)房部分的防雷裝置及其安裝工藝、材料規(guī)格等進(jìn)行查看，即查看機(jī)房?jī)?nèi)是否安裝了匯流排(也叫接地匯集線)，匯流排的接地引下線是從哪里引入的，匯流排和接地引入線的材料規(guī)格是否合乎要求；查看輸電線路是否安裝了電源避雷器，其安裝是否規(guī)范和工作是否正常：查看同軸電纜饋線是否安裝了天饋避雷器，其安裝是否規(guī)范和工作是否正常。然后測(cè)試饋線的金屬外護(hù)層、PE線、數(shù)字通信設(shè)備的機(jī)架、模擬通信設(shè)備的機(jī)架、整流供電設(shè)備的機(jī)架、內(nèi)走線架、金屬門(mén)窗、空調(diào)機(jī)正常不帶電的金屬外殼等金屬體是否作了等電位連接。然后測(cè)量接地電阻值，并做好記錄和繪制機(jī)房防雷平面示意圖。

2.3.3基站防雷首先，保護(hù)建筑物部分的防雷裝置(接閃器、引下線、接地裝置等)、天面金屬物必須實(shí)施可靠的等電位連接。因?yàn)楫?dāng)雷電向建筑物閃擊時(shí)，雷電流通過(guò)接閃器和引下線被迅速釋放八地，強(qiáng)度得到迅速衰減，干擾源的雷電電磁脈；中存在時(shí)間極短，不至于產(chǎn)生高的感生電壓，對(duì)通信設(shè)備有保護(hù)作用。其次，天線的直擊雷防護(hù)，主要是安裝避雷針，最好直接利用天線桿來(lái)保護(hù)。上文中已經(jīng)有比較具體的介紹，就不在此累贅了。同時(shí)做好天線桿、同軸電纜饋線、外走線架的等電位連接，能減少各金屬體之間的電位差和防高壓反擊，可以避免雷電波從同軸電纜饋線侵入機(jī)房損壞通信設(shè)備。

此外還有搭接、接地等措施。搭接就是等電位連接。做好等電位連接能減少電位差，并能有效地防范雷電電磁感應(yīng)的破壞作用。在機(jī)房?jī)?nèi)，打開(kāi)建筑物內(nèi)柱(對(duì)角兩柱)的一段混凝土，使其露出柱筋，采用橫截面積為50mm的絕緣皮多股銅芯線，從柱子的主筋焊接出接地端子，并連接到匯流排上。匯流排采用面積為120mm銅排制作，采用橫截面積為50mm的絕緣皮多股銅芯線做等電位連接帶，把等電位連接帶沿機(jī)房的四周敷設(shè)成閉合環(huán)(即均壓環(huán))，并與匯流排連接。采用橫截面積為35mm的絕緣皮多股銅芯線做等電位連接線(接地連接線)，把數(shù)字通信設(shè)備的機(jī)架、模擬通信設(shè)備的機(jī)架、整流供電設(shè)備的機(jī)架、空調(diào)機(jī)的金屬外殼等金屬體相互連接，并連接到等電位連接帶上。同軸電纜饋線的金屬外護(hù)層、PE線、金屬門(mén)窗也應(yīng)做等電位連接，用等電位連接線把它們連接到匯流排上。內(nèi)走線架每隔5m用等電位連接線就近連接到匯流排或等電位連接帶上，但不少于兩處。接地就是接地裝置。其目的是把雷電流迅速流到大地。采用共地接地系統(tǒng)，即所有接地都與建筑物的基礎(chǔ)接地相連。機(jī)房的接地直接利用建筑物的基礎(chǔ)接地裝置。