通信信息系統雷電防護淺見

惠凱

摘 要:本文針對雷電對通信信息系統的破壞進行了分析,從引發雷電的可能性入手,提高通信信息系統防雷系數,確保通信信息系統設備和人員的安全。

關鍵詞:通信系統雷電防護工程

中圖分類號:TM862 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)05(b)-0101-01

雷電災害是一種嚴重的自然災害,雷擊是天空中產生的閃電對人或物體的打擊。衛星、通信、導航、計算機網絡系統、通信指揮系統極易遭到雷電破壞。通信信息系統防雷,是在閃電通道和避雷針泄流通道及其周圍整個三維空間內對雷電的全面防護。

從目前通信信息系統遭受雷擊的情況來看,雷擊原因主要有以下四種:一是直接雷。雷電擊中露天的監控攝像機,直接損壞設備;雷電直接擊中露天線纜,造成線纜熔斷、損壞。二是感應雷。感應雷又稱為二次雷,是指電磁感應和靜電感應引發的雷擊現象。電磁感應雷是指在雷擊通道周圍產生強大的瞬間變電磁場,處在電磁場中的設備和線路會感應產生較大的電動勢,導致設備損毀,一般建筑物上的避雷針只能預防直擊雷,而強大的電磁場產生的感應雷和脈沖電壓卻能潛入室內危及電視、電話及電子儀表等用電設備。三是雷電入侵波。通信信息系統的電源線、信號傳輸線或進入機房的其他金屬線纜,在遭受雷擊或被雷電感應時,雷電波沿這些金屬導線、導體侵入設備,產生的高電位差使設備損壞。四是地電位反擊。直接雷防護裝置(避雷針)在引導強大的雷電電流流入大地時,會在它的引下線、接地體以及與他們相連接的金屬導體上產生非常高的瞬間電壓,并在與他們靠得近、沒與它們連接的金屬物體、設備、線路、人體之間產生巨大的電位差,這個電位差引起的電擊就是地電位反擊。這種電擊足以損壞系統設備,嚴重時可能造成人身傷害或火災、爆炸事故。

全面的通信信息系統防雷應當堅持“整體設計、綜合治理、系統實施”的原則,采取“由點到線、由高到低、由室外到室內”的方法進行科學防范。

1 做好前端設備的防雷保護

通信信息系統前端設備有室外和室內安裝兩種情況,安裝在室內的設備一般不會遭受直接雷雷擊,而安裝在室外的設備一般位于相對開闊且地勢較高的位置,遭受直接雷雷擊的可能性較大,應同時考慮直接雷和感應雷防護問題。因此,所有前端設備應置于接閃器(避雷針或其他接閃導體)的有效防護范圍之內,應按標準加裝接閃系統,一般直接將避雷針架設在攝像機的支撐桿上,為防止電磁感應,攝像機和云臺的電源線、信號線、控制線應通過金屬管屏蔽,金屬管應可靠接地。為防止雷電波沿傳輸線路入侵前端設備,在條件允許的情況下,可考慮在每條線路上加裝合適的避雷器。

2 做好傳輸線路的防雷保護

基層部隊通信信息系統的傳輸線路主要為視頻信號線和控制線,其受感應雷及雷電侵入波影響最大。電纜的屏蔽性能與電纜外導體或屏蔽體是否接地,以及它的敷設形式有關,不同的敷設形式,其屏蔽效果也大不相同,架空電纜比埋地電纜更易受到雷電損壞。實際施工中,可根據需求和經濟條件,采用不同的敷設形式。為此,最安全的布線方式應采取全程穿金屬管埋地敷設,同時金屬管兩端必須可靠接地。在電纜進入室內和前端設備之前,必須穿金屬管埋地敷設,在入戶端將電纜金屬外皮、金屬管與防雷接地裝置連接好。

3 做好終端設備的防雷保護

終端設備的防雷應采取綜合防護措施:一是通信信息系統所在的建筑物必須裝有防直擊雷的避雷針、避雷網或避雷帶,且應與地網可靠連接。二是進入室內的各種金屬管線應接到共用接地裝置上,并做好等電位處理。同時,在視頻電纜接入、控制線接入之前,均應加裝浪涌保護器,以減少感應雷擊的概率。三是電源防雷應采用三級防護,即在建筑物的總配電室的電源進線處安裝一級電源防雷器;在值班室配電箱的電源進線處安裝電源防雷箱,設置第二級電源防雷保護器;在重要設備的電源進線處安裝電涌保護器,設置第三級電源防雷保護。另外,新增加建筑和新增加安裝設備應同時對防雷系統進行重新設計和建設,如:重新鋪設電腦網絡線、室外天線的移位和加高等等都應該重新設計和建設防雷設施。

4 做好防雷設施檢查維護

部分人不太注重,以為安裝了各種防雷裝置,就可萬事大吉,長期不去維護,不去更新。防雷裝置的主要器件氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管在長期使用中存在老化現象,它受雷電高電壓的反復沖擊會造成局部損傷乃至損壞,使其限制電壓的能力減弱。此時,這些器件雖然還能工作,但其防御雷電的能力大大減弱。如遇較強的雷擊,則有可能造成雷擊破壞事故。因此,對防雷裝置和防雷接地要經常進行檢查、維護,檢查包括外觀檢查和性能測試。建議不能對防雷裝置進行測試的單位,在防雷裝置安裝使用三年以后有必要進行更新,更新時間可根據本地的雷暴發生多少、防雷裝置的安裝環境及其受雷電侵襲的強弱等狀況而權衡考慮。