通信設(shè)備防雷的重要性及措施解析

張時東　李建豪　余益祥

摘 要：通信設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)集中度相對較高，板件耐受過電流以及過電壓能力相對有限，在遭受雷電攻擊后，設(shè)備會出現(xiàn)不同程度的損壞，會造成數(shù)據(jù)丟失以及通信中斷等方面問題，所以實施設(shè)備防雷措施是極為重要的。通過對通信設(shè)備防雷重要性的分析，明確防雷措施總體思路，并對防雷具體措施展開探索，旨在提高通信設(shè)備防雷水平，保障通信設(shè)備運行質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：直擊雷 通信設(shè)備 防雷措施 雷電危害

中圖分類號：TN991 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0032-02

為滿足社會不斷增加的通信需求，通信建設(shè)速度呈現(xiàn)出了顯著增長的趨勢。各種先進通信設(shè)備開始在通信網(wǎng)絡(luò)中進行應(yīng)用，傳統(tǒng)防護體系不再適用。管理部門需要按照雷電引起瞬間過電壓侵入通道，對通信線路以及電源線等展開多級保護措施，以對整體通信網(wǎng)運行展開可靠保護。為制定出較為合理的防雷方案，首先應(yīng)對防雷必要性以及常見雷電種類展開分析。

1 通信設(shè)備防雷重要性

雷電破壞力相對較強，在雷電現(xiàn)象出現(xiàn)時，其電壓能夠達到數(shù)百萬伏以上，瞬間電流更是超過了數(shù)十萬安培，會對通信設(shè)備運行形成嚴重威脅，所以進行通信設(shè)備防雷極為重要。

從危害層面而言，雷電主要可以分為感應(yīng)雷、雷電波以及直擊雷三種[1]。其中雷電波會在線路中進行傳播，會對設(shè)備絕緣性能形成直接損壞；直擊雷會對被保護物形成直接攻擊，通信電纜以及通信站機房樓等會在直擊雷強烈攻擊之后出現(xiàn)嚴重損壞，甚至引起人員傷亡以及火災(zāi)等嚴重后果；感應(yīng)雷雖然不會對被保護物形成直接攻擊，但卻會在放電時。在周圍導(dǎo)體上產(chǎn)生一定量的電磁感應(yīng)以及靜電感應(yīng)，會對導(dǎo)體相連設(shè)備及其器件形成損壞。同時通信站用于與外界相連的通信傳輸電纜以及電力電纜，也會受到感應(yīng)雷不同程度的攻擊，很容易會造成設(shè)備核心器件損壞，導(dǎo)致通信中斷。

2 防雷總體思路

為保證防雷措施制定質(zhì)量，在對具體防雷方案進行設(shè)計之前，相關(guān)人員首先應(yīng)明確通信設(shè)備防雷總體思路。

目前較為常用的防雷措施，主要有以下幾種：（1）疏導(dǎo)。利用引線對雷云中電荷實施疏導(dǎo)，將其引入到大地之中，控制電流流經(jīng)方向，以對通信設(shè)備或建筑物形成有效保護；（2）隔離。對被保護物實施隔離保護，防止雷電過電壓與其直接接觸，降低雷擊產(chǎn)生可能性；（3）等位。將建筑物公共地、鐵塔地以及天饋線地等，放置于電位之上；（4）中和。釋放異性電荷與云雷中電荷實施中和，以對雷電形成展開有些控制[2]。

3 具體防雷措施

按照總體防雷思路，制定以下防雷措施。

3.1 外部防雷

在實施外部防護過程中，會通過安裝接地裝置、避雷針以及避雷網(wǎng)等設(shè)施，提高建筑物防雷級別。

（1）避雷裝置保護原理。在雷電放電將要接近地面時，地面電磁場會在雷電影響下出現(xiàn)畸變現(xiàn)象，且會在避雷針頂部發(fā)生局部電場強度畸變狀況，會對雷電先導(dǎo)入電方向形成影響，使其在引導(dǎo)之下向避雷針進行放電。在接地裝置作用之下，該部分電流會被疏導(dǎo)到大地之中，進而建筑物形成有效保護。經(jīng)過大量實踐表明，避雷針防直擊雷效果較為明顯，值得廣泛進行推廣。但需要注意的是，避雷針防雷方式較為被動，且存在反應(yīng)速度慢以及導(dǎo)通量小等方面的問題，所以建議在大規(guī)模通信設(shè)備建筑物上，應(yīng)安裝提前放電主動式防雷裝置，并要做好角度選擇與規(guī)劃，以對建筑物形成全方位保護。同時，應(yīng)保證避雷網(wǎng)、避雷針及其他避雷裝置與外露金屬構(gòu)件連接性能，防止金屬構(gòu)件成為雷電導(dǎo)體，對通信設(shè)備形成保護。

