淺談通信機房防雷接地措施

盧山

摘要：各類通信機房數(shù)量眾多，分布于全國各地，地理地形、環(huán)境氣象等條件復(fù)雜多樣，且通信機房內(nèi)電子設(shè)備及各類線纜眾多，這些都是易受雷電災(zāi)害影響的特點。因此，做好通信機房防雷接地措施，保護各類設(shè)備免受雷災(zāi)損壞，保障通信聯(lián)絡(luò)通暢，顯得尤為必要。

關(guān)鍵詞：通信機房;防雷接地

通信機房防雷接地措施主要分為三類：一是外部保護，將絕大部分雷電流引入地下泄散;二是內(nèi)部保護，即阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號線侵入波危害設(shè)備;三是過電壓保護，限制被保護設(shè)備上雷電過壓幅值。

一、常見雷擊類型

（一）直擊雷

帶電云層與大地之間發(fā)生的迅猛放電現(xiàn)象。直擊雷只有在雷云對地閃擊時才會對地面造成災(zāi)害，也就是說直擊雷發(fā)生的幾率較低，而且直擊雷發(fā)生時一般只襲擊小范圍的目標(biāo)。但是由于放電現(xiàn)象發(fā)生過程迅猛，被直接擊中的目標(biāo)由于放電電流過大會造成嚴(yán)重?fù)p壞。

（二）感應(yīng)雷

雷電在雷云間或雷云對地放電時，附近的室外信號線、地埋電力線、設(shè)備連接線上產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害的放電現(xiàn)象。感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。感應(yīng)雷不論雷云對地閃擊還是雷云對雷云之間閃擊，都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。哪怕是一次雷閃擊都可以在較大范圍內(nèi)的多個電子設(shè)備間產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象，并且這種感應(yīng)高壓可以通過機房供電線和信號線等引入，并通過傳輸使雷害范圍擴大。

（三）球形雷

一種特殊的雷電現(xiàn)象，一般是橙色或紅色的發(fā)光球體，直徑一般為10-20厘米，最大直徑可達一米，存在時間約為百分之幾秒至幾分鐘，一般為3-5秒，遇到物體或電氣設(shè)備時會產(chǎn)生燃燒或爆炸。主要是沿建筑物的孔洞或開著的門窗進入室內(nèi)，有的由煙囪或通氣管道進入房間，多數(shù)沿帶電體消失。球形雷一般較少發(fā)生，只在某些特殊地理環(huán)境的機房發(fā)生。可通過鐵塔避雷系統(tǒng)、機房避雷系統(tǒng)、圍墻避雷系統(tǒng)等構(gòu)成多層次機房營區(qū)防護系統(tǒng)加以防范。

二、外部防雷系統(tǒng)

一般防止直擊雷破壞是通過避雷裝置，即避雷針、引下線和接地網(wǎng)構(gòu)成完整電氣通路后，將雷電流泄入大地。但避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀，然而雷電會通過多種形式途徑破壞電子設(shè)備。對通信機房而言，天饋線系統(tǒng)和機房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊，可以通過合理設(shè)計避雷針保護范圍和良好的接地系統(tǒng)起到保護作用。但前提是避雷針必須足夠可靠，并且有接地電阻盡可能小的引下線和接地裝置配套，否則，不但起不到避雷作用，反而會增大雷擊損害程度。

避雷器與接地裝置間的金屬導(dǎo)線稱為引下線。將避雷針通過引下線與大地做良好的電氣連接的裝置稱為接地裝置。接地裝置的作用是把由避雷針和網(wǎng)絡(luò)屏蔽引來的雷電流盡快泄放到大地中去，以保護人員、設(shè)備和建筑物安全。

