通信臺站雷電的危害及防護

3 通信臺站目前線路雷電波侵入防護存在的問題
根據(jù)雷擊事故統(tǒng)計表明通信臺站的電源設(shè)備因雷擊損壞所占比例為68％，而市電引入部分因雷擊損壞所占比例更高達75．75％。大部分通信臺站遭遇雷擊后，配電箱、低壓供電電纜及通信線路等都受到雷擊破壞，導(dǎo)致設(shè)備毀損、屏蔽層擊穿、系統(tǒng)終止等事故發(fā)生。
目前，經(jīng)實際運行經(jīng)驗驗證，由電源系統(tǒng)耦合進入的感應(yīng)雷擊造成設(shè)備的損壞占雷災(zāi)損失70％以上。因此，對電源系統(tǒng)的雷電保護措施是整個防雷工程中必不可少的而且是非常重要的一個環(huán)節(jié)。
1)電源線路保護不完善。除在開關(guān)電源內(nèi)只帶有C級通流容量20kA的交流電源防雷模塊外，其他未采取任何防護措施。容易因直擊雷或感應(yīng)雷造成線路過壓，損壞電源線路與之相聯(lián)的設(shè)備；
2)部分通信臺站，在電源線路的終端杠開始改為鎧裝電纜埋地進入配電房。電源鎧裝電纜在入室前鎧裝層未作接地處理。由于雷電流的高頻趨膚效應(yīng)，電纜感應(yīng)的雷電流絕大部分均在鎧裝層尋找途徑上泄放，由于鎧裝層沒有接地，極易導(dǎo)致對地(或其他線路、設(shè)備等)放電打火，輕則導(dǎo)致電纜接頭擊穿短路，重則引起設(shè)備損壞，甚至導(dǎo)致火災(zāi)事故；
3)光纜長距離架空，部分在進機房前埋地距離很短，大部分沒有埋地就直接接入室內(nèi)綜合柜內(nèi)，光纜有鎧裝層但未采取任何接地措施，懸空。多數(shù)光纜中的加強筋在設(shè)備端也沒有作好接地處理，同低壓電纜一樣，長距離架空容易遭受直擊雷和感應(yīng)雷，由于雷電流的高頻趨膚效應(yīng)，感應(yīng)的雷電流絕大部分均在鎧裝層尋找途徑上泄放，由于鎧裝層沒有接地，極易導(dǎo)致對地(或其他線路、設(shè)備等)放電打火，輕則導(dǎo)致光纜接頭擊穿短路，重則引起設(shè)備損壞，甚至導(dǎo)致火災(zāi)事故燒毀光纜；
4)室內(nèi)接地不完善。多數(shù)通信臺站接地網(wǎng)做的比較規(guī)范，但是在接地引入線到接地匯集排接地處理不規(guī)范，接地線長度和粗細均不符合規(guī)范要求。直擊雷引下線與機房接地引上線之間的距離沒有達到規(guī)范要求最少相隔5一10米的要求。設(shè)備保護接地線較長且細，并與強電并行走線，容易造成雷電的二次感應(yīng)

