通信设施雷电过电压防护措施

通信设施雷电过电压防护措施林旭东黄志成1福建省漳浦县气象局避雷所，’。563200；2，福建省华安县气象局避雷所随着科技的迅猛发展大规模集成电路和智能化在通信设备中的广泛应用使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高由于雷电在电源线信号线天馈线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生因此必须采取适当的保护措施以避免因过电压及其所产生的过电流对传输线路通信设备和人员造成的危害雷电是种自然现象它曾给人类社会带来了不少危害国际电工委员会已将雷电灾害称为电子时代的大公害雷击感应雷击电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁涡首从大量的通信设备雷击事例中分析专家们认为：由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲(LEMP)是通信设备损坏的主要原因因此只有了解了它的形成过程寻求有效地防护措施才能减少雷电带来的损失根据气象观测地球上每秒钟要出现大约100次左右的闪电雷击按照电信专用房屋设计规范通信大楼般都安装有避雷针避雷网或避雷带并且均采取了联合接地的方式从形式上看它已具备了良好的防雷和抗外界电磁干扰的性能然而通信设备为什么有时还会遭受过压过流而损坏呢?甚至还会对操作维护人员的人身构成成呢?这是由于当发生雷电时带电的云层会在通信设施的天线上产生感应电荷或雷电感应通过通信和电力线路侵入如果天线和通信线缆与大地之间直流通路不畅就会由于感应在天线和线缆与大地之间产生高电位而引起过电压致使通信设施无法承受强电流的侵入而损坏甚至会危及操作人员的人身安全随着长江通信建没速度的加快先进通信设备在长江通信网的大规模应用单的防护体系已不能满足现代通信网络安全的要求我局也加大了对防雷接地系统的投入防护体系也日趋完善防护体系，，多级防护包括防直击雷防感应雷电防地电位反一已从单防护体系转为多级防护、、，受雷击，这是人们长期实践证明的防直击。，击引起的瞬间过电压影响等多方面的防护应根据数字程控、、，。、、数字微波、VHF、光电，、。一，，“”一，、、传输交直流电源等所有微电子设备的不同功能不同受保护程度确定防护要点和保护等级根据雷电引起瞬间过电压的危害的可能侵入的通道从电源线到数据通信线路都应该做到多级保护为此我们应采取的防范原则是整体防御综合治理多重保护力争将其产生的危害降低到最低点、。，。“、、”，。雷的有效方法然而被动放电式避雷针存在反应速度差保护的范围小以及导通量小等不足根据现代通信发展的要求避雷针应选择提前放电主动式的防雷装置4560并且应该从30等不同角度考虑以做到对各种雷击的防护增大保护范围增加导通量建筑物的所有外露金属构件(管道)都应与防雷同(避雷线或避雷带)连接良好(1)安装避雷针或接地装置的要求①避雷针应当装在高于天线尖端数、。，，。。。、、，，，。。。，一、通信设施的防雷措施通常来说。，。，。一，、，。，，，，，，，。，，一，，。避免建筑物及设备遭受雷击的方式大致有四种：①疏导即将雷云中的电荷通过引线疏导至大地避免直接雷击或感应雷击电流流经建筑物或通信设备从而使建筑物或通信设备免受雷击②隔离即将雷电所产生的过电压和被保护物隔离开来从而避免雷击③等位即将铁塔地天馈线地设备工作地建筑物的公共地等置于等电位上④中和即释放出异性电荷和雷云中的电荷进行中和从而阻止雷电的形成根据以上的四种避雷方法具体到个通信工程的防雷电过电压来说其主要的措施有以下几种：1外部防护外部防护主要采用避雷针(避雷网避雷线和避雷带)和接地装置(接地线地极)来加以防护其保护原理是：当雷云放电接近地面时它使地面的电场发生畸变在避雷针(避雷线)顶部形成局部电场强度畸变以影响雷电先导人电的发展方向引导雷电向避雷针(避雷线)放电再通过接地引下线接地装置将雷电流引入大地从而使被保护物免，，，，。定的间隔以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆通信天钱却装在避雷针外线大约15个波长以外②避雷地线的直流通路的电阻要求足j够低般为1050￡由于雷电浪涌电流较大频谱较宽且持续时间短因此要求必须有尽量小的电感量一米，避雷针与天线之间应有一，。，．。一～，，，，。，③接地引入线长度应不大于30米，，其。，、、、。，，。，一，．、、。，，．，，、，材料应采用热镀锌扁钢或铜排截面积瘟不小于40mm×4mm地线不能用扁平编织线和绞合线因为这两种线电感较大不利于泄放雷击电流且容易被腐蚀要尽可能使用3毫米以上的实心导线且最好是相同的金属材料④为了增大地表层的过电压的泄放面积可采用埋设有定间隔的多根接地体且相互焊接如在建筑物的四周以l至2米的间隔埋上10根左右的铜管并把它们焊接起来⑤对些重要的通信工程来说可以考虑安装放射性避雷装置放射性避雷装置可以说是目前世界最先进的防雷保护装置之放射性避雷装置的关键部分是放射源它能连续自行发射0【粒子使周围空气电离产生大量电子在雷电场的作用。