雷電預警技術在通信站防雷的應用

摘 要近幾年來，雷電活動頻發(fā)，雷電造成的災害更是屢見不鮮，占據了自然災害的六成左右，對人們日常的生活以及生產都構成了很大的威脅。針對這一問題，雷電預警技術在通信站防雷的應用實踐探究就顯得十分必要。本次論文介紹了雷電預警技術在高山微波站防雷的應用原理、實踐方法以及取得的效果。闡述了利用雷電預警技術進行電路控制的應用過程。

【關鍵詞】雷電預警技術 通信站 防雷處理 應用實踐

伴隨通信技術飛速發(fā)展，分離元件方式模擬微波通信設備開始逐步被數字微波通信設備取代。數字微波通信設備高集成化、微電子化，使得其在應用過程中很容易受到雷電的傷害。長距離的微波通信傳輸決定了大部分的微波主干通信站必須要建立在高山之上，所以，通信站的雷電預警系統(tǒng)設置至關重要。

1 高山微波站的防雷技術分析

近幾年來，通過對受到雷電影響比較大的高山站的情況統(tǒng)計、研究，總結了高山微波站具備以下幾項特點：

（1）雷電發(fā)生頻次比較高的高山微波站通常地理性質都是巖石地質的結構，微波站接地裝置等等防雷措施的實施成本又比較高，效果通常不夠理想。

（2）微博站的建筑物通常都是建在了模擬的微波通信時期，機房的建筑結構以及屏蔽效果都沒有辦法滿足數字通信設備的防雷需求；即使是對原有的建筑物進行改造，取得的效果也是非常有限。

（3）雷電波通常是通過380V的低壓線路入侵到通信機房，一般的雷電流都會比較大。

結合以上分析以及多年來高山微波站的防雷經驗來看，雷電頻次發(fā)生比較高的高山微波站，因為地理以及建筑結構、通信設備的情況，僅僅依靠常規(guī)的防雷措施進行雷電預警措施效果并不明顯，多年的微波站雷電災害統(tǒng)計數據充分表明，如果能夠有效阻止380V低壓新路的雷電波渠道入侵，對于通信設備的雷電保護就能夠達到事半功倍的效果。微波站24小時都會有人值班，值班人員通常依照經驗在雷電來臨之前進行微波站交流供電的人工切斷，隔離了低壓供電線路以及微波站的通信設備之間的聯(lián)系，防止了雷電波侵入到微波站，起到了一定的效果。但是，在2008年開始，雷電預警系統(tǒng)正式啟動，應用在高山微波站，實現(xiàn)了雷電環(huán)境中供電線路與通信設備之間的自動隔離、恢復。

2 雷電預警系統(tǒng)的裝置

采用雷電的預警技術雷電預警裝置首先要通過對大氣靜電場變化的預測進行雷電裝置的選擇。根本的技術原理其實就是靜電場電荷建立起來，雷電發(fā)生在雷云內部，準確檢測出空間的靜電場變化，間接了解雷云電荷的累積情況。

結合多年以來世界各地的氣象資料記錄來看，雷電的發(fā)生還是需要一些條件的，并且總體上還是呈現(xiàn)出了規(guī)律性。在距離地面1.5米的地方，無云的天氣情況下，檢測到平均場強大概是250V/m，場強的檢測值達到了2KV/m以上的時候，雷云其實已經在該地方產生了。如果場強發(fā)生了持續(xù)的增大，雷閃的現(xiàn)象發(fā)生性很可能超過了百分之九十，雷閃發(fā)生的時候，場強通常會在瞬間增大到14KV/M以上。通常情況下，獨立的雷云或者是雷云群產生需要至少到20分鐘。

基于以上原理，進行了雷電預警裝置的設計，能夠確保所在位置的靜電場場強實時監(jiān)測，排除其他非雷云的電廠干擾，實現(xiàn)了雷電的預報。通常都會應用危險警報分級界定雷電閃電的程度。為了獲得更加準確的預警效果，第一等級場強的門會設置比較低，第二等級場強會提供進一步的確定消息，第三等級會激活自動操作的系統(tǒng)，當場強下降到了門限場強之下的水平，警報的聲音就會停止，設備的主要構成有主機、探頭以及交流電源三個部分，安裝非常方便，具備多種報警的輸出方式，具備標準化的工業(yè)借口，能夠實現(xiàn)跟外延設備的最終對接。

