通信局站防雷接地保護(hù)相關(guān)問題探討

梁 虎

（中國電信股份有限公司六安分公司，安徽 六安 237000）

0 引 言

由于通信機(jī)房涉及了電源、交換、傳輸、數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)等多個(gè)專業(yè)，設(shè)備種類繁多，且每種設(shè)備的硬件構(gòu)成幾乎都是大規(guī)模集成電路，因此供電系統(tǒng)需要具有很高的穩(wěn)定性，對(duì)防雷接地系統(tǒng)提出了更高要求。盡管當(dāng)前各個(gè)機(jī)房都有專屬的防雷接地系統(tǒng)，但基于各種原因，很多機(jī)房的接地系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)。筆者在日常維護(hù)工作中總結(jié)了以下幾方面的問題。

1 通信局易受雷擊的原因

通常情況下，通信大樓都高于周圍建筑，絕大部分都設(shè)有移動(dòng)基站鐵塔，且其是周邊范圍內(nèi)最高的建筑，大大增加了遭受雷擊的可能性，提高了防雷工作的復(fù)雜性[1]。由于地點(diǎn)位升高，因此通信局站一旦遭受雷擊便會(huì)影響通信樓內(nèi)的通信設(shè)備。具體危害主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，雷電對(duì)鐵塔防雷針進(jìn)行放電時(shí)，會(huì)在整個(gè)通信大樓四周形成一個(gè)強(qiáng)大的雷電電磁脈沖，機(jī)房內(nèi)的電纜將會(huì)接收到較高電壓，進(jìn)而傳入設(shè)備；第二，如果地電位產(chǎn)生反擊，將直接危害通信設(shè)備；第三，數(shù)據(jù)線和控制線等通信設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)感應(yīng)雷擊后，將導(dǎo)致微處理器或計(jì)算機(jī)受損。

2 通信局站防雷誤區(qū)

2.1 認(rèn)識(shí)的誤區(qū)

首先，簡單認(rèn)為防雷內(nèi)容就是避雷針和接地網(wǎng)。部分地區(qū)通信局至今仍采用多年前的防雷措施，只采取了接地網(wǎng)和避雷針等最基本、簡單的防雷措施，幾乎沒有針對(duì)感應(yīng)雷采取相應(yīng)防護(hù)措施。

其次，誤認(rèn)為少雷區(qū)無需防雷。盡管處于少雷區(qū)的通信局遭遇電擊的可能性比多雷區(qū)小，但就遭受電擊后造成的危害而言，并不比多雷區(qū)小。因此，少雷區(qū)需要采取綜合性防雷措施，并適當(dāng)調(diào)整防護(hù)等級(jí)和強(qiáng)度。

再次，未按照通信局防雷規(guī)范技術(shù)要求安裝防雷設(shè)備[2]。當(dāng)前，大部分通信局安裝的防雷設(shè)備為開關(guān)型或者間隙型，甚至采用沒有通過國家防雷質(zhì)檢中心檢測(cè)的產(chǎn)品。雖然安裝了完整的防雷設(shè)備，但是無法為通信局業(yè)務(wù)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性提供有力保障。

最后，缺乏整體性防雷意識(shí)。就防雷措施實(shí)施而言，部分通信局只采取了少部分措施，比如只安裝部分信號(hào)防雷器和電源防雷器。但是，大量事實(shí)證明，通信局只有采取綜合整體的防雷措施，才能避免雷擊造成的慘重?fù)p失。

2.2 實(shí)施效果存在的問題

許多通信局不僅采取了高效的防護(hù)措施，而且嚴(yán)格按要求安裝了各種防雷設(shè)備，但仍會(huì)遇到雷擊事件。大量研究人員分析、總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，主要因?yàn)榉览状胧?shí)施效果不佳。實(shí)際上，防雷工作需要專業(yè)性設(shè)計(jì)和施工，要想充分發(fā)揮防雷器的防雷作用，僅安裝防雷設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。防雷器的防雷效果會(huì)受到多方面因素的影響，比如參考點(diǎn)設(shè)立的合理性、防雷器接地線的長短以及布線方式等。因此，為了提高通信局業(yè)務(wù)運(yùn)行的安全性，避免雷擊危害，通信局進(jìn)行防雷治理時(shí)要充分統(tǒng)籌考慮，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、施工到治理的全方位系統(tǒng)防護(hù)。另外，通信局的防雷接地技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)、涉及面廣，設(shè)備種類繁多，為了進(jìn)一步確保通信的可靠性，一定要由持有專業(yè)設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)的單位改造防雷接地技術(shù)。