接地網(wǎng)是把需要接地的各系統(tǒng)接到一個地網(wǎng)上或者把各原有地網(wǎng)用金屬連接起來，使之成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。在接地處理過程中，一定要有一個良好的接地系統(tǒng)，因為所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地。如果機房接地系統(tǒng)效果不好，不但會引起設(shè)備損壞，甚至?xí)＜叭藛T生命安全。防干擾、防靜電等問題都需要建立良好的接地系統(tǒng)。一般通信機房的接地系統(tǒng)有建筑物地、鐵塔地、電源地、邏輯地、防雷地等。當(dāng)各地網(wǎng)之間獨立時，如果相互之間距離達不到規(guī)范要求，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。當(dāng)各接地系統(tǒng)之間的距離達不到規(guī)范要求時，應(yīng)盡可能連接在一起，如實際情況不允許直接連接的，可通過地電位均衡器實現(xiàn)等電位連接。

三、內(nèi)部防雷系統(tǒng)

避雷設(shè)施在雷電發(fā)生的瞬間，接地引下線會有很大的瞬時電流通過，在周圍會產(chǎn)生很大的雷電磁脈沖波，此時就需要內(nèi)部防雷措施。內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要由屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。建筑物內(nèi)部防雷主要涉及防高電壓引入和電磁脈沖波，其中危害最大的是高電壓引入。高電壓引入是指雷擊產(chǎn)生的高電壓通過金屬線引入到室內(nèi)，造成破壞的雷害現(xiàn)象。高電壓引入的途徑有兩種：一是直擊雷直接擊中金屬導(dǎo)線，讓高壓雷電以波的形式沿著導(dǎo)線兩邊傳播而引入室內(nèi);二是來自感應(yīng)雷的高電壓脈沖，即由于雷雨云對大地放電或雷雨云之間迅速放電形成的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，感應(yīng)出幾千伏至幾百千伏的地電位反擊，這種反擊會沿著電力系統(tǒng)的零線、保護接地線及其它接地線傳入室內(nèi)，造成大面積危害。

四、過電壓保護

過電壓保護是限制被保護設(shè)備上雷電過電壓幅值。根據(jù)IEC1312制定的雷電電磁脈沖防護標(biāo)準(zhǔn)，對電源設(shè)備和信號設(shè)備分別安裝電源類SPD（浪涌保護器）和通信網(wǎng)絡(luò)類SPD進行過電壓保護。SPD是保護電子設(shè)備在受雷電閃擊造成浪涌過電壓危害的有效手段，對于出現(xiàn)浪涌等非正常工作狀態(tài)的低壓系統(tǒng)，SPD應(yīng)及時對浪涌做出反應(yīng)，通過SPD限制瞬時過電壓和分走浪涌電流的特性，將過電壓降到安全額定值以下。

當(dāng)浪涌電壓超過設(shè)計的最大承受能力和放電電流容量時，SPD可能會被損壞而失效。SPD的失效模式大致分為開路和短路兩種。處于開路模式時，被保護設(shè)備將受保護，處于開路模式的SPD對系統(tǒng)本身不會產(chǎn)生影響，因此很難發(fā)現(xiàn)SPD已失效。為保證下一次浪涌到來前，能及時發(fā)現(xiàn)失效的SPD，要求SPD必須具備失效指示功能。處于短路模式時，短路電流由配電系統(tǒng)

流向失效的SPD，失效的SPD通常并未完全短路且有一定的阻抗，在開路前將發(fā)熱引起燃燒，此時，對處于短路失效模式的SPD要求安裝一個合適的斷路器，使被保護系統(tǒng)與失效的SPD脫離。

五、結(jié)束語

在信息化時代，通信對于生產(chǎn)生活的正常開展顯得尤為重要，通信機房防雷接地好壞事關(guān)通信聯(lián)絡(luò)通暢大局，需要通信機房建設(shè)和維護部門不斷進行優(yōu)化完善。技術(shù)人員對于通信機房防雷接地措施的探究從未停止，各類防雷接地設(shè)備也在不斷升級換代、優(yōu)化性能指標(biāo)，以求將防雷接地效果做得更好。本文通過對雷電類型的研究，從外部措施、內(nèi)部措施和過電壓保護三個方面探析了通信機房防雷接地的有效解決措施。當(dāng)然，通信機房防雷接地是系統(tǒng)性綜合性工程，只有不斷探索創(chuàng)新防雷接地手段，優(yōu)化防雷接地設(shè)備性能，才能將防雷接地效果做得更好更完善。

參考文獻：

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