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通訊系統(tǒng)防雷技術及應用

文檔作者：于延華文檔來源：東方地球物理公司石油物探學校		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月04日
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20I 2年 第26卷 第6期
石油儀器
PETRoLEUM INSTRUM ENIS ·69·
· 方法研究·
通訊系統(tǒng)防雷技術及應用
于延華
(東方地球物理公司石油物探學校河北涿州)
摘 要：雷電侵害通訊系統(tǒng)有兩種方式：直擊雷和感應雷。文章重點針對感應雷對通訊系統(tǒng)的侵害，介紹了六種雷電防
范措施，并詳細闡述了雷電防范技術在東方物探公司通訊總站防雷實踐中的應用。
關鍵詞：感應雷；防雷技術；通訊系統(tǒng)；防雷應用
中圖法分類號：TN91 文獻標識碼：B 文章編號：1004．9134(2012)06．0069．02
0 引 言
雷電災害是一種目前人類還無法抗拒的嚴重自然
災害，它的發(fā)生會給國家財產(chǎn)以及人民的生命安全帶
來極大的威脅，被聯(lián)合國公布為10種最嚴重自然災
害之一。在通訊技術的開發(fā)與應用中，由于通訊系統(tǒng)
的電磁兼容能力低下，抗雷電電磁脈沖過電壓的能力
十分脆弱，在閃電環(huán)境下，易損性較高，因此，雷電
已成為通訊技術應用的一大公害。
1 雷電基本知識
雷電侵害通訊網(wǎng)絡有兩種方式：直擊雷和感應雷
由于通訊設備放置在建筑物內(nèi)，處于雷電的非暴
露區(qū)，因而遭受直擊雷的可能性相對較小，而遭受感
應雷的概率則較高，因此通訊系統(tǒng)考慮更多的是感應
雷的防護問題。感應雷主要通過供電電源線路、通訊
線路及接地系統(tǒng)入侵通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)。因而通訊網(wǎng)絡系
統(tǒng)的防雷主要是從找到感應雷的傳播途徑人手，并采
取有效的措施阻止其傳播，從而達到防止感應雷侵害
的目的。
2 雷電防護技術
雷電防護兩大措施：
1)外部防雷保護(防直擊雷)
外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護建筑物免受雷擊引
起起火事故及人身安全事故。
2)內(nèi)部防雷保護(防感應雷)
內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其他形式的過電壓
浪涌侵人設備造成的毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保
證的，也是我們網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)雷電防護的主要內(nèi)容。
3 防雷技術在通訊系統(tǒng)中的應用
3．1 現(xiàn)狀分析
2008年雷雨季節(jié)，通訊總站的交流供電設備UPS
由于雷電干擾兩次斷電，并造成部分設備損壞。在雷
電發(fā)生時交流電源工作正常，很明顯它沒有遭到雷電
的破壞，由此可以確定感應雷的侵入不是從交流輸入
回路中進人UPS的。那么這個感應雷是從哪里來的?
要想解釋這個問題必須從通訊總站的鐵塔和供電
系統(tǒng)說起。
通訊總站機房旁邊有一座高70 nl的通訊鐵塔，這
在附近較大的范圍內(nèi)都是最高的建筑物，位置非常突
出。由于這個鐵塔的引雷作用，使得這座鐵塔的避雷
系統(tǒng)、接地系統(tǒng)以及經(jīng)過這個鐵塔進人機房的天饋
線、電源線都可能成為感應雷侵入的媒介。
同時我們再根據(jù)UPS的供電情況分析感應雷侵
入的途徑。通訊總站2008年的設備供電狀況如圖1
所示。
從圖1中我們可以看到設備的供電分成兩部分：
紅線部分是交流，藍線部分是直流。UPS設備只有輸
入和輸出兩端，既然不是從輸入端侵人那么必定從輸
出端侵入．
根據(jù)雷電侵入的特性及通訊總站的實際情況，考
慮到機房非?？拷?0 m高的通訊鐵塔，鐵塔的天饋
線直接進人機房設備端，鐵塔的航空障礙燈的電源線
也直接進入傳輸機房。因此，我們斷定是鐵塔遭雷擊
后泄流時所產(chǎn)生的雷電感應沒有順利引人地下，而是
通過天饋線等媒介傳導到機房的設備上，產(chǎn)生了高的
電壓浪涌越過機房的空開，通過電源線路直接傳導到
第一作者簡介：于延華，女，1968年生，2002年畢業(yè)于石油大學計算機科學與技術專業(yè)， 目前在東方地球物理公司石油物探學校任計算機講
師。郵政編碼：072750
· 70 ·
石油儀器
PETRoLEUM INSTRUMENIS 201 2年1 2月
UPS輸出端，致使UPS中斷供電。最終我們找到了
雷電進人UPS輸出端造成交流供電中斷的原因，明
確了雷電浪涌進入的路徑為：鐵塔接閃器一接閃器引