，，，。，。一，，。，。一，。一。，，。165中国科技信息2010年第3期cHINAscIENcEAND丁EcHNoLOGYINFORMATIoNFeb2010．对空气产生连锁的多极电离或雪崩电离形成与电场强度成正比的电子流这时产生的由放射源指向雷云的电离通导会永不间断地中和及释放空间电荷把已有的低电场消除掉把可能形成的高电场降为低电场从而有效地防止发生雷击起到显著的消雷作用这种放射性避雷装置的防护面积较大其半径大约为260米左右且安全可靠对人身无，下这些电子不断加速，，，，，，。，，，伤害。(2)防感应雷击的方法除在通信铁塔上安装避雷针或避雷装置的同时还要注意消除感应雷击其常用，，的方法是在天馈系统中安装电涌保护器(SPD)一。在天馈系统中安装DSPD时应注意以下问题：是SP的接地端必须与地连接可靠般要求接地引线应从天馈线人口处外侧的接地线避雷带或地网引接且接地电阻不得大干5￡2不然将会影响到防雷的效果二是因存在定的插入损耗对天线辐射信号的强度会造成定的影响并且还要注意驻波比般要求天馈系统的驻波比不大于15三是安装通信天线一，、，，一。，一，一，．。时天线的支撑杆要与铁塔可靠连接连接电阻等于零对重要的通信工程而言除在，，。，接地系统把雷电流上接第{57页引人大地从而达到保护设备和人身安全3的目的般建筑物的接地系统有建筑物结论地网(与法拉第网相接)电源地(要本文中针对通用型小型汽油发动机2)求地阻<10‘逻辑地(也称信号地)SIMULINK中建立了合理的在MATIAB／和防雷地等通信设备要求交直流工作发动机模型并在其环境F对该模型进行地安全保护地防雷地必须独立时如I了仿真仿真实验结果表明果相互之间距离达不到规范的要求则容11)利用该模型来研究发动机控制系易出现地电位反击事故因此各接地系统是可行的统之间的距离达不到规范要求时应尽可2)该模型无论是对于发动机内部变能使它们连接在起如实际情况不允许!量还是外部变量其仿真结果都具有较高直接连接可通过地电位连接从而保证各的精度类接地点的基准电位是惟值为保证系3)该模型可以被用于基于节气门控统正常工作每年在雷雨季节前后或春秋i制的调速系统的模拟仿真检修时应定期用精密地阻仪检测地阻值鉴于以上仿真实验结果可知该模型以确保地阻值始终保持在规定的范围内能正确及时地反映出节气门与负载的变化且发动机转速能及时地跟随其变化具有较高的灵敏性因此利用它既能达二结语到提高系统开发效率的目的又能为实际有力的理论依据’雷。个永恒的话题接地系统的正确与否直接：关系到通信设备和人身的安全根据国际国内相关技术的发展以及国际国家和信息产业部的有关设计规范可以明确以下，，‘一最后是接地处理。。、，、。。，、、，，：，。，。，一，，，，。一。，、。，，。，，、，，，。喜纛璧冀兰裴篓凳麓氅：，。、、琶篙黧琵鬻篓薯”“””…“』‘……“。，几点：1．天馈系统中安装SPD外，，还要注意供电系通信局(站)必须按规范建立、统的防雷常见做法是在变压器和配电房安装避雷装置2内部防护。．首先是电源部分的防护一，因为线路是对于高压部雷电侵入的主要通道之分供电部门有专用的高压避雷装置而线对线的过压刚无法控制因此对380V低压线路应进行过电压保护按国家规范要求应分为3部分建议在高压变压器后端到通信局(站)配电机房总配电盘的电缆内芯线两端对地加装避雷器作为级保护；在楼宇总配电盘至楼层配电箱问电缆内芯线两端对地加装避雷器作为二级保护；在所有重要的精密的设备以及UPS的前端对地加装避雷器作为三级保目的是用分流(限流)技术将雷电护过电压(脉冲)能量分流疏导至大地从而达到保护的目的分流(限流)技术中采用的防护器的质量性能的好坏将直接影响防护的效果因此应选择合格优良的避雷装置第二是信号部分的防护这需要根据通信设备的对雷电的敏感度来确定建议在所有信息系统进入楼字的电缆内芯线端时应对地加装避雷器电缆中的空线应接地并做好屏蔽接地。，，。在联合接地系统均压等电位分区保护的基础上2无论是通信大楼还是通信设施都必须采用层层防护的原则3建防雷装置的接地电阻应符合《。．，，。．，，：一筑物防雷接地规范))与通信行业防雷接地标准根据各通信机房基站等所处的环境应从电缆引入开始安装多级保护器4防雷装置的接地线应尽可能短因为在雷击情况下接地线的阻抗主要取决于接地线的电感而电感主要取决于接。、，。．，，．，，，、，。地线的长度因此接地线应尽量粗短而直禁止不必要的弯曲打圈和迂回才能达到更佳的防雷效果5注意避雷元器件使用是否正常应在每年雷雨季节到来之前和过后对其进行检查重点测试它们的动作电压和额定电。，、，、，。．，．，，压下的漏电流一，如果测试数值跟原来产品，。、参数存在定范围的变化就应该立刻将其更换掉以免发生不必要的损失，。，。，。参考文献．‘iii：j．，，，。求是科技MATLAB7[1】北京人民邮电出版社0从入．门到精通…．．2006166