通信大樓一般都安裝有避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)，并且采取了聯(lián)合接地的方式。從表面上看，它已具備了良好的防雷和抗外界電磁干擾的 性能，那么為什么通信設(shè)備有時(shí)還會遭受過壓過流而損壞呢？還會對操作維護(hù)人員的人身構(gòu)成威脅呢？下面將日常維護(hù)巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題和防護(hù)措施歸納如下。
?。?nbsp;引起通信設(shè)備過電壓的原因
從山西省萬家寨引黃工程個(gè)別高山施工通信站雷擊通信設(shè)備造成的故障情況分析來看，絕大部分故障是由于雷電電磁脈沖波從戶外電力線路、傳輸線路侵入而造成的。這時(shí)，機(jī)房本身并未遭受雷擊，而是雷電直擊電力線、傳輸線，或在距電力線路／傳輸線路一定距離處有雷電閃擊。例如，某站一個(gè)高山施工通信機(jī)房距電力線路４００ ｍ處的落雷電流大約為８０ ｋＡ，架空電力線路距地面平均高度為５ ｍ，由此可估算出該處電力線路上瞬間過電壓約為２５ ｋＶ。這樣高的感應(yīng)電壓向電力線兩端擴(kuò)展，雷電電流感應(yīng)電壓雖能經(jīng)線路逐漸衰減，但由于通信機(jī)房距離落雷地點(diǎn)不是很遠(yuǎn)，此殘余感應(yīng)電壓仍有一定的強(qiáng)度，侵入到機(jī)房后仍可導(dǎo)致部分通信設(shè)備損壞，造成通信中斷。后經(jīng)技術(shù)人員多方分析、改造，采取多種防護(hù)方式，避免了雷擊現(xiàn)象。強(qiáng)電、靜電都是引起通信設(shè)備過電壓的主要來源，具體而言，輸入／輸出信號線、交／直流電源線、接地系統(tǒng)和空間電磁波都是過電壓源入侵通信設(shè)備的主要途徑。所以必須采取多種防護(hù)措施切斷過電壓入侵通信設(shè)備的主要途徑。
?。?nbsp;多級防護(hù)
隨著通信設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，雷電、強(qiáng)電、靜電以及操作引起的瞬間過電壓造成的危害常常發(fā)生。以往的防護(hù)體系已不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)安全的要求，應(yīng)從單一防護(hù)（無源防護(hù)，其內(nèi)涵是與系統(tǒng)電源無直接電氣連接的防護(hù)系統(tǒng)）轉(zhuǎn)為三維防護(hù)（有源和無源防護(hù)，其內(nèi)涵是與系統(tǒng)電源無直接電氣連接的防護(hù)和與系統(tǒng)電源有直接電氣連接的防護(hù)系統(tǒng)組合的立體空間防護(hù)系統(tǒng)）。三維防護(hù)包括防直擊雷、防感應(yīng)雷電、防地電位反擊、防靜電直擊、過電壓感應(yīng)以及操作引起的瞬間過電壓影響等多方面的防護(hù)，即根據(jù)空調(diào)、數(shù)字程控、光電傳輸、交直流電源等所有微電子設(shè)備的不同功能、不同受保護(hù)程度和所屬保護(hù)層確定防護(hù)要點(diǎn)做分類保護(hù)。根據(jù)雷電、強(qiáng)電、靜電和操作瞬間過電壓的危害的可能通道，從電源線到數(shù)據(jù)通信線路都應(yīng)該做多級保護(hù)。
?。?nbsp;外部防護(hù)
外部防護(hù)主要采用避雷針（避雷網(wǎng)、避雷線和避雷帶）和接地裝置（接地線、地極）來加以防護(hù)。其保護(hù)原理是：當(dāng)雷云放電接近地面時(shí)，它使地面的電場發(fā)生畸變，在避雷針（避雷線）頂部形成局部電場強(qiáng)度畸變，以影響雷電先導(dǎo)入電的發(fā)展方向，引導(dǎo)雷電向避雷針（避雷線）放電，再通過接地引下線、接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護(hù)物免受雷擊，這是人們長期實(shí)踐證明的防直擊雷的有效方法。然而，被動放電式避雷針存在反應(yīng)速度差、保護(hù)的范圍小以及導(dǎo)通量小等不足。根據(jù)現(xiàn)代通信發(fā)展的要求，避雷針應(yīng)選擇提前放電主動式的防雷裝置，并且應(yīng)該從３０°、４５°、６０°等不同角度考慮，以做到對各種雷擊的防護(hù)，增大保護(hù)范圍，增加導(dǎo)通量。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件（管道）都應(yīng)與防雷網(wǎng)（避雷帶或避雷線）良好連接。
４ 內(nèi)部防護(hù)
首先是電源部分的防護(hù)，因?yàn)槔纂姟?qiáng)電主要是通過線路侵入的。對于高壓部分，電力部門有專用的高壓避雷裝置，而線對線的過壓則無法控制。因此，對３８０ Ｖ低壓線路應(yīng)進(jìn)行過電壓保護(hù)，按國家規(guī)范應(yīng)分為３部分：建議在高壓變壓器后端到通信局（站）電力機(jī)房總配電盤的電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為一級保護(hù)；在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為二級保護(hù)；在所有重要的、精密的設(shè)備以及ＵＰＳ的前端對地加裝避雷器，作為三級保護(hù)。目的是用分流（限流）技術(shù)將雷電過電壓（脈沖）能量分流泄入大地，從而達(dá)到保護(hù)目的。分流（限流）技術(shù)中采用的防護(hù)器的品質(zhì)、性能的好壞均直接影響防護(hù)的效果，因此選擇合格優(yōu)良的避雷器至關(guān)重要。
