试论通信行业雷电防护技术

试论通信行业雷电防护技术

发表时间：2017-12-12T09:57:16.787Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：张斌

[导读] 摘要：近几年来，随着通信行业的快速发展，各种高层信息大厦和通信枢纽等建筑在日益增加，这同时也为雷电防护提出了更多更难的问题，本文对通信行业雷电防护技术进行分析探究，以供参考。

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摘要：近几年来，随着通信行业的快速发展，各种高层信息大厦和通信枢纽等建筑在日益增加，这同时也为雷电防护提出了更多更难的问题，本文对通信行业雷电防护技术进行分析探究，以供参考。

关键词：通信行业；雷电；防护技术；

前言：随着通信行业的迅猛发展，微电子设备、大规模集成电路和智能化在通信设备中的广泛应用，通信设备的集成度越来越高，其耐压水平也越来越低。使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高。由于雷电在电源线、信号线、天馈线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生，且通信基站分布范围广，位置处于制高点，容易遭受雷击灾害。雷电具有很强的破坏性，一旦通信基站遭受雷击，容易造成通信设备损坏，通信信号中断，给社会带来较大的经济影响，做好通信基站的防雷是一项重要的工作。因此必须采取适当的保护措施以避免因过电压及其所产生的过电流对传输线路、通信设备和人员造成的危害。

1通信行业雷电防护的作用

自从人类进入电气化时代后，特别是进入信息时代后，雷电危害问题从过去以直击雷击毁地上的人和物为主发展成为通过金属线传输的雷电波为主，雷电防护技术也重点研究和解决这种类型的雷电防护问题。因此，雷电防护技术是随着人类社会的进步而不断发展变化的。

改革开放以后，世界上半导体集成技术的发展和完善，使它能渗透到几乎所有的科学技术领域。如在通信行业中，各种通信设备大量采用半导体元件，各种通信模块及系统的监控管理均使用了微处理机芯片，这使通信设备主要技术指标及系统监控智能化程度都有了较大的提高。但是由于半导体集成电路不能耐受过电压和过电流冲击，因此凡是使用这些器件的通信设备对瞬间高脉冲电压的承受能力有所下降，致使通信设备由于遭受雷电的过电压冲击而损坏的事故时有发生。比如电子计算机通信系统，有线通信系统，微波通信系统等设备的雷害问题均显著增加，这些都向防雷技术提出了新的要求。

2雷电防护技术存在的问题

在取得一定防雷成就的同时，我们还要清醒地看到人类对雷电的防护研究还远远不够。尤其是通信行业发展非常迅速，通信建筑物越来越高，建筑物内电力、传输、交换、数据、网管等设备种类非常多而且这些设备由于采用集成电路因此抗雷电感应、雷电波侵入的能力非常薄弱，从而带来了许多预料不到的遭雷击因素。由于通信设备的更新换代速度在逐渐加快，很多的的通信设备还不能完全有效的防止雷击，最终出现了设备故障，目前，我国的防雷接地技术还不够完善，许多防雷接地地网的设置不符合国家的规定，尤其是一些民用建筑改造的机房和偏远地区高山基站的地网建设，所以我们要制定一套合理的规章制度来完善防雷接地技术。我国的防雷产品种类很多，但是不能够完全满足通信行业的需求，有些设备的使用有局限性，在对防雷接地电阻测量的准确度和可靠度都要进一步的加强。在实际中，防雷接地总汇流排和分汇流排在机房的设置非常的混乱，没有一定的顺序，以上这些问题都是目前雷电防护技术存在的问题。

3防雷接地工作原理及措施

3.1防雷接地工作原理

所谓雷击防护就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地，是疏导，而不是堵雷或消雷。一个完整的防雷系统包括两个方面：直接雷击的防护和感应雷击的防护。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。

