淺析無線通信防雷接地系統(tǒng)

呂可娟

摘要：如今無線通信系統(tǒng)已應(yīng)用于各大企業(yè)工業(yè)領(lǐng)域，努力做好防雷接地工作在平常的通信設(shè)備中具有重要意義，感應(yīng)雷電以及雷電電測脈沖的入侵很容易破壞相應(yīng)的電子、電器等微波設(shè)備，再者就是無線通信設(shè)備本身的戶外天線以及電纜饋線等都裸露在外面，受到感應(yīng)雷的襲擊危害大大提高，所以，僅僅依靠避雷針已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足無線通信臺站設(shè)備的防雷實際需求，因此，對無線通信系統(tǒng)的工作和保護(hù)地的要求會非常嚴(yán)格，我們必須從細(xì)節(jié)抓起，從出發(fā)點進(jìn)行管制治理、從各個方面入手在基于無信通信接地工作之上，對整個無線通信系統(tǒng)實施有效的防雷工程。本文就減少通信意外故障、通信防雷工作等問題進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：無線通 信系統(tǒng) 防雷接地

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0045-02

1 雷電對無線通信系統(tǒng)設(shè)備破壞的原理

1.1 原理

要想防需避需首先就得了解雷電對無線通信設(shè)備破壞產(chǎn)生的原理，因為電云可以負(fù)電感應(yīng)所以會導(dǎo)致周邊地面存在正電荷，使之形成一個強大的電場。如果有的地方積累的電密度過大，導(dǎo)致電場強度擊穿空氣游離時，就會使電云開始梯級式向下放電。當(dāng)電流接近地面物體有一定的距離時，在強電場的作用之下會產(chǎn)生所謂的尖端放電，形成一個逐步向上的先導(dǎo)放電，兩者匯合就會形成一種需電通路，強烈的異性電荷會形成強大的需電流，并且會有劇烈的閃電和需電發(fā)生，導(dǎo)致雷電流會架空線路在空中對金屬材質(zhì)的物體產(chǎn)生電壓，同樣的電流會隨著物體走向快速的想周圍擴(kuò)散造成破壞。

1.2 雷擊破壞的兩種主要形式

1.2.1 直擊雷

我們所說的直擊雷就是電云對地面上的某一點發(fā)生火速的放電現(xiàn)象。不過直擊雷發(fā)生的頻率比較低，而且直擊雷發(fā)生時一次只能破壞小范圍的目標(biāo)，然而因為放電比較快、迅猛，被擊中的物體由于放電流過大，所以直擊雷的破壞程度比較大，而且主要對室外的物體有破壞作用，因此我們把防直擊雷體系稱之為外部防電系統(tǒng)。

1.2.2 感應(yīng)雷

感應(yīng)雷也稱為雷電感應(yīng)或感應(yīng)過電壓。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。一種是指當(dāng)雷云來臨時地面上的一切物體，尤其是導(dǎo)體，由于靜電感應(yīng)，都聚集起大量的雷電極性相反的束縛電荷，在雷云對地或?qū)α硪焕自崎W擊放電后，云中的電荷就變成了自由電荷，從而產(chǎn)生出很高的靜電電壓（感應(yīng)電壓）其過電壓幅值可達(dá)到幾萬到幾十萬伏，這種過電壓往往會造成建筑物內(nèi)的導(dǎo)線，接地不良的金屬物導(dǎo)體和大型的金屬設(shè)備放電而引起電火花，從而引起火災(zāi)、爆炸、危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成的危害。另一種情況是，在雷電閃擊時，由于雷電流的變化率大而在雷電流的通道附近就形成了一個很強的感應(yīng)電磁場，對建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成干擾、破壞，又或者使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生大量的熱而引起火災(zāi)。感應(yīng)雷發(fā)生一般針對室內(nèi)的電器和用電設(shè)備產(chǎn)生破壞作用，因此我們把防感應(yīng)雷體系稱之為內(nèi)部防雷系統(tǒng)。

2 淺談無線電設(shè)備的防雷措施

2.1 外部防雷

防雷是一個系統(tǒng)的工程，常規(guī)意義上的外部防雷主要是指的直擊雷的防護(hù)。外部防雷體系主要有引下線、接地線網(wǎng)、避雷針等組成，這幾個重要元素缺一不可。防直擊雷的危害是通過避雷針、引下線、接地裝置等體系將雷電流順利流散到大地中去。對通信工程來說，天線和機(jī)房等建筑物比較容易受到直擊雷的破壞，所以直擊雷應(yīng)該裝置在高于天線頂端數(shù)米之上，而且避雷針和天線之間還要有一定的距離，這樣做是為了防止避雷針的存在從而影響了通信效果。通常的做法是我們把避雷針作為天線等建筑物的主桿，把通信裝置安裝在避雷針外線差不多1.5個波長之外。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)一接到一個地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來的接地網(wǎng)通過地下或者地上用金屬連接起來，使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。一般整個基站的接地系統(tǒng)有：建筑物地網(wǎng)、鐵塔地、電源地、邏輯地（也稱信號地）、防雷地等。然而，各地網(wǎng)之間必須獨立時，如果各接地系統(tǒng)之間的距離達(dá)不到規(guī)范的要求時，應(yīng)盡可能連接在一起，如實際情況不允許直接連接的，可通過地電位均衡器實現(xiàn)等電位連接，否則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。

