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通訊系統(tǒng)防雷技術(shù)及應(yīng)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(xué)校		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(shù)及應(yīng)用
于延華
(東方地球物理公司石油物探學(xué)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(yīng)雷。文章重點(diǎn)針對(duì)感應(yīng)雷對(duì)通訊系統(tǒng)的侵害，介紹了六種雷電防
范措施，并詳細(xì)闡述了雷電防范技術(shù)在東方物探公司通訊總站防雷實(shí)踐中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：感應(yīng)雷；防雷技術(shù)；通訊系統(tǒng)；防雷應(yīng)用
中圖法分類號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004．9134(2012)06．0069．02
0 引 言
雷電災(zāi)害是一種目前人類還無法抗拒的嚴(yán)重自然
災(zāi)害，它的發(fā)生會(huì)給國(guó)家財(cái)產(chǎn)以及人民的生命安全帶
來極大的威脅，被聯(lián)合國(guó)公布為10種最嚴(yán)重自然災(zāi)
害之一。在通訊技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)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(shù)應(yīng)用的一大公害。
1 雷電基本知識(shí)
雷電侵害通訊網(wǎng)絡(luò)有兩種方式：直擊雷和感應(yīng)雷
由于通訊設(shè)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(duì)較小，而遭受感
應(yīng)雷的概率則較高，因此通訊系統(tǒng)考慮更多的是感應(yīng)
雷的防護(hù)問題。感應(yīng)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(luò)系統(tǒng)。因而通訊網(wǎng)絡(luò)系
統(tǒng)的防雷主要是從找到感應(yīng)雷的傳播途徑人手，并采
取有效的措施阻止其傳播，從而達(dá)到防止感應(yīng)雷侵害
的目的。
2 雷電防護(hù)技術(shù)
雷電防護(hù)兩大措施：
1)外部防雷保護(hù)(防直擊雷)
外部防雷系統(tǒng)主要是為了保護(hù)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(hù)(防感應(yīng)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(shè)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(luò)通訊系統(tǒng)雷電防護(hù)的主要內(nèi)容。
3 防雷技術(shù)在通訊系統(tǒng)中的應(yīng)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(shè)備UPS
由于雷電干擾兩次斷電，并造成部分設(shè)備損壞。在雷
電發(fā)生時(shí)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(yīng)雷的侵入不是從交流輸入
回路中進(jìn)人UPS的。那么這個(gè)感應(yīng)雷是從哪里來的?
要想解釋這個(gè)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(jī)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(gè)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(gè)鐵塔進(jìn)人機(jī)房的天饋
線、電源線都可能成為感應(yīng)雷侵入的媒介。
同時(shí)我們?cè)俑鶕?jù)UPS的供電情況分析感應(yīng)雷侵
入的途徑。通訊總站2008年的設(shè)備供電狀況如圖1
所示。
從圖1中我們可以看到設(shè)備的供電分成兩部分：
紅線部分是交流，藍(lán)線部分是直流。UPS設(shè)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(shí)際情況，考
慮到機(jī)房非?？拷?0 m高的通訊鐵塔，鐵塔的天饋
線直接進(jìn)人機(jī)房設(shè)備端，鐵塔的航空障礙燈的電源線
也直接進(jìn)入傳輸機(jī)房。因此，我們斷定是鐵塔遭雷擊
后泄流時(shí)所產(chǎn)生的雷電感應(yīng)沒有順利引人地下，而是
通過天饋線等媒介傳導(dǎo)到機(jī)房的設(shè)備上，產(chǎn)生了高的
電壓浪涌越過機(jī)房的空開，通過電源線路直接傳導(dǎo)到
第一作者簡(jiǎn)介：于延華，女，1968年生，2002年畢業(yè)于石油大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)， 目前在東方地球物理公司石油物探學(xué)校任計(jì)算機(jī)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(jìn)人UPS輸出端造成交流供電中斷的原因，明
確了雷電浪涌進(jìn)入的路徑為：鐵塔接閃器一接閃器引
下線及天饋線一機(jī)房設(shè)備一電源空開一電源線路一
UPS輸出端。
1
號(hào)
院
外
招
交
流
電
源
H棄 =測(cè)==網(wǎng)量==絡(luò)=1=1=撥2==、號(hào)==話=設(shè)==務(wù)備==臺(tái) =
KU衛(wèi)星
===============
