通信臺站雷電的危害及防護

3 通信臺站目前線(xiàn)路雷電波侵入防護存在的問(wèn)題
根據雷擊事故統計表明通信臺站的電源設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(xiàn)路等都受到雷擊破壞，導致設備毀損、屏蔽層擊穿、系統終止等事故發(fā)生。
目前，經(jīng)實(shí)際運行經(jīng)驗驗證，由電源系統耦合進(jìn)入的感應雷擊造成設備的損壞占雷災損失70％以上。因此，對電源系統的雷電保護措施是整個(gè)防雷工程中必不可少的而且是非常重要的一個(gè)環(huán)節。
1)電源線(xiàn)路保護不完善。除在開(kāi)關(guān)電源內只帶有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雷造成線(xiàn)路過(guò)壓，損壞電源線(xiàn)路與之相聯(lián)的設備；
2)部分通信臺站，在電源線(xiàn)路的終端杠開(kāi)始改為鎧裝電纜埋地進(jìn)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，電纜感應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(méi)有接地，極易導致對地(或其他線(xiàn)路、設備等)放電打火，輕則導致電纜接頭擊穿短路，重則引起設備損壞，甚至導致火災事故；
3)光纜長(cháng)距離架空，部分在進(jìn)機房前埋地距離很短，大部分沒(méi)有埋地就直接接入室內綜合柜內，光纜有鎧裝層但未采取任何接地措施，懸空。多數光纜中的加強筋在設備端也沒(méi)有作好接地處理，同低壓電纜一樣，長(cháng)距離架空容易遭受直擊雷和感應雷，由于雷電流的高頻趨膚效應，感應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(méi)有接地，極易導致對地(或其他線(xiàn)路、設備等)放電打火，輕則導致光纜接頭擊穿短路，重則引起設備損壞，甚至導致火災事故燒毀光纜；
4)室內接地不完善。多數通信臺站接地網(wǎng)做的比較規范，但是在接地引入線(xiàn)到接地匯集排接地處理不規范，接地線(xiàn)長(cháng)度和粗細均不符合規范要求。直擊雷引下線(xiàn)與機房接地引上線(xiàn)之間的距離沒(méi)有達到規范要求最少相隔5一10米的要求。設備保護接地線(xiàn)較長(cháng)且細，并與強電并行走線(xiàn)，容易造成雷電的二次感應

