浅析无线通信防雷接地系统

吕可娟

摘要：如今无线通信系统已应用于各大企业工业领域，努力做好防雷接地工作在平常的通信设备中具有重要意义，感应雷电以及雷电电测脉冲的入侵很容易破坏相应的电子、电器等微波设备，再者就是无线通信设备本身的户外天线以及电缆馈线等都裸露在外面，受到感应雷的袭击危害大大提高，所以，仅仅依靠避雷针已经远远不能够满足无线通信台站设备的防雷实际需求，因此，对无线通信系统的工作和保护地的要求会非常严格，我们必须从细节抓起，从出发点进行管制治理、从各个方面入手在基于无信通信接地工作之上，对整个无线通信系统实施有效的防雷工程。本文就减少通信意外故障、通信防雷工作等问题进行分析和研究。

关键词：无线通 信系统 防雷接地

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）08-0045-02

1 雷电对无线通信系统设备破坏的原理

1.1 原理

要想防需避需首先就得了解雷电对无线通信设备破坏产生的原理，因为电云可以负电感应所以会导致周边地面存在正电荷，使之形成一个强大的电场。如果有的地方积累的电密度过大，导致电场强度击穿空气游离时，就会使电云开始梯级式向下放电。当电流接近地面物体有一定的距离时，在强电场的作用之下会产生所谓的尖端放电，形成一个逐步向上的先导放电，两者汇合就会形成一种需电通路，强烈的异性电荷会形成强大的需电流，并且会有剧烈的闪电和需电发生，导致雷电流会架空线路在空中对金属材质的物体产生电压，同样的电流会随着物体走向快速的想周围扩散造成破坏。

1.2 雷击破坏的两种主要形式

1.2.1 直击雷

我们所说的直击雷就是电云对地面上的某一点发生火速的放电现象。不过直击雷发生的频率比较低，而且直击雷发生时一次只能破坏小范围的目标，然而因为放电比较快、迅猛，被击中的物体由于放电流过大，所以直击雷的破坏程度比较大，而且主要对室外的物体有破坏作用，因此我们把防直击雷体系称之为外部防电系统。

1.2.2 感应雷

感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应雷和电磁感应雷。一种是指当雷云来临时地面上的一切物体，尤其是导体，由于静电感应，都聚集起大量的雷电极性相反的束缚电荷，在雷云对地或对另一雷云闪击放电后，云中的电荷就变成了自由电荷，从而产生出很高的静电电压（感应电压）其过电压幅值可达到几万到几十万伏，这种过电压往往会造成建筑物内的导线，接地不良的金属物导体和大型的金属设备放电而引起电火花，从而引起火灾、爆炸、危及人身安全或对供电系统造成的危害。另一种情况是，在雷电闪击时，由于雷电流的变化率大而在雷电流的通道附近就形成了一个很强的感应电磁场，对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，又或者使周围的金属构件产生感应电流，从而产生大量的热而引起火灾。感应雷发生一般针对室内的电器和用电设备产生破坏作用，因此我们把防感应雷体系称之为内部防雷系统。

2 浅谈无线电设备的防雷措施

2.1 外部防雷

防雷是一个系统的工程，常规意义上的外部防雷主要是指的直击雷的防护。外部防雷体系主要有引下线、接地线网、避雷针等组成，这几个重要元素缺一不可。防直击雷的危害是通过避雷针、引下线、接地装置等体系将雷电流顺利流散到大地中去。对通信工程来说，天线和机房等建筑物比较容易受到直击雷的破坏，所以直击雷应该装置在高于天线顶端数米之上，而且避雷针和天线之间还要有一定的距离，这样做是为了防止避雷针的存在从而影响了通信效果。通常的做法是我们把避雷针作为天线等建筑物的主杆，把通信装置安装在避雷针外线差不多1.5个波长之外。接地体指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体，有人工接地体和自然接地体两种 。接地网是把需要接地的各系统，统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属连接起来，使它们之间成为电气相通的统一接地网。一般整个基站的接地系统有：建筑物地网、铁塔地、电源地、逻辑地（也称信号地）、防雷地等。然而，各地网之间必须独立时，如果各接地系统之间的距离达不到规范的要求时，应尽可能连接在一起，如实际情况不允许直接连接的，可通过地电位均衡器实现等电位连接，否则容易出现地电位反击事故。

2.2 内部防雷

防雷是一个系统的工程，常规意义上的外部防雷主要是指的感应雷的防护。用于内部防雷的产品叫做内部防雷装置。它主要由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、电涌保护器等几部分组成，主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应。在实际应用中，内部防雷装置的应用更为普遍。

2.2.1 屏蔽

对双绞线使用金属屏蔽，不同种类的双绞线或者四对双绞线放一起都可以使用同样的金属屏蔽。金属屏蔽可以产生吸收和反射等作用，可以很好的隔离周边的电磁场以及减少单独屏蔽的対绞线串音。

2.2.2 防雷器

防雷器，又称避雷器、浪涌保护器、电涌保护器、过电压保护器等，主要包括电源防雷器和信号防雷器，防雷器是通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。避雷器中的雷电能量吸收，主要是氧化锌压敏电阻和气体放电管。避雷器通常接在导线和地之间，与被保护设备并联。当被保护设备在正常工作电压下运行时，避雷器不动作，即对地视为断路。一旦出现过电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护电气设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使系统能够正常供电。避雷器的作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值。它具有保护通流量大，残压极低，响应时间快；结构严谨，工作稳定可靠等特点。

2.3 微电子设备的防雷措施

2.3.1 天线防雷

微波天线防雷最主要的还是装置避雷针，让雷电流以最短的路径引入接地网，这样一来铁塔上的天线都在所保护的范围之内，受不到雷电的袭击。在天线塔杆基础的四周设一组闭合的接地网，并将铁塔杆的基础与接地网可靠连接。天线塔杆的闭合接地网与建筑的闭合接地网之间，至少应有两处以上（间距3-5米）相互焊接连通；天线塔杆应设避雷针，天线塔杆上的天馈线和其他设施都应在避雷针的保护范围内。避雷针应设引下线，引下线与避雷针和建筑的闭合接地网相互焊接连通；天线塔杆上的天线支杆、框架、航空标志、馈线过桥等设施都应良好接地。低压线人程宜采用电缆直埋方式，低压电力电缆的长度不宜超过50米，在入户端应将电缆外护套与微波站接地网焊接连通，三根相线及零线在直入交流配电屏之前，分别对地加装氧化锌无间隙避雷器或其它过压保护设施。

2.3.2 机房防雷

防雷检测人员首先要对机房的防雷装置、材料规格、安装工艺等进行查看并且测试馈线保护层、模拟通信设备的机架、内走线架、YF线等金属体是否有电位连接，测量接地电阻，最后做好查看记录并且绘制一个机房防雷的平面图。目的是保护机房人员设备工作安全减少雷击事故的发生降低雷击事故的影响减少因雷击造成的经济损失。

2.3.3 基站防雷

基站防雷的装置有极闪器、引线下、接地装置等，基站防雷首先必须要保证天面金属物体有可靠的电位连接。这样做是因为有雷电向建筑物袭击时产生不了高电压，对无线通信设备起到一个保护作用。再者就是天线的直击雷防护。当然，最主要的还是避雷针，最好的方法就是确保外走线架和同轴电缆馈线等设备的电位连接，直接用电线杆来保护，这样可以减少高电压和高压反击，避免雷电对机房内的通信设备造成破坏。

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