3.2防雷接地技术的一般措施

防雷接地必须严格按照联合接地、均压等电位分区保护原则。一般采用外部防护措施和内部防护措施两种。

3.2.1外部保护措施

外部保护是指将绝大部分雷电流直接引入地下泄放。外部保护主要是指直击雷的防护，它是防雷技术的主要部分。其技术措施可分接闪器引下线，接地体和法拉第笼。

3.2.2.内部保护措施

内部保护是指对雷电波等侵入的防护，其技术措施可分为屏蔽均压等电位。

屏蔽措施屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在机房电子设备上的电磁干扰或过电压能量。等电位连接，等电位连接是内部防雷装置的一部分，其目的在于减小雷电流所引起的电位差，它通过连接导线把过电压保护器装置、防雷装置、建筑物的金属构架装置、电气装置、电信装置的接地体连接起来，形成一个等电位连接网络，以实现均压等电位。

4通信行业雷电防护的技术

4.1EFL专利正弦波跟踪技术

目前有两种主要类型的电源浪涌保护器，即包络线浪涌抑制装置和正弦波跟踪浪涌抑制装置。现在市场上可以购买的大多数电源浪涌保护器，是仅使用固态保护器件或硅雪崩的包络线型钳制装置，这些双端口装置，在遭遇瞬态浪涌冲击时，同伙钳制跨界在浪涌保护器两端之间的瞬态电压工作。

其限制电压的幅值取决于瞬态电流大小及波形，并且保护器的动作电压一定要达到一定的幅值，以避免干扰被保护供电线路的正常运行，在应用与保护交流电源时，单一模式的浪涌保护器有一个主要的缺点，浪涌保护器的动作电压与交流电源瞬时正弦波位置无关。也就是说，它的钳位电压范围相对于交流电源的中性点是固定的，所以在遭受供电系统内部浪涌冲击时，大多数应用于低压供电系统的单一模式电源浪涌保护器把动作电压确定在一定的范围内。

5通信行业雷电防护的设备

5.1激光束引雷装置

激光束通过空气时，如果激光的轻度不够，可以使沿光束路径的空气产生电离，从而增加了通道的导电性，以此来定向引导雷电，由于激光束的可控性好，用来主动截雷或引雷的效果有明显的作用。

5.2火箭引雷

这是目前人工引雷比较成熟的办法，即用小火箭牵引一条金属丝直接发射到雷云中。但是，由于人工触发的雷击是“催熟”的雷击，记录到的雷电流的幅值都比较低，它目前主要用于雷电参数的研究，用于避雷的代价太高，所以应用的范围不是很广泛。

5.3水柱引雷

某国海军曾用深水炸弹激起的水柱成功的引发了雷击，按照这个思路，现在有人正在研究用高压水枪引雷，水柱引雷成本比较低，但是，水柱的射程有局限性，研究人员正在研究改进喷咀的形状，并采用脉动加压的方法来提高水柱的射程。

5.4放射性避雷针

在截闪装置端部先装上有放射性的物质，使空气发生电离从而增加拦截利率。避雷针的供应商称，由于避雷针端部放有钴镅放射性同位素，避雷针的有效高度大大提高。但实际上，理论分析说明，这类放射性同位素由阿尔法粒子引起的电离的范围只在约数厘米的范围内，故对增高避雷针高速毫无意义。试验室中的对比实验表明，相同高度的普通避雷针和放射性避雷针落雷的概率并无显著差异。

5.5排闪器

排闪器与常规的截闪器思路完全相反的一种避雷装置，它的作用是设法将雷击拒之门外。某国电力公司的实验室发现，如果在长空气间隙中的高压电极下放置一个大的金属球体，则先导放电经常绕开金属球面而对地放电，无源的排雷器，就是想利用这种现象，使被保护端的电场尽可能均匀，以免受到雷击。

结束语：

综上所述，对通信设备来说，做好通信设备的防雷措施是非常重要的。在一般情况下，通信电源必须采取系统防护、概率防护和多级防护的防雷原则，通信电源系统应采用多级防雷体系，和应用新的防雷设备和技术，来加强通信行业的雷电防护。

参考文献：

[1]谢霞. 试论通信行业雷电防护技术[J]. 科海故事博览•科教创新, 2013.

[2]祝文杰. 试论变电站雷电防护技术措施[J]. 北京电力高等专科学校学报:自然科学版, 2012, 29.

[3]刘卫民. 试论变电站防雷技术[J]. 建筑遗产, 2013.