（2）避雷裝置安裝要求。在此將重點對接地裝置以及避雷針安裝要求展開介紹。安裝具體要求如下：①避雷針安裝要高于天線頂端，需要和天線之間保持一定距離，以防避雷針對天線輻射圖形形成干擾，影響通信，一般建議將避雷針作為天線塔體主桿；②要對避雷地線直流通路電阻形成有效控制，將其數(shù)值控制在合理范圍內(nèi)，并要做好電感量管控，以防雷電浪涌電流過大，對裝置形成破壞；③接地引線長度應(yīng)被控制在30m之內(nèi)，在對鍍鋅扁鋼進行選擇時，應(yīng)盡量挑選截面面積在40mm×4mm材料，且要將其作為引線主要材質(zhì)；④地線以直徑超過3mm實心導(dǎo)線為最佳，要避免使用扁平編織線以及絞合線，以防因材料電感較大，使雷擊電流泄放受到直接影響；⑤為增加地表層過電壓面積，可采用埋設(shè)等距離間隔接地體與相互焊接的方式，達到理想過電壓面積；⑥如果通信工程較為重要，可通過安裝放射型避雷裝置的方式，對工程形成高水平保護。此種避雷裝置是較為先進的防雷保護設(shè)備，會通過不斷發(fā)射α粒子的方式，在周邊空間中形成大量電子，以在雷電環(huán)境中，產(chǎn)生和電場強度相同的電子流，抵消部分雷電電流，使高電場逐漸轉(zhuǎn)化為低電場，降低雷擊事故產(chǎn)生可能性。與避雷針相比，此種避雷裝置所形成的防雷面積更加理想，整體半徑能夠達到260m左右，能夠?qū)νㄐ沤ㄖc設(shè)備形成高效防護。同時該設(shè)備還具有使用安全性較高的優(yōu)勢，不會對人身形成損害，是今后通信防雷研究重要內(nèi)容之一。

3.2 內(nèi)部保護

（1）電源防護。線路是雷電入侵主要途徑，雖然供電部門在高壓線路部分設(shè)置了高壓避雷等防護裝置，但卻無法達到對線過壓形成有效控制的目標。所以對低壓線路實施過電壓保護，是極為必要的。在具體進行線路保護過程中，一方面要按照國家相關(guān)規(guī)定要求，在高壓變壓器至配件機房總配電盤之間電纜內(nèi)芯線兩端，安裝避雷器裝置；另一方面在樓層配電箱與總配電盤之間安裝避雷裝置。同時要在精密設(shè)備以及重要設(shè)備前端，安裝避雷裝置。要將分流、限流技術(shù)合理應(yīng)用到防雷工作之中，做好電壓能量疏導(dǎo)，達到良好保護效果。由于防護器質(zhì)量會對分流、限流技術(shù)應(yīng)用形成直接影響，所以需要對避雷裝置性能以及質(zhì)量等展開科學(xué)挑選。

（2）信號保護。在具體進行信號保護過程中，需要按照通信設(shè)備雷電敏感程度，合理制定防護措施。應(yīng)在信息系統(tǒng)進入到建筑物電纜內(nèi)芯線之前，加裝避雷裝置，并要對電纜實施空線接地處理，高質(zhì)量完成屏蔽接地任務(wù)[3]。在對信號電纜進行布置時，應(yīng)盡量從金屬管中穿入到地下，并對金屬管兩段實施接地處理，做好室內(nèi)部分信號電纜對應(yīng)接口避雷保護，要盡量縮短信號避雷器保護接地線長度，以防信號保護受到影響。同時，如果因條件限制，導(dǎo)致電纜無法通過地下途徑進入到室內(nèi)，此時需要對電纜穿金屬軟管實施屏蔽，對金屬軟管兩端進行接地，并在室內(nèi)設(shè)備對應(yīng)接口處安裝避雷裝置，以達到對信號形成有效防護的目標。

（3）接地處理。利用接地系統(tǒng)，將雷電流引入到大地之內(nèi)，進而對工作人員人身安全以及通信設(shè)備運行形成有效保護。通常建筑物接地系統(tǒng)都會設(shè)置防雷地、建筑物地網(wǎng)以及電源地等，按照設(shè)備運行需要，這些部分都需保持獨立狀態(tài)，要保證彼此之間距離，以防發(fā)生電位反擊事故。同時要做好變壓器地網(wǎng)、移動基站機房地網(wǎng)等地下多點連接處理，從而將雷擊事故發(fā)生概率控制在最低。

4 結(jié)語

通信部門要明確認識到雷電危害，加強對雷電防護措施的研究力度。要在對通信網(wǎng)絡(luò)以及通信設(shè)備特點進行明確的基礎(chǔ)上，按照地區(qū)雷電發(fā)生規(guī)律，制定出較為合理的雷電防護規(guī)劃。確保原有雷電防護措施可以得到有效改善，雷電防護級別可以得到切實提升，以通過高質(zhì)量的內(nèi)部防護以及外部防雷手段，對通信設(shè)備形成有效保護，從而營造出安全、可靠的通信設(shè)備運行環(huán)境，降低雷電對于通信工程的危害程度，以為社會提供更加優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的通信服務(wù)。

參考文獻

[1] 曹洲.通信機房防雷接地系統(tǒng)的方案設(shè)計[J].數(shù)字通信世界，2018（1）：41，172.

[2] 馮治國，楊曉剛.淺談通信設(shè)備防雷的重要性及措施[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2017（12）：228.

[3] 刁梅紅.通信設(shè)施對雷電電壓防護措施探討[J].建材與裝飾，2017（10）：286-287.