下線及天饋線一機房設備一電源空開一電源線路一
UPS輸出端。
1
號
院
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H棄 =測==網(wǎng)量==絡=1=1=撥2==、號==話=設==務備==臺 =
KU衛(wèi)星
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言息中心網(wǎng)絡維
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l 垡 堡魚l
[ 亟]
微波、一點多
圖1 2008年通信總站設備供電狀況圖
3．2 方案的實施
根據(jù)上述現(xiàn)狀的分析，以及雷電感應入侵的路徑
我們運用了四項防雷技術采取以下四種措施來解決雷
擊對通訊總站交流電源系統(tǒng)的干擾。
1)措施之一(接地技術)[ ]
2005年通訊總站利用建筑新辦公樓的時機投入大
量資金，對地網(wǎng)做了大規(guī)模的改造，取得了良好的效
果，將以前的三個地網(wǎng)合并成一個，使總的地阻值從
原來的2Q降到現(xiàn)在的0．4Q，滿足要求，因此本項目
未做變動。只是在程控機房、傳輸機房、計費機房使
用30 mm X 3 mm的紫銅排制作了室內(nèi)均壓環(huán)，均壓
環(huán)采用2根16mm 的銅芯線直接與地網(wǎng)連接。
2)措施之二(分流技術)l2]
在交流電源的輸入端更換了通流量大的浪涌保護
器，(第一級防護)；在UPS的輸人端安裝了浪涌保
護器(第二級防護)；在UPS輸出端安裝了浪涌保護
器(第三級防護)；機房所有交流供電設備前端都加
裝了防雷接線板(第四級防護)。從而阻斷雷電浪涌
傳播，消除對設備的干擾。
鐵塔頂部航標燈的電源接在傳輸機房，其電源線
一直通到塔頂。有可能將雷電感應引入機房。因此在
塔燈的電源處安裝了防雷接線板。
3)措施之三(搭接技術)l3j
理順機房的接地系統(tǒng)，并更換了達不到規(guī)范要求
的各種接地線，將所有設備、機架、管線、防靜電地
板等與均壓環(huán)重新進行了等電位連接。
在天饋線人口處安裝了接地銅排，將各種天饋線
的屏蔽層分別與銅排進行等電位連接，起到一個屏蔽
線纜雷電感應的作用。
4)措施之四(屏蔽技術)_4 J
在傳輸機房臨近鐵塔的外墻立面以及樓頂，使用
40 mm X 4 mm的鍍鋅扁鋼安裝2 m X 2 m屏蔽網(wǎng)格，
增加屏蔽效能，擴大接地體的面積，有效控制感應雷
對機房內(nèi)設備的損害。
3．3 實施小結
針對雷電對通訊總站電源系統(tǒng)的干擾，進行了全
面、系統(tǒng)的分析。確定了雷電感應是造成UPS斷電
的直接原因，找到了雷電入侵的途徑。并采用分流、
搭接等防雷技術，重新制作機房地網(wǎng)，所有設備按規(guī)
范要求重新接人新的地網(wǎng)；在天饋線的室內(nèi)人口處對
所有進入機房的線纜屏蔽層做接地處理；分四個層次
在電源的各級安裝浪涌保護器、室外樓體安裝屏蔽網(wǎng)
等幾個方面對通訊總站的防雷系統(tǒng)進行了改造完善，
做到了層層保護，從而有效地阻止了雷電感應在通訊
和電力線路上的傳播。項目的實施從解決雷電對電源
系統(tǒng)的干擾問題人手，采用多種措施對通訊總站防雷
體系進行完善，不僅解決了雷電對電源的干擾，而且
還加強了其他通訊設備的雷電防護能力。
4 結束語
通訊系統(tǒng)的防雷是一項綜合性的系統(tǒng)工程，做好
通訊防雷要根據(jù)不同的機房環(huán)境，按照通信防雷設計
原則，設計與實際情況相符的防雷措施。在工程施
工、安裝、維護過程中應遵循有關技術規(guī)定，實現(xiàn)在
雷電浪涌到來時通過逐級控制的方法使其值逐步減
少，到達通訊設備時浪涌值降低到零。防雷工作是一
個長期的艱巨的任務，隨著網(wǎng)絡通訊技術的不斷發(fā)
展，設備的逐漸增多不可避免地還會出現(xiàn)新問題新情
況，要求我們找出新的解決辦法，不斷完善防雷體
系，只有這樣才能有效地降低雷電帶來的損失，使供
電設備能夠提供穩(wěn)定的供電電壓、電流。最大程度地
減少雷電對通訊設備的破壞，保持通訊系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)
定、可靠地運轉。
參考文獻
[1]GB50343—2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范[s]
[2]GB50174—93電子計算機機房設計規(guī)范[s】
[3】GB50 1 69—92電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范[s】
[4]GB50057—94建筑物防雷設計規(guī)范[S]
(收稿日期：2012—07—31 編輯：姜婷)

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