关于通信设备防雷与接地保护技术的研究

关于通信设备防雷与接地保护技术的研究

发表时间：2017-07-12T14:30:00.507Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：王红亚

[导读] 对雷电出现时最有可能被过电危害影响的通道进行有效的保护，做好相应的保护措施。

湖北省宜昌市长江三峡通航管理局湖北省宜昌市 443002

摘要：现阶段通信建设行业发展迅速，通信网络中的要已经应用了大量的先进通信设备，以往所用的单一防护体系已经无法满足当下的通信网络要求，必须对防护体系进行升级和改造，转变为多级防护，多级防护包括了很多方面的内容，比如防直击雷、防感应雷电、防地电位反击引起的瞬间过电压影响等等，但是不同电子设备的功能和重要程度都是不同的，所以在实际工作中需要根据为电子设备的具体功能和重要程度，来设置相应的防护方案和防护等级。对雷电出现时最有可能被过电危害影响的通道进行有效的保护，做好相应的保护措施。

关键词：雷电；通信；防雷；接地保护

1通信设备受雷害的途径

1.1直击雷

直击雷指的是雷电直接作用在建筑物、地面以及其它物体上，造成的电效应、热效应和机械力。在直接雷的影响下，通信机房线缆受到高温、高压等的影响，进而出现燃烧、爆炸等情况，与此同时雷电产生的高压还会随着线路传递至机房中，进而破坏机房内的设备元件，甚至威胁机房工作人员的身体健康。雷电流一般在100KA以上。

1.2感应雷

感应雷指的是导线在雷电放电时出现静电感应和电磁感应。静电感应因为雷云放电时，导通道中的电荷被迅速中和，然后电感应荷又在导体中被释放，进而产生电位差。电磁感应是因为雷电电流的快速变化而产生了电磁场，当电磁场作用于导线或者电缆上时就会产生感应电动势，雷电电流就会随着导线传至通信机房，进而破坏电源设备。

1.3地电位反击

通信系统的工作接地和建筑物防雷接地引下线

在接地时是分开设置的，如果彼此间的绝缘距离无法满足安全要求时，因为雷电电流幅值大，变化率高，所以引下线就会出现放电情况，进而反击电流就会引入通信系统接地引下线，进而导致通信设备被雷击电流所损坏。与此同时，上述问题具有隐蔽性，因此在实际工作中，容易被人们所忽略，所以相关人员需要提高对其的忠实。

2雷电防护设备的性能

2.1避雷器简介

避雷器也被叫做电涌保护器或过电压保护器，英文缩写为SPD，它是现阶段最常用的防雷设备。它能够对瞬态过电压和分走电涌电流进行有效的限制。根据元件的响应特性可以将其分为两种。

2.1.1硬响应特性SPD

硬响应特性SPD也被叫做电压开关型SPD，在没有电涌时，它的阻抗非常高，但是当电压电涌出现时，阻抗又会大大降低。一般使用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件来构成这类SPD组件。它也被叫做“短路开关型”或“克罗巴型”SPD。

2.1.2软响应特性SPD

软响应特性SPD也可以称之为限压型SPD，

其的阻抗与电涌成反比，电涌增加，阻抗就会降低，如果没有电涌，阻抗就会特别大。该类避雷器一般由压敏电阻、抑制二极管构成。它也被叫做“箝压型”SPD。

2.2避雷器元件的种类及性能

2.2.1火花隙

火花隙也被叫做保护间隙，它是最早的一种避雷器。它是由两根金属针组成的一支接地，另一支则与相应的导线上进行连接，针尖之间的距离则是根据受保护设备或者线路的额定电压来确定的。

2.2.2气体放电管

气体放电管也属于是火花隙的一种，它是把火花隙封闭在小型充气玻璃关内。该设备一般用于电压比较低的设备防雷工作，因为工作电流小，所以体积非常小，因此它也可以用于电子线路中。现阶段气体放电管的外壳材质发生了变化，逐渐使用陶瓷材质的气管，比如二极管、三极管、五极管等等。它能够有效用于对高频多用通信设备的防雷处理。它的最大优点就是能够承受高强度的电流，最大可以达到20KA，冲击击穿电压常在1KV/us。

2.2.3压敏电阻（MOV）

压敏电阻是一种由ZnO制备而成的电阻元件，它能够用于电子设备的避雷。它具有工作电压低、使用周期长、防雷能力好、灵敏度高、冲击容量大等优点。非常适用于电源线路的防雷处理。它会随着线路中的电压、电流变化而变化。

2.2.4半导体二极管

齐纳二极管、开关二极管、和瞬态二极管都属于半导体二极管，它们的基本性能是相同的，但是其各自的限幅电压等级和耐冲击力是有所区别的。半导体二极管的灵敏度极高，最快可以达到毫微秒数量级。但是它的限幅电压比较低而且不适用电流比较大的情况，所以只能用于用于末级防雷保护。但是新研发的瞬态二极管则能够在第二级或者第一级防雷保护设置中使用。

3接地系统

3.1接地系统的作用

为了保证人员的人身安全以及设备安全，在实际工作中设备的接地工作必须严格按照国家的要求和标准来进行，确保接地系统的质量和功能。

3.2接地系统的种类

机房接地装置必须能够确保工作人员的人身安全以及设备的正常运行，具体的接地类型有:①交流工作接地：电阻需要控制在4欧姆以

内；②安全保护接地：电阻需要控制在4欧姆以内；③直流工作接地：电阻需要控制在1欧姆以内；④防雷接地：电阻需要控制在410欧姆以内；⑤综合接地（联合接地）指的是把上述四中接地方式综合起来使用，为了使接地电阻都能满足上述四种接地方式的要求，其接地的电阻值需要控制在1欧姆以内。

3.3接地系统的组成

3.3.1大地

大地即土地，它可以导电，并且电容量近乎无限大，能够用作参考单位。

3.3.2接地体

接地体也被叫做接地电极或地网。它可以与土地构成一条电气通路，以完成电流的转移。使用联合接地的方式，将建筑物混凝土中钢筋与建筑四周单位环形接地极连接，构成接地体。

3.3.3接地引下线

接地引下线指的是接地体与接地总汇集线之间的连线。为了保证接地引下线的使用性能和使用寿命，需要做好接地引入线的防腐处理。

3.3.4接地汇集线

接地汇集线指的是通信机房内接地干线的接地总线。为了避免地线出现电流回窜现象，将接地线根据其方向划分为垂直接地总汇集线和水平接地分汇集线两部分。垂直接地总汇集线指的是与通信楼层相垂直的接地主干线。它的两端分别与接地引入线和各楼层的钢筋以及水平接地分汇集线相连接，进而构成辐射状网线。水平接地分集线的设置则是分层进行的，直接将通信设备的接地线直接接入最近的水平水平接地分汇总线即可。

结语

综上所述，在在感应雷防护时应需要落实“整体防御、综合治理、多重保护”的原则，以尽可能将其危害将至最低。

参考文献

[1]葛义荣,康琛.水电站大坝自动化安全监测系统防雷技术分析[J].河北电力技术,2012,03:48-50.