4 通信臺站線路雷電波侵入防護方法
雷電感應(yīng)高電壓以及雷電電磁脈沖的防護是在入侵通道上將雷電過電壓、過電流泄放入地，從而達到保護電子設(shè)備的目的。其主要方法是采用隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓與過流保護、接地等方法將雷電過電壓、過電流以及雷電電磁脈沖消除在設(shè)備外圍，從而達到保護各類設(shè)備的目的。只要設(shè)計合理、安裝合格、各類浪涌保護器就能對雷電進行有效的防護。我們既要防止直擊雷，也要防止雷電感應(yīng)高電壓及雷電電磁脈沖，二者有機結(jié)合，相互補充，構(gòu)成一套完整的現(xiàn)代綜合防雷體系，才能有效地防止雷擊事故，減少雷擊災(zāi)害，保護建筑物、設(shè)備和人身安全。
根據(jù)現(xiàn)場的情況，我們針對每個通信臺站的不同情況采取針對性的解決措施。主要將采取等電位聯(lián)接、區(qū)分雷電流引下線和保護接地引上線、正確設(shè)計和安裝多級電源避雷器、建設(shè)合格地網(wǎng)等方法，對通信臺站進行綜合雷電防護。
1)電源系統(tǒng)防護的完善，根據(jù)通信臺站的實際情況采取2～4級的保護。由于電源線是雷電通過電場感應(yīng)而引雷入室的主要途徑，即使是電源線入地進室，也不能完全解決雷電波入侵的問題，因此安裝多級電源避雷器以抑制雷電波入侵是首要選擇；
2)通信臺站的交流供電系統(tǒng)應(yīng)采用絕緣護套電纜穿鋼管埋地、或采用金屬鎧裝電纜埋地引入的方式，其埋地長度宜不小于50m。當變壓器或電力線路終端桿與機房較近，電纜線地下埋設(shè)長度達不到50m時，可將電纜環(huán)繞機房迂回埋設(shè)。埋地的鋼管或電力電纜的外護金屬層兩端應(yīng)就近妥善接地，一端接變壓器地網(wǎng)，另一端在進機房前可靠接地。另外，電纜外導(dǎo)體對內(nèi)導(dǎo)體有靜電屏蔽作用，電纜的外導(dǎo)體同內(nèi)導(dǎo)體形成電容很容易將芯線上高頻性質(zhì)的感應(yīng)電荷泄放入地，可一定程度限制感應(yīng)雷電波侵入；
3)在電源低壓架空線的終桿處(電力電纜與架空電力線連接處)，做一組合格的地網(wǎng)，接地體宜采用輻射形或環(huán)形。將轉(zhuǎn)地埋的鎧裝電纜的鎧裝層就近接入該地網(wǎng)中，同時在終桿處增加一組(3個)戶外跌落式低壓避雷器，以增強對來自低壓架空輸電部分的雷電泄放能力，提高低壓線路側(cè)的防雷保護。避雷針在接閃直擊雷電流時，接地網(wǎng)會出現(xiàn)接地極上雷電流經(jīng)電阻耦合的高電位引入情況，這就需要在線路進戶處必須裝設(shè)一組(3個)戶外跌落式低壓避雷器，將高電位鉗制在安全值。按照DL／T499―2001《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》零線在進戶前作重復(fù)接地處理，將零線、避雷器的接地、電纜金屬外皮、絕緣子鐵腳、金具連在一起接地，保證在故障時保護中性線的電位盡可能保持接近大地電位；
4)電源線的進線在入室前，將電纜的鎧裝層做可靠接地，就近直接接入聯(lián)合地網(wǎng)中，增強對感應(yīng)雷的屏蔽和泄放；
5)通信光纜對機房設(shè)備造成的雷害通常是由光纜的金屬鎧裝層或金屬加強筋引起的。針對不同情況分別采取如下措施：
①無金屬屏蔽層(無金屬鎧裝層)光纜：可將光纜敷設(shè)在金屬管內(nèi)埋地進入機房，埋地長度宜不小于30m，一般可從線路終端桿開始埋設(shè)，埋地的金屬管兩端應(yīng)就近可靠接地，終端桿處直接與終端桿的接地網(wǎng)相連，入戶處直接與機房聯(lián)合地網(wǎng)相連，將光纜鎧裝層上的感應(yīng)雷電流直接泄放到地，將雷害的威脅直接阻止在室外不進室內(nèi)，從而保證室內(nèi)設(shè)備的安全；
②有金屬屏蔽層(有金屬鎧裝層)光纜：將光纜鎧裝層在終端桿和進機房前兩端就近接地，終端桿處直接與終端桿的接地網(wǎng)相連，入戶處直接與機房聯(lián)合地網(wǎng)相連，將光纜鎧裝層上的感應(yīng)雷電流直接泄放到地，將雷害的威脅直接阻止在室外不進室內(nèi)，從而保證室內(nèi)設(shè)備的安全；
③盡量將光數(shù)混合架或光纖終端盒設(shè)置在光纜進口處。對光纜金屬加強芯的接地安裝應(yīng)作妥善處理。光纜安裝時，應(yīng)將光纜加強芯和光纜終端盒內(nèi)專用的加強芯接地母排妥善連接，同時將加強芯接地母排直接與室外饋線接地排相連，布放的接地線宜不小于35mm2，且宜短、直。若與饋線接地排距離較長(大于2m)，也可與室內(nèi)接地匯集線就近連接。此外，加強芯專用接地母排應(yīng)與光纜終端盒體和機架內(nèi)金屬體進行電氣隔離。
(6)接地匯集線(匯流排)應(yīng)布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地連接線最短。各樓層的分匯集線應(yīng)直接與樓底的總匯集線相連。建議采用環(huán)形等電位連接，在機房內(nèi)沿走線架和墻壁沒置環(huán)形接地匯集線。環(huán)形接地匯集線應(yīng)多點就近與地網(wǎng)連通，站內(nèi)設(shè)備由環(huán)形匯集線就近接地。
(7)對于通信臺站信號部分，有雷擊損壞紀錄的臺站，在信號的接口部分還需要安裝相應(yīng)的信號類防雷器。

5 結(jié)論
雷電可導(dǎo)致的危害多種多樣，目前可以說沒有任何一種產(chǎn)品和單一手段可以全面防止雷電的危害。我們必須提高對防雷工作的認識，積極研究現(xiàn)代防雷新技術(shù)。每年在雷雨季節(jié)前，對系統(tǒng)進行檢查維護，對運行中的防雷元器件進行檢測。雷雨季節(jié)中要加強對防雷元器件外觀的巡視，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時處理。如果設(shè)備遭受雷擊，應(yīng)對損壞情況和原因進行調(diào)查分析，并根據(jù)分析結(jié)果，對防雷措施加以改進。同時應(yīng)做好雷害的統(tǒng)計，為防雷系統(tǒng)的設(shè)計、改進和完善，積累必要的資料。
目前全國部隊通信臺站已數(shù)不勝數(shù)，通信臺站正常工作關(guān)系到國防通信事業(yè)發(fā)展。通信臺站防雷接地系統(tǒng)是保證通信網(wǎng)絡(luò)暢通、人員和設(shè)備安全的重要環(huán)節(jié)，涉及通信臺站信號線、土建、供電、設(shè)備安裝以及周圍建筑等許多方面，需要我們樹立長遠的戰(zhàn)略目標，不斷總結(jié)經(jīng)驗，從實際情況入手，不斷提高防雷技術(shù)水平和通信臺站的防雷能力。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人類最終一定能找到有效利用雷電蘊藏著的巨大能量的途徑，徹底戰(zhàn)勝雷害。