淺析通信設備、線路安全防雷保護

張濱榮

天津市大港油田信息中心

淺析通信設備、線路安全防雷保護

張濱榮

天津市大港油田信息中心

雷電是一種自然天氣現象，如不注意防護將對通信設備造成嚴重的危害。尤其對于無線電通信設備而言，在進行設備維護時，尤其要把防雷保護作為一項重要的工作。要做好這方面的工作，首先要對雷電有一個理性的認識，以下先介紹以下雷電的物理特性。

雷電；通信；線路

一、雷電的產生及其物理特性

空中的塵埃、冰晶等物質在云層中翻滾運動的時候，經過一些復雜過程，使這些物質分別帶上了正電荷與負電荷。帶負電荷的云層向下靠近地面時，地面的凸出物、金屬等會被感應出正電荷，隨著電場的逐步增強，雷云向下形成下行先導，地面的物體形成向上閃流，二者相遇即形成對地放電。這就容易造成雷電災害。

根據觀測，地球上每秒鐘要出現大約100次的閃電雷擊，給人類社會造成了一定的危害，因此了解它的形成過程，尋求有效地防護措施意義十分重大。在春夏之交、夏秋之交冷暖空氣活動頻繁之際。這是通信設備頻繁出現問題的時候，更是每個電話站及通信設施設備維護中需要關注的時候。當通信設備的天線架設很高時，帶電的云層會在天線上產生感應電荷，如果天線與大地之間有直流通路，電荷會通過土地隨時泄放而不會積累起來。因此也不會由于感應在天線與大地之間產生高電位而引起放電，否則就有可能遭受雷擊。

二、通信設備的防雷措施

1、一般來說，建筑物的避免雷擊的途徑大致有四條：

(1)疏導，即將雷云中的電荷疏導至大地，從而避免直接雷擊或感應雷擊電流流經被保護的建筑物或設備，從而使這些建筑物或設備免受雷擊。

(2)隔離，即將雷電信號和被保護物隔離開來從而避免雷擊。

(3)等位，即將鐵塔地、工作地、建筑物的公共地等置于同一電位。

(4)消散，即釋放出異性電荷和雷云中的電荷進行中和，從而阻止雷電的形成。

2、安裝避雷針或避雷裝置

A、避雷針應當裝在高于天線尖端數米，避雷針與天線之間應有一定的間隔，以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。

B、避雷地線的直流通路的電阻要求足夠低，一般為10-50Ω，由于雷電浪涌電流較大，頻譜較寬且持續時間短，因此要求必須有盡量小的電感量。

C、地線不能用扁平編織線或絞合線，因為這種線電感較大，不利于泄放雷擊電流，且容易被腐蝕。要盡可能使用3毫米以上的實心導線，且最好是相同的金屬材料。

D、為了增大地表層的泄放面積，可采用埋設有一定間隔的多根接地體，且相互焊接。如在建筑物的四周以1至2米的間隔埋上10根左右的銅管，并把它們焊接起來。

E、微波站通信設備及供電設備的正常不帶電的金屬部分、通信設備所設防雷保安器的接地端，均應作保護接地，嚴禁作接零保護，其接地線截面積應不小于35平方毫米，材料為多股銅線。

F、當地網的接地電阻值達不到要求時，應擴大其面積在日常的維護過程中，要做到經常性的測量接地電阻，嚴格的控制在10-50Ω。

三、通信線路的防雷

在日常的寬帶安裝、故障維護工作中經常會發現機房寬帶設備電路板端口不可用；微波設備用戶電路板端口已經損壞。筆者認為這是從通信線路引入的感應雷電所導致的。所以通信設備的防感應雷擊主要需要做端口防護工作。

1、防感應雷擊的方法

(1)外部線纜引入設備的過電壓，經過防護電路后電壓值被限制到后級電路能夠承受的范圍之內。外部線纜引入設備的過電流，絕大部分被防護電路短路到大地，僅有極少部分的電流流入后級電路之中，從而起到保護設備的作用。這兩個作用都是通過在通信設備的端口安裝防雷器來實現的。

防雷器對端口的保護，分為共模保護和差模保護兩個方面。對一種線纜而言，引入設備的過電壓/過電流以線纜對地的共模為主，線纜間的差模過電壓/過電流相對小一些。但在有防護電路及設備上廣泛采用等電位連接的情況下，共模的過電壓/過電流也可以轉化成差模。

(2)在樓房上安裝避雷針或避雷裝置可以消除感應雷擊，其通常的做法是在建筑安裝避雷器。

(3)通信明線線路對雷電的防護主要是采取"避"、"擋"、"放"的方法。"避"就是用終端架空地線避雷，"擋"就是用分級保護擋雷，"放"就是終端桿安裝放電器，泄放雷電流。架空地線是架設于終端桿(250m)以內的線路上方，并在每根桿進行接地，在有分級保護的電桿可以不接地，接地電阻應小于5Ω。架空地線的作用，就是把雷電引入自身并泄入大地，保護引入電纜和終端設備。分級保護裝設作用是把遠方的雷電沿架空明線向終端傳來時，通過分級保護逐步放電，將雷電壓幅值逐級減小，從而起到阻擋的作用，減輕了雷電對終端桿設備的威脅。

(4)通信電纜線路雷電防護。通信電纜對雷電的防護，應根據電纜鋪設地段年平均雷暴日數、雷電強度、土壤電阻率、電纜品質因素和地理環境等確定。

2、一般防雷措施：地下直埋電纜每隔2km需做防雷地線。

(1)做跨接線。每個電纜接頭處都須做跨接線，可用5根12mm2銅線絞合而成，兩端分別焊于電纜接頭兩側的電纜鋼帶上，中間焊于電纜套管中央。它可以減少電纜外皮電阻，避免雷電流使鋼帶與電纜外皮產生跳弧擊穿。

(2)做橫連線。凡有幾條電纜同溝鋪放在一起時，一般應在每850m左右處用3股1.2mm2銅線橫連所有電纜。若接頭不在一起，其它電纜須切開口連接，須把鋼帶和鉛護套處理凈后焊在一起。電纜橫向互連，可以共同抵御雷擊。

(3)做防雷線。在雷電嚴重的地段，應在直埋電纜上平行鋪放鍍鋅鋼絞線，稱為防雷線。其作用是遭雷擊后能分流一部分雷電流，同時具有降低地中電位梯度的功能，減少直接落雷的可能性。

(4)消弧線。通信電纜與孤立電桿、高聳建筑物、孤立大樹應保持一定距離。若地下電纜距離單棵大樹、電桿、高塔、礦泉過近時，可用消弧線方法防雷。

綜上所述，在通信網的構成中，做好雷電的防護是確保通信安全暢通的必要條件。只有從主觀上足夠重視，并創造良好的客觀運行環境，做到管理專業化、制度化，設備、技術先進化，操作、維護現代化，才能保證通信電源系統和通信系統的安全生產運行，確保通信的可靠暢通。