3 通信局站防雷接地保護(hù)整治措施

3.1 通信局（站）專用交流電力線路防護(hù)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，通過交流電力系統(tǒng)引入通信大樓造成雷害事故的比例較大，且易造成通信中斷。因此，日常維護(hù)中，交流電力系統(tǒng)的防雷接地系統(tǒng)檢查和防雷器件測(cè)試至關(guān)重要。交流電力系統(tǒng)的防雷措施中，應(yīng)在變壓器以初、次級(jí)或者低壓狀態(tài)進(jìn)入樓內(nèi)甲流配電屏之前，設(shè)置氧化鋅避雷器，但要保證接地引線不能彎曲，不能太短，并且擁有足夠大的截面[3]。此外，進(jìn)入樓內(nèi)的低壓電力電纜可就近對(duì)金屬外護(hù)套兩端進(jìn)行接地處理，禁止架空電力電路進(jìn)入大樓。樓內(nèi)安裝電力變壓器的過程中，除了將高壓避雷器安裝于高壓電纜首尾兩端外，還要將電纜金屬護(hù)套接地，保證避雷器接地線、變壓器外殼和低壓側(cè)中性點(diǎn)共同接地。通常情況下，交流電力系統(tǒng)由當(dāng)?shù)仉娏Σ块T代管，因此，需要與當(dāng)?shù)毓╇姴块T配合。

3.2 移動(dòng)通信、微波鐵塔、天饋線及其他進(jìn)入樓內(nèi)的引線防雷措施

對(duì)微波天線鐵塔、新建移動(dòng)通信和引入樓內(nèi)的纜線而言，需要采取相應(yīng)的防雷措施，與通信大樓整體相融合，否則會(huì)變?yōu)樾略龅囊淄緩剑{整個(gè)通信大樓的安全。就當(dāng)前通信防雷現(xiàn)狀而言，人們普遍重視鐵塔的防雷接地，易忽略天饋線的防雷接地。因此，需要有關(guān)人員按照有關(guān)規(guī)定布置天饋線的防雷接地點(diǎn)，尤其是接入機(jī)房入口的外側(cè)天饋線，既要確保接地，還要保證良好的接地性。為了保證泄流的通暢性，需要足夠大的截面，包括過橋、鐵塔和機(jī)房頂部的避雷裝置在內(nèi)，都需要與接地線焊接連通。對(duì)于引入通信大樓的所有纜線，一方面要選擇有金屬護(hù)套的纜線；另一方面要保證在大樓入口處外側(cè)接地，在纜線的芯線中逐一加裝對(duì)應(yīng)的保安單元，實(shí)現(xiàn)多渠道分流，進(jìn)而有效削弱雷害。

3.3 電源供電系統(tǒng)的防雷

直流防雷器和交流防雷器一般都有開關(guān)電源，人們誤以為沒有必要將防雷器安裝在電源供電線路的進(jìn)線端，埋下了很大的安全隱患。與機(jī)房連接的電纜最好選用鎧裝電纜，地埋深度至少為200 m，并做好接地處理。實(shí)際工作中，由于各種條件限制，無法地埋電纜，只能選擇明線架空，極大增加了雷擊事故的發(fā)生率。因?yàn)閭€(gè)別地區(qū)的雷暴日長達(dá)31天，所以第一級(jí)防雷器的最大通流容量應(yīng)在60kA內(nèi)，而防雷器的最大通流容量為40kA，極可能損壞后級(jí)保護(hù)設(shè)備和防雷器[4]。無論開關(guān)電源上的避雷器是否受損，一旦流經(jīng)的電流過大，就會(huì)升高兩端的殘壓值，損壞后級(jí)保護(hù)設(shè)備。

