淺談通信機(jī)房防雷接地措施

盧山

摘要：各類(lèi)通信機(jī)房數(shù)量眾多，分布于全國(guó)各地，地理地形、環(huán)境氣象等條件復(fù)雜多樣，且通信機(jī)房?jī)?nèi)電子設(shè)備及各類(lèi)線(xiàn)纜眾多，這些都是易受雷電災(zāi)害影響的特點(diǎn)。因此，做好通信機(jī)房防雷接地措施，保護(hù)各類(lèi)設(shè)備免受雷災(zāi)損壞，保障通信聯(lián)絡(luò)通暢，顯得尤為必要。

關(guān)鍵詞：通信機(jī)房;防雷接地

通信機(jī)房防雷接地措施主要分為三類(lèi)：一是外部保護(hù)，將絕大部分雷電流引入地下泄散;二是內(nèi)部保護(hù)，即阻塞沿電源線(xiàn)或數(shù)據(jù)線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)侵入波危害設(shè)備;三是過(guò)電壓保護(hù)，限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過(guò)壓幅值。

一、常見(jiàn)雷擊類(lèi)型

（一）直擊雷

帶電云層與大地之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象。直擊雷只有在雷云對(duì)地閃擊時(shí)才會(huì)對(duì)地面造成災(zāi)害，也就是說(shuō)直擊雷發(fā)生的幾率較低，而且直擊雷發(fā)生時(shí)一般只襲擊小范圍的目標(biāo)。但是由于放電現(xiàn)象發(fā)生過(guò)程迅猛，被直接擊中的目標(biāo)由于放電電流過(guò)大會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p壞。

（二）感應(yīng)雷

雷電在雷云間或雷云對(duì)地放電時(shí)，附近的室外信號(hào)線(xiàn)、地埋電力線(xiàn)、設(shè)備連接線(xiàn)上產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線(xiàn)路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害的放電現(xiàn)象。感應(yīng)雷雖然沒(méi)有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。感應(yīng)雷不論雷云對(duì)地閃擊還是雷云對(duì)雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。哪怕是一次雷閃擊都可以在較大范圍內(nèi)的多個(gè)電子設(shè)備間產(chǎn)生感應(yīng)雷過(guò)電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)高壓可以通過(guò)機(jī)房供電線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)等引入，并通過(guò)傳輸使雷害范圍擴(kuò)大。

（三）球形雷

一種特殊的雷電現(xiàn)象，一般是橙色或紅色的發(fā)光球體，直徑一般為10-20厘米，最大直徑可達(dá)一米，存在時(shí)間約為百分之幾秒至幾分鐘，一般為3-5秒，遇到物體或電氣設(shè)備時(shí)會(huì)產(chǎn)生燃燒或爆炸。主要是沿建筑物的孔洞或開(kāi)著的門(mén)窗進(jìn)入室內(nèi)，有的由煙囪或通氣管道進(jìn)入房間，多數(shù)沿帶電體消失。球形雷一般較少發(fā)生，只在某些特殊地理環(huán)境的機(jī)房發(fā)生?？赏ㄟ^(guò)鐵塔避雷系統(tǒng)、機(jī)房避雷系統(tǒng)、圍墻避雷系統(tǒng)等構(gòu)成多層次機(jī)房營(yíng)區(qū)防護(hù)系統(tǒng)加以防范。

二、外部防雷系統(tǒng)

一般防止直擊雷破壞是通過(guò)避雷裝置，即避雷針、引下線(xiàn)和接地網(wǎng)構(gòu)成完整電氣通路后，將雷電流泄入大地。但避雷針、引下線(xiàn)和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀，然而雷電會(huì)通過(guò)多種形式途徑破壞電子設(shè)備。對(duì)通信機(jī)房而言，天饋線(xiàn)系統(tǒng)和機(jī)房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊，可以通過(guò)合理設(shè)計(jì)避雷針保護(hù)范圍和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。但前提是避雷針必須足夠可靠，并且有接地電阻盡可能小的引下線(xiàn)和接地裝置配套，否則，不但起不到避雷作用，反而會(huì)增大雷擊損害程度。

避雷器與接地裝置間的金屬導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為引下線(xiàn)。將避雷針通過(guò)引下線(xiàn)與大地做良好的電氣連接的裝置稱(chēng)為接地裝置。接地裝置的作用是把由避雷針和網(wǎng)絡(luò)屏蔽引來(lái)的雷電流盡快泄放到大地中去，以保護(hù)人員、設(shè)備和建筑物安全。