程控維護(hù)終端
言息中心網(wǎng)絡(luò)維
直流I I--'t~ l
L— ACI
空開
l 垡 堡魚l
[ 亟]
微波、一點(diǎn)多
圖1 2008年通信總站設(shè)備供電狀況圖
3．2 方案的實(shí)施
根據(jù)上述現(xiàn)狀的分析，以及雷電感應(yīng)入侵的路徑
我們運(yùn)用了四項(xiàng)防雷技術(shù)采取以下四種措施來解決雷
擊對(duì)通訊總站交流電源系統(tǒng)的干擾。
1)措施之一(接地技術(shù))[ ]
2005年通訊總站利用建筑新辦公樓的時(shí)機(jī)投入大
量資金，對(duì)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(gè)地網(wǎng)合并成一個(gè)，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(xiàng)目
未做變動(dòng)。只是在程控機(jī)房、傳輸機(jī)房、計(jì)費(fèi)機(jī)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(shù))l2]
在交流電源的輸入端更換了通流量大的浪涌保護(hù)
器，(第一級(jí)防護(hù))；在UPS的輸人端安裝了浪涌保
護(hù)器(第二級(jí)防護(hù))；在UPS輸出端安裝了浪涌保護(hù)
器(第三級(jí)防護(hù))；機(jī)房所有交流供電設(shè)備前端都加
裝了防雷接線板(第四級(jí)防護(hù))。從而阻斷雷電浪涌
傳播，消除對(duì)設(shè)備的干擾。
鐵塔頂部航標(biāo)燈的電源接在傳輸機(jī)房，其電源線
一直通到塔頂。有可能將雷電感應(yīng)引入機(jī)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(shù))l3j
理順機(jī)房的接地系統(tǒng)，并更換了達(dá)不到規(guī)范要求
的各種接地線，將所有設(shè)備、機(jī)架、管線、防靜電地
板等與均壓環(huán)重新進(jìn)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(jìn)行等電位連接，起到一個(gè)屏蔽
線纜雷電感應(yīng)的作用。
4)措施之四(屏蔽技術(shù))_4 J
在傳輸機(jī)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(kuò)大接地體的面積，有效控制感應(yīng)雷
對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的損害。
3．3 實(shí)施小結(jié)
針對(duì)雷電對(duì)通訊總站電源系統(tǒng)的干擾，進(jìn)行了全
面、系統(tǒng)的分析。確定了雷電感應(yīng)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(shù)，重新制作機(jī)房地網(wǎng)，所有設(shè)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(duì)
所有進(jìn)入機(jī)房的線纜屏蔽層做接地處理；分四個(gè)層次
在電源的各級(jí)安裝浪涌保護(hù)器、室外樓體安裝屏蔽網(wǎng)
等幾個(gè)方面對(duì)通訊總站的防雷系統(tǒng)進(jìn)行了改造完善，
做到了層層保護(hù)，從而有效地阻止了雷電感應(yīng)在通訊
和電力線路上的傳播。項(xiàng)目的實(shí)施從解決雷電對(duì)電源
系統(tǒng)的干擾問題人手，采用多種措施對(duì)通訊總站防雷
體系進(jìn)行完善，不僅解決了雷電對(duì)電源的干擾，而且
還加強(qiáng)了其他通訊設(shè)備的雷電防護(hù)能力。
4 結(jié)束語(yǔ)
通訊系統(tǒng)的防雷是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，做好
通訊防雷要根據(jù)不同的機(jī)房環(huán)境，按照通信防雷設(shè)計(jì)
原則，設(shè)計(jì)與實(shí)際情況相符的防雷措施。在工程施
工、安裝、維護(hù)過程中應(yīng)遵循有關(guān)技術(shù)規(guī)定，實(shí)現(xiàn)在
雷電浪涌到來時(shí)通過逐級(jí)控制的方法使其值逐步減
少，到達(dá)通訊設(shè)備時(shí)浪涌值降低到零。防雷工作是一
個(gè)長(zhǎng)期的艱巨的任務(wù)，隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的不斷發(fā)
展，設(shè)備的逐漸增多不可避免地還會(huì)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(shè)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(duì)通訊設(shè)備的破壞，保持通訊系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)
定、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]GB50343—2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[s]
[2]GB50174—93電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)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(yàn)收規(guī)范[s】
[4]GB50057—94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S]
(收稿日期：2012—07—31 編輯：姜婷)

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