4 通信臺站線(xiàn)路雷電波侵入防護方法
雷電感應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(guò)電壓、過(guò)電流泄放入地，從而達到保護電子設備的目的。其主要方法是采用隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過(guò)壓與過(guò)流保護、接地等方法將雷電過(guò)電壓、過(guò)電流以及雷電電磁脈沖消除在設備外圍，從而達到保護各類(lèi)設備的目的。只要設計合理、安裝合格、各類(lèi)浪涌保護器就能對雷電進(jìn)行有效的防護。我們既要防止直擊雷，也要防止雷電感應高電壓及雷電電磁脈沖，二者有機結合，相互補充，構成一套完整的現代綜合防雷體系，才能有效地防止雷擊事故，減少雷擊災害，保護建筑物、設備和人身安全。
根據現場(chǎng)的情況，我們針對每個(gè)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、區分雷電流引下線(xiàn)和保護接地引上線(xiàn)、正確設計和安裝多級電源避雷器、建設合格地網(wǎng)等方法，對通信臺站進(jìn)行綜合雷電防護。
1)電源系統防護的完善，根據通信臺站的實(shí)際情況采取2～4級的保護。由于電源線(xiàn)是雷電通過(guò)電場(chǎng)感應而引雷入室的主要途徑，即使是電源線(xiàn)入地進(jìn)室，也不能完全解決雷電波入侵的問(wèn)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應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(cháng)度宜不小于50m。當變壓器或電力線(xiàn)路終端桿與機房較近，電纜線(xiàn)地下埋設長(cháng)度達不到50m時(shí)，可將電纜環(huán)繞機房迂回埋設。埋地的鋼管或電力電纜的外護金屬層兩端應就近妥善接地，一端接變壓器地網(wǎng)，另一端在進(jìn)機房前可靠接地。另外，電纜外導體對內導體有靜電屏蔽作用，電纜的外導體同內導體形成電容很容易將芯線(xiàn)上高頻性質(zhì)的感應電荷泄放入地，可一定程度限制感應雷電波侵入；
3)在電源低壓架空線(xiàn)的終桿處(電力電纜與架空電力線(xiàn)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。將轉地埋的鎧裝電纜的鎧裝層就近接入該地網(wǎng)中，同時(shí)在終桿處增加一組(3個(gè))戶(hù)外跌落式低壓避雷器，以增強對來(lái)自低壓架空輸電部分的雷電泄放能力，提高低壓線(xiàn)路側的防雷保護。避雷針在接閃直擊雷電流時(shí)，接地網(wǎng)會(huì )出現接地極上雷電流經(jīng)電阻耦合的高電位引入情況，這就需要在線(xiàn)路進(jìn)戶(hù)處必須裝設一組(3個(gè))戶(hù)外跌落式低壓避雷器，將高電位鉗制在安全值。按照DL／T499―2001《農村低壓電力技術(shù)規程》零線(xiàn)在進(jìn)戶(hù)前作重復接地處理，將零線(xiàn)、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(shí)保護中性線(xiàn)的電位盡可能保持接近大地電位；
4)電源線(xiàn)的進(jìn)線(xiàn)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，增強對感應雷的屏蔽和泄放；
5)通信光纜對機房設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(wú)金屬屏蔽層(無(wú)金屬鎧裝層)光纜：可將光纜敷設在金屬管內埋地進(jìn)入機房，埋地長(cháng)度宜不小于30m，一般可從線(xiàn)路終端桿開(kāi)始埋設，埋地的金屬管兩端應就近可靠接地，終端桿處直接與終端桿的接地網(wǎng)相連，入戶(hù)處直接與機房聯(lián)合地網(wǎng)相連，將光纜鎧裝層上的感應雷電流直接泄放到地，將雷害的威脅直接阻止在室外不進(jìn)室內，從而保證室內設備的安全；
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(jìn)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(hù)處直接與機房聯(lián)合地網(wǎng)相連，將光纜鎧裝層上的感應雷電流直接泄放到地，將雷害的威脅直接阻止在室外不進(jìn)室內，從而保證室內設備的安全；
③盡量將光數混合架或光纖終端盒設置在光纜進(jìn)口處。對光纜金屬加強芯的接地安裝應作妥善處理。光纜安裝時(shí)，應將光纜加強芯和光纜終端盒內專(zhuān)用的加強芯接地母排妥善連接，同時(shí)將加強芯接地母排直接與室外饋線(xiàn)接地排相連，布放的接地線(xiàn)宜不小于35mm2，且宜短、直。若與饋線(xiàn)接地排距離較長(cháng)(大于2m)，也可與室內接地匯集線(xiàn)就近連接。此外，加強芯專(zhuān)用接地母排應與光纜終端盒體和機架內金屬體進(jìn)行電氣隔離。
(6)接地匯集線(xiàn)(匯流排)應布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地連接線(xiàn)最短。各樓層的分匯集線(xiàn)應直接與樓底的總匯集線(xiàn)相連。建議采用環(huán)形等電位連接，在機房?jì)妊刈呔€(xiàn)架和墻壁沒(méi)置環(huán)形接地匯集線(xiàn)。環(huán)形接地匯集線(xiàn)應多點(diǎn)就近與地網(wǎng)連通，站內設備由環(huán)形匯集線(xiàn)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的信號類(lèi)防雷器。

5 結論
雷電可導致的危害多種多樣，目前可以說(shuō)沒(méi)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，積極研究現代防雷新技術(shù)。每年在雷雨季節前，對系統進(jìn)行檢查維護，對運行中的防雷元器件進(jìn)行檢測。雷雨季節中要加強對防雷元器件外觀(guān)的巡視，發(fā)現異常應及時(shí)處理。如果設備遭受雷擊，應對損壞情況和原因進(jìn)行調查分析，并根據分析結果，對防雷措施加以改進(jìn)。同時(shí)應做好雷害的統計，為防雷系統的設計、改進(jìn)和完善，積累必要的資料。
目前全國部隊通信臺站已數不勝數，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是保證通信網(wǎng)絡(luò )暢通、人員和設備安全的重要環(huán)節，涉及通信臺站信號線(xiàn)、土建、供電、設備安裝以及周?chē)ㄖ仍S多方面，需要我們樹(shù)立長(cháng)遠的戰略目標，不斷總結經(jīng)驗，從實(shí)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(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)最終一定能找到有效利用雷電蘊藏著(zhù)的巨大能量的途徑，徹底戰勝雷害。