接地網(wǎng)是把需要接地的各系統(tǒng)接到一個(gè)地網(wǎng)上或者把各原有地網(wǎng)用金屬連接起來(lái)，使之成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。在接地處理過(guò)程中，一定要有一個(gè)良好的接地系統(tǒng)，因?yàn)樗蟹览紫到y(tǒng)都需要通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地。如果機(jī)房接地系統(tǒng)效果不好，不但會(huì)引起設(shè)備損壞，甚至?xí)＜叭藛T生命安全。防干擾、防靜電等問(wèn)題都需要建立良好的接地系統(tǒng)。一般通信機(jī)房的接地系統(tǒng)有建筑物地、鐵塔地、電源地、邏輯地、防雷地等。當(dāng)各地網(wǎng)之間獨(dú)立時(shí)，如果相互之間距離達(dá)不到規(guī)范要求，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。當(dāng)各接地系統(tǒng)之間的距離達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)盡可能連接在一起，如實(shí)際情況不允許直接連接的，可通過(guò)地電位均衡器實(shí)現(xiàn)等電位連接。

三、內(nèi)部防雷系統(tǒng)

避雷設(shè)施在雷電發(fā)生的瞬間，接地引下線(xiàn)會(huì)有很大的瞬時(shí)電流通過(guò)，在周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生很大的雷電磁脈沖波，此時(shí)就需要內(nèi)部防雷措施。內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要由屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。建筑物內(nèi)部防雷主要涉及防高電壓引入和電磁脈沖波，其中危害最大的是高電壓引入。高電壓引入是指雷擊產(chǎn)生的高電壓通過(guò)金屬線(xiàn)引入到室內(nèi)，造成破壞的雷害現(xiàn)象。高電壓引入的途徑有兩種：一是直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線(xiàn)，讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線(xiàn)兩邊傳播而引入室內(nèi);二是來(lái)自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即由于雷雨云對(duì)大地放電或雷雨云之間迅速放電形成的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，感應(yīng)出幾千伏至幾百千伏的地電位反擊，這種反擊會(huì)沿著電力系統(tǒng)的零線(xiàn)、保護(hù)接地線(xiàn)及其它接地線(xiàn)傳入室內(nèi)，造成大面積危害。

四、過(guò)電壓保護(hù)

過(guò)電壓保護(hù)是限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過(guò)電壓幅值。根據(jù)IEC1312制定的雷電電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電源設(shè)備和信號(hào)設(shè)備分別安裝電源類(lèi)SPD（浪涌保護(hù)器）和通信網(wǎng)絡(luò)類(lèi)SPD進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。SPD是保護(hù)電子設(shè)備在受雷電閃擊造成浪涌過(guò)電壓危害的有效手段，對(duì)于出現(xiàn)浪涌等非正常工作狀態(tài)的低壓系統(tǒng)，SPD應(yīng)及時(shí)對(duì)浪涌做出反應(yīng)，通過(guò)SPD限制瞬時(shí)過(guò)電壓和分走浪涌電流的特性，將過(guò)電壓降到安全額定值以下。

當(dāng)浪涌電壓超過(guò)設(shè)計(jì)的最大承受能力和放電電流容量時(shí)，SPD可能會(huì)被損壞而失效。SPD的失效模式大致分為開(kāi)路和短路兩種。處于開(kāi)路模式時(shí)，被保護(hù)設(shè)備將受保護(hù)，處于開(kāi)路模式的SPD對(duì)系統(tǒng)本身不會(huì)產(chǎn)生影響，因此很難發(fā)現(xiàn)SPD已失效。為保證下一次浪涌到來(lái)前，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)失效的SPD，要求SPD必須具備失效指示功能。處于短路模式時(shí)，短路電流由配電系統(tǒng)

流向失效的SPD，失效的SPD通常并未完全短路且有一定的阻抗，在開(kāi)路前將發(fā)熱引起燃燒，此時(shí)，對(duì)處于短路失效模式的SPD要求安裝一個(gè)合適的斷路器，使被保護(hù)系統(tǒng)與失效的SPD脫離。

五、結(jié)束語(yǔ)

在信息化時(shí)代，通信對(duì)于生產(chǎn)生活的正常開(kāi)展顯得尤為重要，通信機(jī)房防雷接地好壞事關(guān)通信聯(lián)絡(luò)通暢大局，需要通信機(jī)房建設(shè)和維護(hù)部門(mén)不斷進(jìn)行優(yōu)化完善。技術(shù)人員對(duì)于通信機(jī)房防雷接地措施的探究從未停止，各類(lèi)防雷接地設(shè)備也在不斷升級(jí)換代、優(yōu)化性能指標(biāo)，以求將防雷接地效果做得更好。本文通過(guò)對(duì)雷電類(lèi)型的研究，從外部措施、內(nèi)部措施和過(guò)電壓保護(hù)三個(gè)方面探析了通信機(jī)房防雷接地的有效解決措施。當(dāng)然，通信機(jī)房防雷接地是系統(tǒng)性綜合性工程，只有不斷探索創(chuàng)新防雷接地手段，優(yōu)化防雷接地設(shè)備性能，才能將防雷接地效果做得更好更完善。

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