淺談黃河通信基站的防雷措施

任尚房　馬玉府　呂振鋒

摘要：本文論述了通信基站防雷工作的重要性，通過(guò)對(duì)通信設(shè)備遭受雷擊現(xiàn)狀分析，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，減少通信設(shè)施遭雷電過(guò)電壓襲擊的事故發(fā)生，保證了專(zhuān)網(wǎng)通信的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：黃河通信基站 防雷 措施

目前，黃河通信專(zhuān)網(wǎng)基站的防雷仍然是當(dāng)前比較突出的問(wèn)題。通信站的通信設(shè)施遭受雷電過(guò)電壓襲擊的事故屢有發(fā)生，破壞通信站的正常通信，直接威脅到專(zhuān)網(wǎng)通信的安全運(yùn)行。為了加強(qiáng)通信站的防雷工作，2011年6月，市局頒發(fā)了《東平湖管理局通信機(jī)房防雷運(yùn)行管理規(guī)定》，要求各管理單位均須遵照?qǐng)?zhí)行。從近兩年的情況來(lái)看，有一部分防雷工作不合要求，對(duì)通信站的安全運(yùn)行有一定威脅。

1 通信設(shè)備遭受雷擊現(xiàn)狀分析

雷害發(fā)生時(shí)，發(fā)生故障的設(shè)備包括總開(kāi)關(guān)、AC屏、開(kāi)關(guān)電源、無(wú)線、有線通信設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等，幾乎涉及了專(zhuān)網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備；雷害侵入的線路主要包括交流引入線、傳輸信號(hào)線等。

1.1 通信機(jī)房雷擊概率統(tǒng)計(jì)。不同的機(jī)房發(fā)生雷擊的概率各不相同。在一次雷擊中，梁山有兩個(gè)通信機(jī)房的市電第一級(jí)浪涌保護(hù)器（交流屏內(nèi)SPD）、第二級(jí)浪涌保護(hù)器（開(kāi)關(guān)電源內(nèi)SPD）同時(shí)損壞，BTS口被打壞。通過(guò)維護(hù)人員了解到，這兩個(gè)基站經(jīng)常遭受雷擊，每年都造成設(shè)備不同程度的損壞；另外也有一部分機(jī)房經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)市電跳閘等故障；也存在部分機(jī)房是偶爾發(fā)生雷害事件。

1.2 通信站雷害程度。①?gòu)?qiáng)雷擊。根據(jù)維護(hù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，部分機(jī)房發(fā)生過(guò)強(qiáng)雷擊，通信設(shè)備產(chǎn)生了比較嚴(yán)重的損毀，在遭受雷擊之后的檢查中，發(fā)現(xiàn)市電引入的第一級(jí)浪涌保護(hù)器（交流屏內(nèi)SPD）有燒壞的痕跡，甚至交流屏內(nèi)的油機(jī)接口熔化、開(kāi)關(guān)電源面板也損壞。②雷害較重。部分通信站在發(fā)生雷擊后，造成了比較嚴(yán)重的損失，主要包括：開(kāi)關(guān)電源的整流模塊、監(jiān)控模塊損壞，空調(diào)設(shè)備的控制模塊損害、監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓等情況。③雷害較輕。部分通信站雷擊發(fā)生造成的損失較輕，比如空氣開(kāi)關(guān)跳閘，門(mén)禁失效，主設(shè)備死機(jī)等等情況。但是如果某些情況處置不當(dāng)，也可能發(fā)生比較嚴(yán)重的后果?？諝忾_(kāi)關(guān)跳閘如果不及時(shí)恢復(fù)，會(huì)釀成整個(gè)通信站通信設(shè)施停止運(yùn)行的嚴(yán)重后果。

2 防雷接地現(xiàn)狀分析

通過(guò)對(duì)發(fā)生雷害的通信站進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各局部分通信站的防雷接地系統(tǒng)主要存在以下需改進(jìn)之處：