其次是信號部分的防護(hù)，這要根據(jù)通信設(shè)備的敏感度來確定。應(yīng)該考慮的主要有：衛(wèi)星接收系統(tǒng)、數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)專線系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。建議在所有信息系統(tǒng)進(jìn)入樓宇的電纜內(nèi)芯線端時(shí)，應(yīng)對地加裝避雷器，電纜中的空線應(yīng)接地，并做好屏蔽接地。
最后是接地處理，接地系統(tǒng)把雷電流引入大地，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的。一般建筑物的接地系統(tǒng)有建筑物地網(wǎng)（與法拉第網(wǎng)相接）、電源地（要求地阻＜１０ ?贅）、邏輯地（也稱信號地）和防雷地等。通信設(shè)備要求交直流工作地、安全保護(hù)地、防雷地必須獨(dú)立時(shí)，如果相互之間距離達(dá)不到規(guī)范的要求，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。因此，各接地系統(tǒng)之間的距離達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)盡可能使它們連接在一起，如實(shí)際情況不允許直接連接，可通過地電位連接。如光纖到戶局點(diǎn)、移動通信基站、尋呼機(jī)房、通信局（站）的總接地點(diǎn)盡量做到只有一個(gè)，從而保證各類接地點(diǎn)的基準(zhǔn)電位是惟一值。為確保系統(tǒng)正常工作，每年在雷雨季節(jié)前后或春、秋檢修時(shí)應(yīng)定期用精密地阻儀檢測地阻值，以確保地阻值始終保持在規(guī)定的范圍。
５ 結(jié)論
總之，對通信設(shè)備而言，接地與防雷是一個(gè)永恒的課題，接地系統(tǒng)的正確與可靠直接關(guān)系到人身和通信設(shè)備的安全。綜合考慮國際、國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及國家和信息產(chǎn)業(yè)部的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以明確以下幾點(diǎn)。
?。ǎ保?nbsp;通信局（站）必須按規(guī)范采用聯(lián)合接地系統(tǒng)。
?。ǎ玻?nbsp;單點(diǎn)接地原則。無論是聯(lián)合接地系統(tǒng)還是分散接地系統(tǒng)，地下防雷線、保護(hù)地線、工作地線等金屬地應(yīng)連在一起，并通過總接地線匯集排后，這些地線必須絕緣分開。
（３） 無論是防雷擊通信局（站）建筑物，還是防雷電經(jīng)交流電力線侵入通信局（站），都必須采用層層防護(hù)的原則。
?。ǎ矗?nbsp;防雷裝置的接地電阻應(yīng)符合《建筑物防雷接地規(guī)范》與《通信局（站）接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》的要求。根據(jù)各通信機(jī)房、基站等所處的環(huán)境，應(yīng)從電纜引入開始安裝多級保護(hù)器。
?。ǎ担?nbsp;防雷裝置的抑制過電壓性能與連接引線的長度有很大關(guān)系，因?yàn)樵诶讚羟闆r下，接地線的阻抗主要取決于接地線的電感，而電感主要取決于接地線的長度。根據(jù)多年的安裝與維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，接地線應(yīng)盡量短而直，嚴(yán)禁不必要的彎曲、打圈和迂回。
?。ǎ叮?nbsp;為了使保護(hù)器達(dá)到更佳的防雷效果，除了要求連接引線盡量粗、短、直外，還應(yīng)降低連接引線的電感，如果條件允許，每相進(jìn)、出保護(hù)器的兩根連線應(yīng)采用絞合或靠近平行布放的方式，使之流過的電流方向相反，以降低連接電感。保護(hù)器的接地端也采取同樣的辦法，以進(jìn)一步減少連線電感。
?。ǎ罚?nbsp;注意避雷元件是否能正常使用，應(yīng)在每年雷雨季節(jié)到來之前和過后檢查它們是否已損壞，重點(diǎn)測試它們的動作電壓和額定電壓下的漏電流，如果數(shù)值跟原來產(chǎn)品參數(shù)有一定范圍的變化，就應(yīng)該將其更換掉，這一點(diǎn)對于山區(qū)多雷區(qū)模塊局、移動基站和山頭微波站尤為重要。
?。ǎ福?nbsp;正確安裝電源防雷器，減少設(shè)備因雷擊而導(dǎo)致電源損壞的機(jī)會，這樣既可免除更換設(shè)備之費(fèi)用，又可保障系統(tǒng)不間斷地連續(xù)運(yùn)行。同時(shí)還可減少建筑物因雷擊所引起的電源火警的機(jī)會，確保人身及其他財(cái)產(chǎn)的安全。應(yīng)該做多級保護(hù)。
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