小型通信站雷電入侵途徑分析及其防護(hù)技術(shù)研究

（福建省三明市防雷減災(zāi)管理局，三明市，365000） 龔 偉 王婷婷 張泉鋒

1 雷電放電時(shí)的危害形式

雷電是眾多大氣現(xiàn)象中的一種，具有極大的破壞性，雷電是自然界中強(qiáng)大的脈沖放電過(guò)程，雷電侵入建筑物或設(shè)備造成災(zāi)害是多渠道的，一般來(lái)說(shuō)，可以劃分為：直擊雷、閃電感應(yīng)、閃電電涌侵入、雷電反擊、雷擊電磁脈沖。

1.1 直擊雷

在雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，雷云直接通過(guò)人體，建（構(gòu)）筑物或設(shè)備等對(duì)地放電所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象。

1.2 閃電感應(yīng)

閃電發(fā)生時(shí)，在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的閃電靜電感應(yīng)和閃電電磁感應(yīng)，它可能使金屬部件之間產(chǎn)生火花放電。

1.3 閃電電涌侵入

當(dāng)雷電對(duì)架空線路、電纜線路或金屬管道作用，感應(yīng)產(chǎn)生過(guò)電壓波后，過(guò)電壓波可能沿著這些管線侵入屋內(nèi)，危及人身安全或設(shè)備損壞。

1.4 雷電反擊

當(dāng)閃電擊于接閃裝置上時(shí)，雷電流流過(guò)時(shí)會(huì)使接地引下線和接地裝置的電位驟升，如果與各種金屬導(dǎo)線、管道、設(shè)備和人員之間絕緣距離未達(dá)到安全要求，會(huì)造成放電，導(dǎo)致人身和設(shè)備雷擊事故。

1.5 雷擊電磁脈沖

閃電直接擊在建筑物防雷裝置和建筑物附近時(shí)產(chǎn)生脈沖電流，脈沖電流向外輻射電磁波，造成設(shè)備故障或設(shè)備損壞。

2 小型通信站的重要組成部分及工作原理

2.1 重要組成部分

小型通信站主要包括兩類(lèi)設(shè)備：基站收發(fā)臺(tái)（天線）和基站控制器。

2.2 工作原理

天線負(fù)責(zé)信號(hào)的接收、發(fā)送處理。基站控制器控制幾個(gè)天線，負(fù)責(zé)信號(hào)的分配和管理。（如圖1所示）

圖1 小型通信站的工作原理

3 小型通信站的防雷現(xiàn)狀

為了信號(hào)的覆蓋面足夠大，小型通信站都會(huì)安裝在大樓的頂部，周邊一定范圍內(nèi)要求無(wú)任何遮擋，處于制高點(diǎn)的位置。作為一名防雷檢測(cè)人員，在平時(shí)對(duì)小型通信站的檢測(cè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)主要存在以下問(wèn)題。

（1）天線支架上安裝的接閃桿離設(shè)備距離太近，一旦受到直擊雷擊，雷電流強(qiáng)度將非常大，極易引起設(shè)備損壞。

（2）設(shè)備的線纜未使用具有金屬護(hù)層的電纜或未采取穿金屬管屏蔽接地等保護(hù)措施，這就會(huì)使雷電流沿著線路侵入到設(shè)備，對(duì)設(shè)備造成損壞。

（3）設(shè)備的線纜經(jīng)常會(huì)固定或纏繞在接閃器上，接閃器是用來(lái)“引雷”的，一旦受到雷擊，線路上就會(huì)出現(xiàn)雷電流，造成線路燒毀或設(shè)備的損壞。

（4）設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)架等非通信用的金屬構(gòu)件未接地，極易造成設(shè)備損壞。

（5）電源線路、信號(hào)線路及天饋線路未安裝SPD，這就會(huì)使雷電流很容易入侵進(jìn)來(lái)。

4 雷電入侵的主要途徑

通過(guò)對(duì)小型通信站的分析，可知雷電入侵途徑主要有三方面：直擊雷、閃電感應(yīng)和閃電電涌侵入。

5 需采取的雷電防護(hù)措施。

根據(jù)雷電入侵的主要途徑，需采取的防護(hù)措施，包括：接地、直擊雷防護(hù)、線路屏蔽等。

5.1 接地

擁有良好的接地系統(tǒng)，是采取有效雷電防護(hù)措施的前提。小型通信站安裝在建筑物的頂部，宜直接利用建筑物的防雷接地系統(tǒng)。鋼筋混凝土建筑物直接利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為地網(wǎng)；磚混結(jié)構(gòu)建筑物應(yīng)在樓下設(shè)置接地裝置，宜圍繞建筑物3m遠(yuǎn)的距離設(shè)置封閉環(huán)形接地體，在環(huán)形接地體的四角向外做10～20m的輻射型水平接地體，并應(yīng)引至樓頂安裝專(zhuān)用接地排。

5.2 直擊雷防護(hù)

小型通信站的直擊雷防護(hù)，應(yīng)采用在天線支架上安裝接閃桿作為接閃器的方式，接閃桿的針尖應(yīng)高出天線頂端1m，天線及設(shè)備應(yīng)在接閃桿保護(hù)范圍內(nèi)，接閃桿應(yīng)有兩根不小于40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼作為接地引下線，接閃桿與設(shè)備之間的最小水平間距應(yīng)大于3m。接閃桿應(yīng)采用圓鋼或鋼管，采用圓鋼時(shí)直徑不小于16mm，采用鋼管時(shí)直徑不小于25mm，鋼管壁厚不小于2.5mm。

5.3 線路屏蔽

如果線纜是無(wú)金屬護(hù)層的電纜，全線應(yīng)穿金屬屏蔽管，并保持電氣導(dǎo)通且金屬屏蔽管兩端應(yīng)做接地措施。

5.4 等電位連接

小型通信站應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用接地排，將配電箱PE線、線纜金屬外護(hù)層、機(jī)殼、機(jī)架、走線架以及其它金屬構(gòu)件等進(jìn)行等電位連接，并應(yīng)就近接地，且接地線應(yīng)短直。

5.5 其它一些注意事項(xiàng)

嚴(yán)禁線纜固定或纏繞在接閃器或引下線上，并遠(yuǎn)離接閃器或引下線水平距離1m以上。應(yīng)設(shè)立警示牌，雷雨天氣禁止人員靠近，應(yīng)遠(yuǎn)離接閃裝置。雷雨天氣來(lái)臨前將設(shè)備電源能斷開(kāi)的，盡量斷開(kāi)，防止雷電波侵入，引起設(shè)備損壞。

6 結(jié)語(yǔ)

希望相關(guān)單位和部門(mén)對(duì)防雷引起足夠的重視；希望小型通信站的防雷措施能夠做得更好，盡量地減少或避免因雷電引起的損失。

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB 50343-2012，[Z].2012-06-11

[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057-2010，[Z].2011-10-01.

[3]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.《通信局站防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50689-2011，[Z].2011-04-02.

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[5]楊超.金屬線槽（電纜橋架）接地若干問(wèn)題探析.建筑電氣雜志，2009，03.

[6]楊少杰，余乃樅，朱江文.雷達(dá)站建筑物主體結(jié)構(gòu)及接地技術(shù)研究［J］.廣東氣象，2000（S2）：1-11.

[7]鐘景華，孫蘭.電子信息系統(tǒng)機(jī)房工程設(shè)計(jì)與施工.建筑電氣雜志，2009.04

[8]馬海玲，趙珠，周文峰.青海高原大中型醫(yī)療綜合樓雷電防護(hù)工程設(shè)計(jì).建筑電氣雜志，2013.08