通信设施雷电过电压防护措施

通 信 设 施雷 电 过 电 压 防 护措 施
林旭 东 黄 志成 1 福 建 省 漳 浦 县 气 象局 避 雷 所
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福 建 省 华 安 县 气 象局 避 雷 所
随 着科技 的迅 猛 发 展 大 规模 集 成电 路 和 智能 化 在 通 信 设 备 中 的 广 泛 应 用 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 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 雷 电是 种 自然 现 象 它 曾给 人 类社 带 会 来 了不 少 危 害 国 际 电 工 委 员会 已将 雷 电灾 害 称 为 电子 时 代 的 大 公 害 雷 击 感 应 雷 击 电源 尖 波 等瞬 间 过 电 压 已 成 为破 坏 电 子 设 备 的 罪 魁 涡首 从 大 量 的通 信 设 备雷 击事例 中分 析 专 家 们 认 为： 由雷 电 感 应 和 雷 电波 侵 入 造 成 的 雷 电 电 磁 脉 冲 ( L E M P ) 是 通 信 设 备损坏 的 主 要 原 因 因 此 只 有 了 解 了 它的 形 成 过 程 寻 求 有 效 地 防 护 措 施 才 能减 少雷 电带 来 的 损 失 根据 气 象 观 测 地 球 上 每秒 钟 要 出 现 大 约 1 0 0 次 左 右 的 闪 电雷 击 按 照 电信 专 用 房 屋 设 计 规 范 通 信 大 楼 般都安装有 避 雷针 避 雷 网 或 避 雷 带 并 且 均 采 取 了联 合接地 的 方 式 从 形 式 上 看 它 已 具 备 了 良好 的防 雷 和 抗 外 界 电 磁 干 扰 的 性 能 然 而 通 信设 备 为什 么 有 时 还 会 遭 受 过 压 过 流 而 损 坏 呢 ? 甚 至 还 会 对 操 作维 护 人 员的 人 身构成 成 呢 ? 这 是 由于 当发 生 雷 电时 带 电 的 云 层 会 在 通 信 设 施 的 天 线 上 产 生 感 应 电荷或 雷 电感 应 通 过通 信 和 电 力 线 路 侵 入 如 果 天 线 和 通 信 线 缆 与 大 地 之 间直 流 通 路 不 畅 就 会 由于 感 应 在 天 线 和 线 缆 与 大地 之 间产 生 高 电 位 而 引 起 过 电 压 致 使 通 信 设 施 无 法 承 受 强 电 流 的 侵 入 而 损坏 甚 至 会 危 及 操 作 人 员的 人 身安 全 随 着 长 江 通 信建 没 速 度 的 加 快 先进 通 信设 备在长 江通 信 网 的 大 规 模 应 用 单 的防 护体 系 已 不 能满 足 现 代 通 信 网 络安 全的要 求 我局 也加大 了 对防雷 接地 系统 的 投 入 防 护 体 系 也 日趋完 善 防 护 体 系
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受 雷 击 这 是 人 们 长 期 实 践 证 明的 防 直 击 雷 的 有效 方 法 然 而 被 动 放 电式 避 雷 针 存在 反 应 速 度 差 保护 的 范 围 小 以 及 导 通 量小 等 不 足 根据 现 代通 信 发 展 的要 求 避 雷 针 应 选择提 前 放 电 主动 式 的 防 雷 装 置 45 60 并且 应 该 从 3 0 等 不 同 角度 考虑 以 做 到 对各 种雷 击的防 护 增 大 保护 范 围 增 加 导 通 量 建 筑 物 的 所有外露 金 属 构 件 ( 管 道 ) 都 应 与防 雷 同 ( 避 雷 线或避 雷 带 ) 连 接 良好 ( 1 ) 安装避雷 针或接地 装 置 的要 求 ① 避 雷 针 应 当装 在 高 于 天 线 尖 端 数
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避 雷 针 与 天 线 之 间应 有
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定的 间隔
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通 信 设 施 的 防雷措 施
通 常来 说
以 防 止 由于 避 雷 针 的 存在 而 损坏 天 线 的辐
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避 免建筑物 及 设 备遭 受 雷 的 击 方 式 大 致 有 四 种： ① 疏 导 即 将 雷 云 中 的 电 荷 通 过 引 线疏导 至 大 地 避 免直接 雷 击或 感 应 雷击 电 流流 经 建筑物或 通 信设备 从 而 使 建筑 物 或 通 信 设 备 免 受 雷 击 ② 隔 离 即 将 雷 电 所 产 生 的 过 电压 和 被 保 护物 隔 离 开 来 从而 避 免雷 击 ③ 等 位 即 将铁塔 地 天 馈 线 地 设 备工 作地 建筑物 的 公 共 地 等 置 于 等 电位 上 ④ 中和 即 释 放 出 异 性 电 荷 和雷 云 中 的 电 荷 进 行 中和 从 而 阻 止 雷 电的 形 成 根据 以 上 的 四 种避雷 方 法 具 体 到 个通 信 工 程 的 防 雷 电过 电 压 来 说 其主要 的措施 有以下 几 种 ： 1 外部防护 外 部 防 护 主 要 采 用 避 雷 针 (避 雷 网 避 雷 线 和 避 雷 带 ) 和 接 地 装 置 (接 地 线 地 极 ) 来 加 以 防 护 其 保护 原 理 是 ： 当 雷 云 放 电接近 地 面 时 它 使地 面 的 电场 发 生 畸 变 在避 雷 针 ( 避 雷 线 ) 顶 部 形 成 局 部 电 场 强 度畸 变 以 影 响雷 电 先 导 人 电 的 发 展 方 向 引 导 雷 电 向避 雷 针 (避 雷 线 ) 放 电 再 通 过接地 引下 线 接地 装 置 将 雷 电 流 引 入 大 地 从 而使 被 保护物 免
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多级 防 护 包 括 防 直 击雷 防 感 应雷 电 防地 电位 反
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已从 单
防 护 体 系 转 为 多级 防护
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击 引 起 的 瞬 间过 电压 影响等 多 方面 的防 护 应根 据 数 字 程 控
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数 字微 波
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V HF
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光电
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传输 交直 流 电源 等所 有微 电 子 设 备 的 不 同 功 能 不 同受 保护 程 度确定防护 要 点和 保护 等级 根 据 雷 电 引 起 瞬 间过 电压 的 危 害 的 可 能 侵 入 的 通 道 从 电源 线 到 数据 通 信线 路都 应 该做 到 多级 保 护 为此 我 们 应 采取 的 防 范 原 则是 整 体防御 综 合 治 理 多重 保护 力 争将 其 产 生 的 危害 降 低 到最 低点