一般情況下，電纜光纜在機(jī)房內(nèi)的防雷接地位置由基站的天饋線決定，接地時(shí)間在天饋線進(jìn)入機(jī)房之前。大部分基站都能做到這一點(diǎn)，僅有少部分基站的接地時(shí)間在天饋線進(jìn)入機(jī)房之后。出現(xiàn)問題最多的環(huán)節(jié)是電源第一級(jí)防雷器的接地點(diǎn)和光纜加強(qiáng)芯的接地點(diǎn)。連接機(jī)房的電源線一般都不會(huì)直接進(jìn)入配電箱，會(huì)留有一段距離，在配電箱內(nèi)的避雷器安裝完成后再經(jīng)地線接地。但是，一旦發(fā)生雷擊，電源線中就會(huì)產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓，影響周圍設(shè)備的安全性。ODF（光纖配線架）一般在光纜連接機(jī)房后引入，且光纜的加強(qiáng)芯需要進(jìn)行接地處理。為了避免ODF出現(xiàn)與電源線相同的問題，不能將ODF放置在光纜與機(jī)房的連接位置，可盡量縮短電源入線與配電箱安裝位置的距離，加裝一級(jí)SPD后就近接地于機(jī)房內(nèi)的環(huán)形均壓帶。

3.4 接地網(wǎng)的施工與建設(shè)方面

綜合通信樓幾乎采用聯(lián)合接地方式，即在地下將通信機(jī)房地網(wǎng)、建筑物地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)以及變壓器地網(wǎng)互連，形成一個(gè)等電位連接的聯(lián)合地網(wǎng)。但是，綜合電信樓實(shí)際施工過程中，不同工種的工程隊(duì)只負(fù)責(zé)一項(xiàng)工作，不關(guān)注與其他工作的配合，比如電力公司主要負(fù)責(zé)安裝和調(diào)試變壓器，建筑公司負(fù)責(zé)蓋樓，基站施工人員負(fù)責(zé)安裝鐵塔[5]。每個(gè)工程公司工作的開展都是圍繞自己的計(jì)劃和進(jìn)度進(jìn)行，導(dǎo)致同一個(gè)綜合樓內(nèi)形成了多個(gè)交錯(cuò)復(fù)雜的地網(wǎng)，盡管每一個(gè)地網(wǎng)都能通過地阻測(cè)試，但基于各個(gè)設(shè)備之間的等電位問題未解決，日后使用過程中存在很大安全隱患。

綜合樓主體竣工和路面硬化后，進(jìn)行地下多點(diǎn)互連非常困難。因此，建設(shè)每個(gè)樓層期間，最好以建筑物為中心設(shè)置一個(gè)環(huán)形均壓帶，以焊接的方式與主接地引下線和建筑物的鋼筋互連，使雷電流均勻分布于各接地引下線，使整個(gè)通信樓的接地系統(tǒng)以法拉第電磁籠式結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)。一方面，能確保機(jī)房各層設(shè)備等電位連接，另一方面，能最大限度限制外界電磁場給機(jī)房內(nèi)部造成的影響。因?yàn)闃欠拷ǔ珊鬅o法再將均壓帶和樓房的鋼筋進(jìn)行多點(diǎn)互連，所以施工中應(yīng)安排人員管理防雷接地進(jìn)程，保證各個(gè)防雷接地系統(tǒng)同步施工。

4 結(jié) 論

我國是一個(gè)雷電災(zāi)害頻發(fā)的國家，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，每年因雷電而損壞的建筑物、發(fā)電設(shè)施、影視以及通信設(shè)備數(shù)不勝數(shù)，造成的經(jīng)濟(jì)損失極為龐大。這進(jìn)一步突出了解雷電規(guī)律，掌握正確預(yù)防措施和整治方法的必要性。此外，設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)時(shí)，必須以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為根據(jù)，嚴(yán)格落實(shí)，最大限度降低雷電造成的損失。