2.1 市電引入回路中采用漏電斷路器。通過(guò)對(duì)易發(fā)生AC屏空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)跳閘問(wèn)題通信站的實(shí)地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)這些通信站的市電引入電纜均按照規(guī)范埋地約30米后進(jìn)入機(jī)房，理應(yīng)不存在問(wèn)題；但問(wèn)題出在市電引入機(jī)房后的總交流配電箱上。這些通信站市電引入回路上安裝有DZ15LE-100/4901型漏電斷路器，一旦各級(jí)浪涌保護(hù)器正常動(dòng)作，總AC屏的漏電開(kāi)關(guān)就會(huì)跳閘。這是雷擊發(fā)生時(shí)機(jī)房交流配電箱跳閘的原因。

2.2 SPD接地線過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)SPD單獨(dú)接地、接地過(guò)長(zhǎng)時(shí)，其產(chǎn)生的殘壓會(huì)很大（接地線長(zhǎng)度超過(guò)1米，殘壓可能增加1000V）。調(diào)研過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)有的通信機(jī)房交流配電屏的接地線（無(wú)論是共用地還是SPD單獨(dú)接地）比較長(zhǎng)。大量基站交流屏內(nèi)SPD的單獨(dú)接地線長(zhǎng)達(dá)6～10米，大大降低浪涌保護(hù)器的防護(hù)效果，甚至可能根本不起作用。這是需要在通信站建設(shè)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)注意的。為徹底解決設(shè)備接地線過(guò)長(zhǎng)的弊端，最好的方法是采用接地匯集銅條的方案，這樣可以保證設(shè)備都從盡量短的匯集線上接地。

2.3 開(kāi)關(guān)電源整流模塊雷擊損壞原因分析。開(kāi)關(guān)電源整流模塊交流部分發(fā)生損壞，分析發(fā)現(xiàn)有一種雷擊途徑和兩種可能原因。雷擊途徑為沿電源線路侵入的雷擊； 兩種可能原因，其一為雷電流特別大，超過(guò)了SPD的承受范圍造成整流模塊的損壞，這種情況一般伴有SPD損壞或者空氣開(kāi)關(guān)跳閘等情況；其二可能由于SPD的產(chǎn)品質(zhì)量或者安裝因素導(dǎo)致SPD沒(méi)有起到應(yīng)有的作用。如果開(kāi)關(guān)電源整流模塊直流端口發(fā)生損壞，則有兩種可能原因，其一為沿電源線路侵入的雷擊能量特別大，擊穿整流模塊后造成直流部分的損壞，此種原因的可能性非常低；其二為地電位反擊造成，由于直流部分有一極是接地的，（比如-48V電源是正極接地），而雷擊一瞬間地電位是非常高的，也即表示直流部分正負(fù)極之間的電壓差是非常大的，所以造成直流端口的損壞。

2.4 接地下引線斷開(kāi)。個(gè)別通信站因?yàn)榻拥叵乱€被盜，或者因?yàn)楦g造成接地不良，若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障導(dǎo)致在雷擊發(fā)生時(shí)造成機(jī)房設(shè)備被雷擊損壞。這種現(xiàn)象發(fā)生的概率雖小，但是一旦發(fā)生造成的危害較大。

3 通信站防雷接地改進(jìn)措施

通過(guò)上述通信站存在的問(wèn)題闡述和總結(jié)，通信站存在的防雷接地問(wèn)題可以在以下幾個(gè)方面予以改進(jìn)：

3.1 規(guī)范設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工。通信站防雷接地系統(tǒng)，首先要在設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中貫徹建筑物內(nèi)外結(jié)合、多級(jí)防護(hù)、綜合治理的原則，滿足地網(wǎng)優(yōu)化、等電位連接等原則，合理選擇防雷器件、進(jìn)行合理的接地。不僅要在地網(wǎng)、接地系統(tǒng)、避雷器的選擇與安裝等方面做到規(guī)范設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工，防雷接地系統(tǒng)作為一個(gè)綜合工程，更需要從多方面考慮，全方位配合。

3.2 加強(qiáng)通信站接地系統(tǒng)安全性措施：①人員安全。為保證機(jī)房?jī)?nèi)或通信站附近人員的安全，應(yīng)盡量防止人員行走通道靠近直擊雷防護(hù)系統(tǒng)的下引線及下引線接地點(diǎn)，以防止雷電地電位反擊、側(cè)擊造成人員傷亡事故。②加強(qiáng)防雷接地系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)。根據(jù)基于雷擊概率防護(hù)的原則，需要對(duì)雷害嚴(yán)重通信站的防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)建設(shè)和監(jiān)測(cè)。

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