通信臺(tái)站雷電的危害及防護(hù)

3 通信臺(tái)站目前線路雷電波侵入防護(hù)存在的問題
根據(jù)雷擊事故統(tǒng)計(jì)表明通信臺(tái)站的電源設(shè)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(dá)75．75％。大部分通信臺(tái)站遭遇雷擊后，配電箱、低壓供電電纜及通信線路等都受到雷擊破壞，導(dǎo)致設(shè)備毀損、屏蔽層擊穿、系統(tǒng)終止等事故發(fā)生。
目前，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，由電源系統(tǒng)耦合進(jìn)入的感應(yīng)雷擊造成設(shè)備的損壞占雷災(zāi)損失70％以上。因此，對電源系統(tǒng)的雷電保護(hù)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(jié)。
1)電源線路保護(hù)不完善。除在開關(guān)電源內(nèi)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(hù)措施。容易因直擊雷或感應(yīng)雷造成線路過壓，損壞電源線路與之相聯(lián)的設(shè)備；
2)部分通信臺(tái)站，在電源線路的終端杠開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(yīng)，電纜感應(yīng)的雷電流絕大部分均在鎧裝層尋找途徑上泄放，由于鎧裝層沒有接地，極易導(dǎo)致對地(或其他線路、設(shè)備等)放電打火，輕則導(dǎo)致電纜接頭擊穿短路，重則引起設(shè)備損壞，甚至導(dǎo)致火災(zāi)事故；
3)光纜長距離架空，部分在進(jìn)機(jī)房前埋地距離很短，大部分沒有埋地就直接接入室內(nèi)綜合柜內(nèi)，光纜有鎧裝層但未采取任何接地措施，懸空。多數(shù)光纜中的加強(qiáng)筋在設(shè)備端也沒有作好接地處理，同低壓電纜一樣，長距離架空容易遭受直擊雷和感應(yīng)雷，由于雷電流的高頻趨膚效應(yīng)，感應(yīng)的雷電流絕大部分均在鎧裝層尋找途徑上泄放，由于鎧裝層沒有接地，極易導(dǎo)致對地(或其他線路、設(shè)備等)放電打火，輕則導(dǎo)致光纜接頭擊穿短路，重則引起設(shè)備損壞，甚至導(dǎo)致火災(zāi)事故燒毀光纜；
4)室內(nèi)接地不完善。多數(shù)通信臺(tái)站接地網(wǎng)做的比較規(guī)范，但是在接地引入線到接地匯集排接地處理不規(guī)范，接地線長度和粗細(xì)均不符合規(guī)范要求。直擊雷引下線與機(jī)房接地引上線之間的距離沒有達(dá)到規(guī)范要求最少相隔5一10米的要求。設(shè)備保護(hù)接地線較長且細(xì)，并與強(qiáng)電并行走線，容易造成雷電的二次感應(yīng)