2.2 內(nèi)部防雷

防雷是一個系統(tǒng)的工程，常規(guī)意義上的外部防雷主要是指的感應(yīng)雷的防護(hù)。用于內(nèi)部防雷的產(chǎn)品叫做內(nèi)部防雷裝置。它主要由等電位連接系統(tǒng)、共用接地系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、合理布線系統(tǒng)、電涌保護(hù)器等幾部分組成，主要用于減小和防止雷電流在需防空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。在實際應(yīng)用中，內(nèi)部防雷裝置的應(yīng)用更為普遍。

2.2.1 屏蔽

對雙絞線使用金屬屏蔽，不同種類的雙絞線或者四對雙絞線放一起都可以使用同樣的金屬屏蔽。金屬屏蔽可以產(chǎn)生吸收和反射等作用，可以很好的隔離周邊的電磁場以及減少單獨屏蔽的対絞線串音。

2.2.2 防雷器

防雷器，又稱避雷器、浪涌保護(hù)器、電涌保護(hù)器、過電壓保護(hù)器等，主要包括電源防雷器和信號防雷器，防雷器是通過現(xiàn)代電學(xué)以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。避雷器中的雷電能量吸收，主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管。避雷器通常接在導(dǎo)線和地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備在正常工作電壓下運行時，避雷器不動作，即對地視為斷路。一旦出現(xiàn)過電壓，且危及被保護(hù)設(shè)備絕緣時，避雷器立即動作，將高電壓沖擊電流導(dǎo)向大地，從而限制電壓幅值，保護(hù)電氣設(shè)備絕緣。當(dāng)過電壓消失后，避雷器迅速恢復(fù)原狀，使系統(tǒng)能夠正常供電。避雷器的作用是通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻的作用，對入侵流動波進(jìn)行削幅，降低被保護(hù)設(shè)備所受過電壓值。它具有保護(hù)通流量大，殘壓極低，響應(yīng)時間快；結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，工作穩(wěn)定可靠等特點。

2.3 微電子設(shè)備的防雷措施

2.3.1 天線防雷

微波天線防雷最主要的還是裝置避雷針，讓雷電流以最短的路徑引入接地網(wǎng)，這樣一來鐵塔上的天線都在所保護(hù)的范圍之內(nèi)，受不到雷電的襲擊。在天線塔桿基礎(chǔ)的四周設(shè)一組閉合的接地網(wǎng)，并將鐵塔桿的基礎(chǔ)與接地網(wǎng)可靠連接。天線塔桿的閉合接地網(wǎng)與建筑的閉合接地網(wǎng)之間，至少應(yīng)有兩處以上（間距3-5米）相互焊接連通；天線塔桿應(yīng)設(shè)避雷針，天線塔桿上的天饋線和其他設(shè)施都應(yīng)在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。避雷針應(yīng)設(shè)引下線，引下線與避雷針和建筑的閉合接地網(wǎng)相互焊接連通；天線塔桿上的天線支桿、框架、航空標(biāo)志、饋線過橋等設(shè)施都應(yīng)良好接地。低壓線人程宜采用電纜直埋方式，低壓電力電纜的長度不宜超過50米，在入戶端應(yīng)將電纜外護(hù)套與微波站接地網(wǎng)焊接連通，三根相線及零線在直入交流配電屏之前，分別對地加裝氧化鋅無間隙避雷器或其它過壓保護(hù)設(shè)施。

2.3.2 機(jī)房防雷

防雷檢測人員首先要對機(jī)房的防雷裝置、材料規(guī)格、安裝工藝等進(jìn)行查看并且測試饋線保護(hù)層、模擬通信設(shè)備的機(jī)架、內(nèi)走線架、YF線等金屬體是否有電位連接，測量接地電阻，最后做好查看記錄并且繪制一個機(jī)房防雷的平面圖。目的是保護(hù)機(jī)房人員設(shè)備工作安全減少雷擊事故的發(fā)生降低雷擊事故的影響減少因雷擊造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3.3 基站防雷

基站防雷的裝置有極閃器、引線下、接地裝置等，基站防雷首先必須要保證天面金屬物體有可靠的電位連接。這樣做是因為有雷電向建筑物襲擊時產(chǎn)生不了高電壓，對無線通信設(shè)備起到一個保護(hù)作用。再者就是天線的直擊雷防護(hù)。當(dāng)然，最主要的還是避雷針，最好的方法就是確保外走線架和同軸電纜饋線等設(shè)備的電位連接，直接用電線桿來保護(hù)，這樣可以減少高電壓和高壓反擊，避免雷電對機(jī)房內(nèi)的通信設(shè)備造成破壞。

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