通信局站防雷接地保護相關問題探討

梁 虎

（中國電信股份有限公司六安分公司，安徽 六安 237000）

0 引 言

由于通信機房涉及了電源、交換、傳輸、數據和計算機等多個專業，設備種類繁多，且每種設備的硬件構成幾乎都是大規模集成電路，因此供電系統需要具有很高的穩定性，對防雷接地系統提出了更高要求。盡管當前各個機房都有專屬的防雷接地系統，但基于各種原因，很多機房的接地系統不達標。筆者在日常維護工作中總結了以下幾方面的問題。

1 通信局易受雷擊的原因

通常情況下，通信大樓都高于周圍建筑，絕大部分都設有移動基站鐵塔，且其是周邊范圍內最高的建筑，大大增加了遭受雷擊的可能性，提高了防雷工作的復雜性[1]。由于地點位升高，因此通信局站一旦遭受雷擊便會影響通信樓內的通信設備。具體危害主要體現在三個方面：第一，雷電對鐵塔防雷針進行放電時，會在整個通信大樓四周形成一個強大的雷電電磁脈沖，機房內的電纜將會接收到較高電壓，進而傳入設備；第二，如果地電位產生反擊，將直接危害通信設備；第三，數據線和控制線等通信設備的薄弱環節感應雷擊后，將導致微處理器或計算機受損。

2 通信局站防雷誤區

2.1 認識的誤區

首先，簡單認為防雷內容就是避雷針和接地網。部分地區通信局至今仍采用多年前的防雷措施，只采取了接地網和避雷針等最基本、簡單的防雷措施，幾乎沒有針對感應雷采取相應防護措施。

其次，誤認為少雷區無需防雷。盡管處于少雷區的通信局遭遇電擊的可能性比多雷區小，但就遭受電擊后造成的危害而言，并不比多雷區小。因此，少雷區需要采取綜合性防雷措施，并適當調整防護等級和強度。

再次，未按照通信局防雷規范技術要求安裝防雷設備[2]。當前，大部分通信局安裝的防雷設備為開關型或者間隙型，甚至采用沒有通過國家防雷質檢中心檢測的產品。雖然安裝了完整的防雷設備，但是無法為通信局業務運行的安全性和穩定性提供有力保障。

最后，缺乏整體性防雷意識。就防雷措施實施而言，部分通信局只采取了少部分措施，比如只安裝部分信號防雷器和電源防雷器。但是，大量事實證明，通信局只有采取綜合整體的防雷措施，才能避免雷擊造成的慘重損失。

2.2 實施效果存在的問題

許多通信局不僅采取了高效的防護措施，而且嚴格按要求安裝了各種防雷設備，但仍會遇到雷擊事件。大量研究人員分析、總結后發現，主要因為防雷措施實施效果不佳。實際上，防雷工作需要專業性設計和施工，要想充分發揮防雷器的防雷作用，僅安裝防雷設備遠遠不足。防雷器的防雷效果會受到多方面因素的影響，比如參考點設立的合理性、防雷器接地線的長短以及布線方式等。因此，為了提高通信局業務運行的安全性，避免雷擊危害，通信局進行防雷治理時要充分統籌考慮，實現從設計、施工到治理的全方位系統防護。另外，通信局的防雷接地技術專業性強、涉及面廣，設備種類繁多，為了進一步確保通信的可靠性，一定要由持有專業設計和施工資質的單位改造防雷接地技術。

3 通信局站防雷接地保護整治措施

3.1 通信局（站）專用交流電力線路防護

數據統計結果顯示，通過交流電力系統引入通信大樓造成雷害事故的比例較大，且易造成通信中斷。因此，日常維護中，交流電力系統的防雷接地系統檢查和防雷器件測試至關重要。交流電力系統的防雷措施中，應在變壓器以初、次級或者低壓狀態進入樓內甲流配電屏之前，設置氧化鋅避雷器，但要保證接地引線不能彎曲，不能太短，并且擁有足夠大的截面[3]。此外，進入樓內的低壓電力電纜可就近對金屬外護套兩端進行接地處理，禁止架空電力電路進入大樓。樓內安裝電力變壓器的過程中，除了將高壓避雷器安裝于高壓電纜首尾兩端外，還要將電纜金屬護套接地，保證避雷器接地線、變壓器外殼和低壓側中性點共同接地。通常情況下，交流電力系統由當地電力部門代管，因此，需要與當地供電部門配合。

