? 隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,大規(guī)模集成電路在通信設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,對(duì)過(guò)電壓保護(hù)的要求也就越來(lái)越高。由于雷電在電源線、信號(hào)線、天饋線等上感應(yīng)的瞬間過(guò)電壓造成的危害時(shí)常發(fā)生,所以要保證汛期通信的暢通,就必須采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施以避免因過(guò)電壓、過(guò)電流對(duì)通信設(shè)施和人員造成的危害。
由于黃河汛情主要發(fā)生在伏秋季節(jié),也是雷電的多發(fā)期。而現(xiàn)有黃河通信的傳輸通道大都是以微波為主的,當(dāng)有雷電產(chǎn)生時(shí),通信鐵塔上及地面的通信設(shè)施極易受到雷電的損害。如我局的通信設(shè)施幾乎每年汛期都要受到雷擊的損害而導(dǎo)致微波室內(nèi)外單元、48V電源和交換機(jī)板件的損壞。為保證汛期通信的暢通,就必須采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)措施來(lái)減少雷電對(duì)通信設(shè)施的危害。
一、雷電對(duì)通信設(shè)備的危害分析
眾所周知雷電是一種自然現(xiàn)象,曾給人類社會(huì)帶來(lái)了不少危害,國(guó)際電工委員會(huì)已將雷電災(zāi)害稱為“電子時(shí)代的一大公害”,雷擊、感應(yīng)雷擊、電源尖波等瞬間過(guò)電壓已成為破壞通信電子設(shè)備主要問(wèn)題。經(jīng)查大量的通信設(shè)備雷擊事例中分析,由雷電感應(yīng)和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖(LEMP)是通信設(shè)備損壞的主要原因。因此只有了解了它的形成過(guò)程,尋求有效地防護(hù)措施才能減少雷電帶來(lái)的損失。據(jù)資料顯示,我們地球上每秒鐘要出現(xiàn)大約100次左右的閃電雷擊。按照通信專用房屋設(shè)計(jì)規(guī)范,通信大樓和通信塔一般都安裝有避雷針、避雷網(wǎng)或避雷帶,并且均采取了聯(lián)合接地的方式。從形式上看,它已具備了良好的防雷和抗外界電磁干擾的性能,然而我們的防汛通信設(shè)備為什么還經(jīng)常會(huì)遭受雷擊而損壞?甚至威脅操作維護(hù)人員的人身安全呢?這是由于當(dāng)發(fā)生雷電時(shí),帶電的云層會(huì)在通信設(shè)施的天線上產(chǎn)生感應(yīng)電荷或雷電感應(yīng)通過(guò)通信和電力線路侵入,如果天線和通信線纜與大地之間直流通路不暢,就會(huì)由于感應(yīng)在天線和線纜與大地之間產(chǎn)生高電位而引起過(guò)電壓,致使通信設(shè)施無(wú)法承受強(qiáng)電流的侵入而損壞,甚至?xí)<安僮魅藛T的人身安全。
二、通信設(shè)施的防雷措施
就雷擊的防護(hù)措施通常來(lái)說(shuō),避免建筑物和通信塔及通信設(shè)備遭受雷擊的方式有四種:①疏導(dǎo):即將雷電電荷通過(guò)引線疏導(dǎo)至大地,避免直接雷擊電流經(jīng)建筑物或通信設(shè)備,從而使建筑物或通信設(shè)備免受雷擊。②隔離:即將雷電所產(chǎn)生的過(guò)電壓和被保護(hù)物隔離開(kāi)來(lái)從而避免雷擊。③等位:即將鐵塔地、天饋線地、設(shè)備工作地、建筑物的公共地等置于等電位上。④中和:即釋放出異性電荷和雷云中的電荷進(jìn)行中和,從而阻止雷電的形成。根據(jù)以上的四種避雷方法,具體到我局通信設(shè)施的防雷電過(guò)電壓來(lái)說(shuō),其主要的措施有以下幾種方法:
1.外部防護(hù)
外部防護(hù)主要采用避雷針和接地裝置(接地線、地極)來(lái)加以防護(hù)。其保護(hù)原理是:當(dāng)雷云放電接近地面時(shí),它使地面的電場(chǎng)發(fā)生變化,在避雷針頂部形成局部電場(chǎng)強(qiáng)度變化,以影響雷電導(dǎo)電的發(fā)展方向,引導(dǎo)雷電向避雷針?lè)烹?,再通過(guò)接地引下線、接地裝置將雷電電流引入大地,從而使被保護(hù)物免受雷擊。然而,被動(dòng)放電式避雷針存在反應(yīng)速度差、保護(hù)范圍小以及導(dǎo)通量小等不足。也是這一原因?qū)е铝朔姥赐ㄐ旁O(shè)施在防雷工作上有一定不足,根據(jù)通信設(shè)施防雷技術(shù)的要求,避雷針應(yīng)選擇提前放電主動(dòng)式的防雷裝置,建議從30°、45°、60°等不同角度考慮,以做到對(duì)各種雷擊的防護(hù),增大保護(hù)范圍,增加導(dǎo)通量。通信塔的所有外露金屬構(gòu)件都應(yīng)與避雷雷針連接良好。
(1)安裝避雷針或接地裝置的要求
?、俦芾揍槕?yīng)當(dāng)裝在高于天線尖端數(shù)米,避雷針與天線之間應(yīng)有一定的間隔,以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。
?、诒芾椎鼐€的直流通路的電阻要求足夠低,一般為5Ω以下,由于雷電浪涌電流較大,頻譜較寬且持續(xù)時(shí)間短,因此要求必須有盡量小的電感量。