3 雷電預警系統(tǒng)的保護

3.1 系統(tǒng)組成

雷電預警的保護系統(tǒng)是雷電預警裝置、主機、探頭、UPS構成，主要的作用在于雷電信號變化的檢測，自動控制的單元作用在于預警裝置的主機信號變換，控制了低壓供電線路的短路器開關，屬于自主開發(fā)的產品，遠程監(jiān)控的部分主要包括了網橋、信號接口、傳輸線路、網絡交換機、PC終端等等，作用在于雷電的信號變化，低壓供電線路的短路器開關以及輸送到電腦通信系統(tǒng)，進行遠程操作。

3.2 系統(tǒng)工作

當雷電到來的前10-30分鐘，通過雷電的預警系統(tǒng)能夠進行開關的控制，當雷電消失之后的10-30分鐘，通過雷電預警的裝置報警的輸出進行斷路開關的閉合，恢復機房的電流；系統(tǒng)工作的整體情況可以通過遠程的監(jiān)控送到地區(qū)通信的中心值班室中。高山微波通信站的蓄電池放電容量通常按照48小時進行配置，雷電的預警系統(tǒng)耗電量非常小。當雷電預警系統(tǒng)的斷路器出現(xiàn)了沒有辦法閉合的情況，可以通過中心機房進行終端控制，對雷電系統(tǒng)的斷路器進行遠程的強制關閉，恢復了微波站的交流供電。

3.3 實踐應用問題

在實踐的過程當中，一方面必須要注意斷路器在開斷的狀態(tài)下，耐壓的水平要大于80kA，確保低電壓供電電路以及微波站機房的通信設備能夠真正意義上實現(xiàn)物理的隔離，阻隔了雷電波從低壓供電線路進入到機房當中，斷路器必須要選擇智能化的工業(yè)級別的斷路器。

另一方面，供電要求在微波站停電的情況下，雷電的預警系統(tǒng)保護能夠正常進行工作，利用微波站蓄電池能夠實現(xiàn)直流電源及相關配置的UPS電源系統(tǒng)，確保系統(tǒng)正常供電。

4 結束語

本次論文針對雷電預警技術在通信站防雷的應用研究進行了分析研討，結合現(xiàn)有雷電預警技術在通信站防雷的應用的現(xiàn)狀進行了分析，總結了雷電預警技術在通信站防雷的應用應當具備的功能，或者是雷電預警技術在通信站防雷的應用存在的問題，并且提出了相對應的標準和要求，希望能夠為雷電預警技術在通信站防雷的應用過程中的問題解決提升提供更多有效建議，能夠為同行業(yè)的發(fā)展提供有意義的參考，確保雷電預警技術在通信站防雷的應用能夠更加有效地應用于實際當中，起到預測災情或者減輕災害的作用。

參考文獻

[1]王海光，李軍.雷電預警技術在通信站防雷的應用實踐[J].電力系統(tǒng)通信，2012，33（02）：38-41.

[2]黃建華，關強華.雷電預警防雷技術在通信基站中的應用[J].廣東通信技術，2014，34（11）：68-70.

[3]曾金全，朱彪，王穎波，張燁方.基于雷電臨近預警技術的主動防雷應用[J].應用氣象學報，2015，26（05）：610-617.

[4]朱彪，曾金全，王穎波.雷電臨近預警技術在無線電監(jiān)測站的應用分析[A].中國氣象學會.第32屆中國氣象學會年會S20 第十三屆防雷減災論壇——雷電物理和防雷新技術[C].中國氣象學會，2015：8.

[5]魏新杰.基于GPRS的雷電監(jiān)測管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].電子科技大學，2015.

[6]張凱.邯鄲電力通信系統(tǒng)防雷技術的應用研究[D].華北電力大學，2014.

作者單位

河北省塞罕壩機械林場總場 河北省承德市 068450endprint