3.2 移動通信、微波鐵塔、天饋線及其他進入樓內的引線防雷措施

對微波天線鐵塔、新建移動通信和引入樓內的纜線而言，需要采取相應的防雷措施，與通信大樓整體相融合，否則會變為新增的引雷途徑，威脅整個通信大樓的安全。就當前通信防雷現狀而言，人們普遍重視鐵塔的防雷接地，易忽略天饋線的防雷接地。因此，需要有關人員按照有關規定布置天饋線的防雷接地點，尤其是接入機房入口的外側天饋線，既要確保接地，還要保證良好的接地性。為了保證泄流的通暢性，需要足夠大的截面，包括過橋、鐵塔和機房頂部的避雷裝置在內，都需要與接地線焊接連通。對于引入通信大樓的所有纜線，一方面要選擇有金屬護套的纜線；另一方面要保證在大樓入口處外側接地，在纜線的芯線中逐一加裝對應的保安單元，實現多渠道分流，進而有效削弱雷害。

3.3 電源供電系統的防雷

直流防雷器和交流防雷器一般都有開關電源，人們誤以為沒有必要將防雷器安裝在電源供電線路的進線端，埋下了很大的安全隱患。與機房連接的電纜最好選用鎧裝電纜，地埋深度至少為200 m，并做好接地處理。實際工作中，由于各種條件限制，無法地埋電纜，只能選擇明線架空，極大增加了雷擊事故的發生率。因為個別地區的雷暴日長達31天，所以第一級防雷器的最大通流容量應在60kA內，而防雷器的最大通流容量為40kA，極可能損壞后級保護設備和防雷器[4]。無論開關電源上的避雷器是否受損，一旦流經的電流過大，就會升高兩端的殘壓值，損壞后級保護設備。

一般情況下，電纜光纜在機房內的防雷接地位置由基站的天饋線決定，接地時間在天饋線進入機房之前。大部分基站都能做到這一點，僅有少部分基站的接地時間在天饋線進入機房之后。出現問題最多的環節是電源第一級防雷器的接地點和光纜加強芯的接地點。連接機房的電源線一般都不會直接進入配電箱，會留有一段距離，在配電箱內的避雷器安裝完成后再經地線接地。但是，一旦發生雷擊，電源線中就會產生較高的感應電壓，影響周圍設備的安全性。ODF（光纖配線架）一般在光纜連接機房后引入，且光纜的加強芯需要進行接地處理。為了避免ODF出現與電源線相同的問題，不能將ODF放置在光纜與機房的連接位置，可盡量縮短電源入線與配電箱安裝位置的距離，加裝一級SPD后就近接地于機房內的環形均壓帶。

3.4 接地網的施工與建設方面

綜合通信樓幾乎采用聯合接地方式，即在地下將通信機房地網、建筑物地網、鐵塔地網以及變壓器地網互連，形成一個等電位連接的聯合地網。但是，綜合電信樓實際施工過程中，不同工種的工程隊只負責一項工作，不關注與其他工作的配合，比如電力公司主要負責安裝和調試變壓器，建筑公司負責蓋樓，基站施工人員負責安裝鐵塔[5]。每個工程公司工作的開展都是圍繞自己的計劃和進度進行，導致同一個綜合樓內形成了多個交錯復雜的地網，盡管每一個地網都能通過地阻測試，但基于各個設備之間的等電位問題未解決，日后使用過程中存在很大安全隱患。

綜合樓主體竣工和路面硬化后，進行地下多點互連非常困難。因此，建設每個樓層期間，最好以建筑物為中心設置一個環形均壓帶，以焊接的方式與主接地引下線和建筑物的鋼筋互連，使雷電流均勻分布于各接地引下線，使整個通信樓的接地系統以法拉第電磁籠式結構呈現。一方面，能確保機房各層設備等電位連接，另一方面，能最大限度限制外界電磁場給機房內部造成的影響。因為樓房建成后無法再將均壓帶和樓房的鋼筋進行多點互連，所以施工中應安排人員管理防雷接地進程，保證各個防雷接地系統同步施工。

4 結 論

我國是一個雷電災害頻發的國家，據相關數據，每年因雷電而損壞的建筑物、發電設施、影視以及通信設備數不勝數，造成的經濟損失極為龐大。這進一步突出了解雷電規律，掌握正確預防措施和整治方法的必要性。此外，設計防雷系統時，必須以相關標準為根據，嚴格落實，最大限度降低雷電造成的損失。