4 通信臺(tái)站線路雷電波侵入防護(hù)方法
雷電感應(yīng)高電壓以及雷電電磁脈沖的防護(hù)是在入侵通道上將雷電過電壓、過電流泄放入地，從而達(dá)到保護(hù)電子設(shè)備的目的。其主要方法是采用隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓與過流保護(hù)、接地等方法將雷電過電壓、過電流以及雷電電磁脈沖消除在設(shè)備外圍，從而達(dá)到保護(hù)各類設(shè)備的目的。只要設(shè)計(jì)合理、安裝合格、各類浪涌保護(hù)器就能對雷電進(jìn)行有效的防護(hù)。我們既要防止直擊雷，也要防止雷電感應(yīng)高電壓及雷電電磁脈沖，二者有機(jī)結(jié)合，相互補(bǔ)充，構(gòu)成一套完整的現(xiàn)代綜合防雷體系，才能有效地防止雷擊事故，減少雷擊災(zāi)害，保護(hù)建筑物、設(shè)備和人身安全。
根據(jù)現(xiàn)場的情況，我們針對每個(gè)通信臺(tái)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(qū)分雷電流引下線和保護(hù)接地引上線、正確設(shè)計(jì)和安裝多級電源避雷器、建設(shè)合格地網(wǎng)等方法，對通信臺(tái)站進(jìn)行綜合雷電防護(hù)。
1)電源系統(tǒng)防護(hù)的完善，根據(jù)通信臺(tái)站的實(shí)際情況采取2～4級的保護(hù)。由于電源線是雷電通過電場感應(yīng)而引雷入室的主要途徑，即使是電源線入地進(jìn)室，也不能完全解決雷電波入侵的問題，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(tái)站的交流供電系統(tǒng)應(yīng)采用絕緣護(hù)套電纜穿鋼管埋地、或采用金屬鎧裝電纜埋地引入的方式，其埋地長度宜不小于50m。當(dāng)變壓器或電力線路終端桿與機(jī)房較近，電纜線地下埋設(shè)長度達(dá)不到50m時(shí)，可將電纜環(huán)繞機(jī)房迂回埋設(shè)。埋地的鋼管或電力電纜的外護(hù)金屬層兩端應(yīng)就近妥善接地，一端接變壓器地網(wǎng)，另一端在進(jìn)機(jī)房前可靠接地。另外，電纜外導(dǎo)體對內(nèi)導(dǎo)體有靜電屏蔽作用，電纜的外導(dǎo)體同內(nèi)導(dǎo)體形成電容很容易將芯線上高頻性質(zhì)的感應(yīng)電荷泄放入地，可一定程度限制感應(yīng)雷電波侵入；
3)在電源低壓架空線的終桿處(電力電纜與架空電力線連接處)，做一組合格的地網(wǎng)，接地體宜采用輻射形或環(huán)形。將轉(zhuǎn)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))戶外跌落式低壓避雷器，以增強(qiáng)對來自低壓架空輸電部分的雷電泄放能力，提高低壓線路側(cè)的防雷保護(hù)。避雷針在接閃直擊雷電流時(shí)，接地網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)接地極上雷電流經(jīng)電阻耦合的高電位引入情況，這就需要在線路進(jìn)戶處必須裝設(shè)一組(3個(gè))戶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(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》零線在進(jìn)戶前作重復(fù)接地處理，將零線、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(hù)中性線的電位盡可能保持接近大地電位；
4)電源線的進(jìn)線在入室前，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(qiáng)對感應(yīng)雷的屏蔽和泄放；
5)通信光纜對機(jī)房設(shè)備造成的雷害通常是由光纜的金屬鎧裝層或金屬加強(qiáng)筋引起的。針對不同情況分別采取如下措施：
①無金屬屏蔽層(無金屬鎧裝層)光纜：可將光纜敷設(shè)在金屬管內(nèi)埋地進(jìn)入機(jī)房，埋地長度宜不小于30m，一般可從線路終端桿開始埋設(shè)，埋地的金屬管兩端應(yīng)就近可靠接地，終端桿處直接與終端桿的接地網(wǎng)相連，入戶處直接與機(jī)房聯(lián)合地網(wǎng)相連，將光纜鎧裝層上的感應(yīng)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(nèi)，從而保證室內(nèi)設(shè)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(jī)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，入戶處直接與機(jī)房聯(lián)合地網(wǎng)相連，將光纜鎧裝層上的感應(yīng)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(nèi)，從而保證室內(nèi)設(shè)備的安全；
③盡量將光數(shù)混合架或光纖終端盒設(shè)置在光纜進(jìn)口處。對光纜金屬加強(qiáng)芯的接地安裝應(yīng)作妥善處理。光纜安裝時(shí)，應(yīng)將光纜加強(qiáng)芯和光纜終端盒內(nèi)專用的加強(qiáng)芯接地母排妥善連接，同時(shí)將加強(qiáng)芯接地母排直接與室外饋線接地排相連，布放的接地線宜不小于35mm2，且宜短、直。若與饋線接地排距離較長(大于2m)，也可與室內(nèi)接地匯集線就近連接。此外，加強(qiáng)芯專用接地母排應(yīng)與光纜終端盒體和機(jī)架內(nèi)金屬體進(jìn)行電氣隔離。
(6)接地匯集線(匯流排)應(yīng)布置在靠近避雷器的地方，以使避雷器的接地連接線最短。各樓層的分匯集線應(yīng)直接與樓底的總匯集線相連。建議采用環(huán)形等電位連接，在機(jī)房內(nèi)沿走線架和墻壁沒置環(huán)形接地匯集線。環(huán)形接地匯集線應(yīng)多點(diǎn)就近與地網(wǎng)連通，站內(nèi)設(shè)備由環(huán)形匯集線就近接地。
(7)對于通信臺(tái)站信號(hào)部分，有雷擊損壞紀(jì)錄的臺(tái)站，在信號(hào)的接口部分還需要安裝相應(yīng)的信號(hào)類防雷器。

5 結(jié)論
雷電可導(dǎo)致的危害多種多樣，目前可以說沒有任何一種產(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(rèn)識(shí)，積極研究現(xiàn)代防雷新技術(shù)。每年在雷雨季節(jié)前，對系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù)，對運(yùn)行中的防雷元器件進(jìn)行檢測。雷雨季節(jié)中要加強(qiáng)對防雷元器件外觀的巡視，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)處理。如果設(shè)備遭受雷擊，應(yīng)對損壞情況和原因進(jìn)行調(diào)查分析，并根據(jù)分析結(jié)果，對防雷措施加以改進(jìn)。同時(shí)應(yīng)做好雷害的統(tǒng)計(jì)，為防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、改進(jìn)和完善，積累必要的資料。
目前全國部隊(duì)通信臺(tái)站已數(shù)不勝數(shù)，通信臺(tái)站正常工作關(guān)系到國防通信事業(yè)發(fā)展。通信臺(tái)站防雷接地系統(tǒng)是保證通信網(wǎng)絡(luò)暢通、人員和設(shè)備安全的重要環(huán)節(jié)，涉及通信臺(tái)站信號(hào)線、土建、供電、設(shè)備安裝以及周圍建筑等許多方面，需要我們樹立長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略目標(biāo)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際情況入手，不斷提高防雷技術(shù)水平和通信臺(tái)站的防雷能力。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類最終一定能找到有效利用雷電蘊(yùn)藏著的巨大能量的途徑，徹底戰(zhàn)勝雷害。