張濱榮

天津市大港油田信息中心

淺析通信設(shè)備、線路安全防雷保護(hù)

張濱榮

天津市大港油田信息中心

雷電是一種自然天氣現(xiàn)象，如不注意防護(hù)將對通信設(shè)備造成嚴(yán)重的危害。尤其對于無線電通信設(shè)備而言，在進(jìn)行設(shè)備維護(hù)時，尤其要把防雷保護(hù)作為一項(xiàng)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(rèn)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(chǎn)生及其物理特性

空中的塵埃、冰晶等物質(zhì)在云層中翻滾運(yùn)動的時候，經(jīng)過一些復(fù)雜過程，使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負(fù)電荷。帶負(fù)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(yīng)出正電荷，隨著電場的逐步增強(qiáng)，雷云向下形成下行先導(dǎo)，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(zāi)害。

根據(jù)觀測，地球上每秒鐘要出現(xiàn)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(hù)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(shè)備頻繁出現(xiàn)問題的時候，更是每個電話站及通信設(shè)施設(shè)備維護(hù)中需要關(guān)注的時候。當(dāng)通信設(shè)備的天線架設(shè)很高時，帶電的云層會在天線上產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)在天線與大地之間產(chǎn)生高電位而引起放電，否則就有可能遭受雷擊。

二、通信設(shè)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(dǎo)，即將雷云中的電荷疏導(dǎo)至大地，從而避免直接雷擊或感應(yīng)雷擊電流流經(jīng)被保護(hù)的建筑物或設(shè)備，從而使這些建筑物或設(shè)備免受雷擊。

(2)隔離，即將雷電信號和被保護(hù)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(jìn)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(yīng)當(dāng)裝在高于天線尖端數(shù)米，避雷針與天線之間應(yīng)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(xù)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?yàn)檫@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(shí)心導(dǎo)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(shè)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(shè)備及供電設(shè)備的正常不帶電的金屬部分、通信設(shè)備所設(shè)防雷保安器的接地端，均應(yīng)作保護(hù)接地，嚴(yán)禁作接零保護(hù)，其接地線截面積應(yīng)不小于35平方毫米，材料為多股銅線。

F、當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)的接地電阻值達(dá)不到要求時，應(yīng)擴(kuò)大其面積在日常的維護(hù)過程中，要做到經(jīng)常性的測量接地電阻，嚴(yán)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(hù)工作中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)機(jī)房寬帶設(shè)備電路板端口不可用；微波設(shè)備用戶電路板端口已經(jīng)損壞。筆者認(rèn)為這是從通信線路引入的感應(yīng)雷電所導(dǎo)致的。所以通信設(shè)備的防感應(yīng)雷擊主要需要做端口防護(hù)工作。

1、防感應(yīng)雷擊的方法

(1)外部線纜引入設(shè)備的過電壓，經(jīng)過防護(hù)電路后電壓值被限制到后級電路能夠承受的范圍之內(nèi)。外部線纜引入設(shè)備的過電流，絕大部分被防護(hù)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(hù)設(shè)備的作用。這兩個作用都是通過在通信設(shè)備的端口安裝防雷器來實(shí)現(xiàn)的。

防雷器對端口的保護(hù)，分為共模保護(hù)和差模保護(hù)兩個方面。對一種線纜而言，引入設(shè)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(hù)電路及設(shè)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(zhuǎn)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(yīng)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(hù)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(hù)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(shè)于終端桿(250m)以內(nèi)的線路上方，并在每根桿進(jìn)行接地，在有分級保護(hù)的電桿可以不接地，接地電阻應(yīng)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(hù)引入電纜和終端設(shè)備。分級保護(hù)裝設(shè)作用是把遠(yuǎn)方的雷電沿架空明線向終端傳來時，通過分級保護(hù)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(shè)備的威脅。

(4)通信電纜線路雷電防護(hù)。通信電纜對雷電的防護(hù)，應(yīng)根據(jù)電纜鋪設(shè)地段年平均雷暴日數(shù)、雷電強(qiáng)度、土壤電阻率、電纜品質(zhì)因素和地理環(huán)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(cè)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(chǎn)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(yīng)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(hù)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(yán)重的地段，應(yīng)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(yīng)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(wǎng)的構(gòu)成中，做好雷電的防護(hù)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(chuàng)造良好的客觀運(yùn)行環(huán)境，做到管理專業(yè)化、制度化，設(shè)備、技術(shù)先進(jìn)化，操作、維護(hù)現(xiàn)代化，才能保證通信電源系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運(yùn)行，確保通信的可靠暢通。