通信设备防雷的重要性及措施解析

张时东　李建豪　余益祥

摘 要：通信设备硬件结构集中度相对较高，板件耐受过电流以及过电压能力相对有限，在遭受雷电攻击后，设备会出现不同程度的损坏，会造成数据丢失以及通信中断等方面问题，所以实施设备防雷措施是极为重要的。通过对通信设备防雷重要性的分析，明确防雷措施总体思路，并对防雷具体措施展开探索，旨在提高通信设备防雷水平，保障通信设备运行质量。

关键词：直击雷 通信设备 防雷措施 雷电危害

中图分类号：TN991 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（b）-0032-02

为满足社会不断增加的通信需求，通信建设速度呈现出了显著增长的趋势。各种先进通信设备开始在通信网络中进行应用，传统防护体系不再适用。管理部门需要按照雷电引起瞬间过电压侵入通道，对通信线路以及电源线等展开多级保护措施，以对整体通信网运行展开可靠保护。为制定出较为合理的防雷方案，首先应对防雷必要性以及常见雷电种类展开分析。

1 通信设备防雷重要性

雷电破坏力相对较强，在雷电现象出现时，其电压能够达到数百万伏以上，瞬间电流更是超过了数十万安培，会对通信设备运行形成严重威胁，所以进行通信设备防雷极为重要。

从危害层面而言，雷电主要可以分为感应雷、雷电波以及直击雷三种[1]。其中雷电波会在线路中进行传播，会对设备绝缘性能形成直接损坏；直击雷会对被保护物形成直接攻击，通信电缆以及通信站机房楼等会在直击雷强烈攻击之后出现严重损坏，甚至引起人员伤亡以及火灾等严重后果；感应雷虽然不会对被保护物形成直接攻击，但却会在放电时。在周围导体上产生一定量的电磁感应以及静电感应，会对导体相连设备及其器件形成损坏。同时通信站用于与外界相连的通信传输电缆以及电力电缆，也会受到感应雷不同程度的攻击，很容易会造成设备核心器件损坏，导致通信中断。

2 防雷总体思路

为保证防雷措施制定质量，在对具体防雷方案进行设计之前，相关人员首先应明确通信设备防雷总体思路。

目前较为常用的防雷措施，主要有以下几种：（1）疏导。利用引线对雷云中电荷实施疏导，将其引入到大地之中，控制电流流经方向，以对通信设备或建筑物形成有效保护；（2）隔离。对被保护物实施隔离保护，防止雷电过电压与其直接接触，降低雷击产生可能性；（3）等位。将建筑物公共地、铁塔地以及天馈线地等，放置于电位之上；（4）中和。释放异性电荷与云雷中电荷实施中和，以对雷电形成展开有些控制[2]。

3 具体防雷措施

按照总体防雷思路，制定以下防雷措施。

3.1 外部防雷

在实施外部防护过程中，会通过安装接地装置、避雷针以及避雷网等设施，提高建筑物防雷级别。

（1）避雷装置保护原理。在雷电放电将要接近地面时，地面电磁场会在雷电影响下出现畸变现象，且会在避雷针顶部发生局部电场强度畸变状况，会对雷电先导入电方向形成影响，使其在引导之下向避雷针进行放电。在接地装置作用之下，该部分电流会被疏导到大地之中，进而建筑物形成有效保护。经过大量实践表明，避雷针防直击雷效果较为明显，值得广泛进行推广。但需要注意的是，避雷针防雷方式较为被动，且存在反应速度慢以及导通量小等方面的问题，所以建议在大规模通信设备建筑物上，应安装提前放电主动式防雷装置，并要做好角度选择与规划，以对建筑物形成全方位保護。同时，应保证避雷网、避雷针及其他避雷装置与外露金属构件连接性能，防止金属构件成为雷电导体，对通信设备形成保护。

（2）避雷装置安装要求。在此将重点对接地装置以及避雷针安装要求展开介绍。安装具体要求如下：①避雷针安装要高于天线顶端，需要和天线之间保持一定距离，以防避雷针对天线辐射图形形成干扰，影响通信，一般建议将避雷针作为天线塔体主杆；②要对避雷地线直流通路电阻形成有效控制，将其数值控制在合理范围内，并要做好电感量管控，以防雷电浪涌电流过大，对装置形成破坏；③接地引线长度应被控制在30m之内，在对镀锌扁钢进行选择时，应尽量挑选截面面积在40mm×4mm材料，且要将其作为引线主要材质；④地线以直径超过3mm实心导线为最佳，要避免使用扁平编织线以及绞合线，以防因材料电感较大，使雷击电流泄放受到直接影响；⑤为增加地表层过电压面积，可采用埋设等距离间隔接地体与相互焊接的方式，达到理想过电压面积；⑥如果通信工程较为重要，可通过安装放射型避雷装置的方式，对工程形成高水平保护。此种避雷装置是较为先进的防雷保护设备，会通过不断发射α粒子的方式，在周边空间中形成大量电子，以在雷电环境中，产生和电场强度相同的电子流，抵消部分雷电电流，使高电场逐渐转化为低电场，降低雷击事故产生可能性。与避雷针相比，此种避雷装置所形成的防雷面积更加理想，整体半径能够达到260m左右，能够对通信建筑与设备形成高效防护。同时该设备还具有使用安全性较高的优势，不会对人身形成损害，是今后通信防雷研究重要内容之一。

3.2 内部保护

（1）电源防护。线路是雷电入侵主要途径，虽然供电部门在高压线路部分设置了高压避雷等防护装置，但却无法达到对线过压形成有效控制的目标。所以对低压线路实施过电压保护，是极为必要的。在具体进行线路保护过程中，一方面要按照国家相关规定要求，在高压变压器至配件机房总配电盘之间电缆内芯线两端，安装避雷器装置；另一方面在楼层配电箱与总配电盘之间安装避雷装置。同时要在精密设备以及重要设备前端，安装避雷装置。要将分流、限流技术合理应用到防雷工作之中，做好电压能量疏导，达到良好保护效果。由于防护器质量会对分流、限流技术应用形成直接影响，所以需要对避雷装置性能以及质量等展开科学挑选。

（2）信号保护。在具体进行信号保护过程中，需要按照通信设备雷电敏感程度，合理制定防护措施。应在信息系统进入到建筑物电缆内芯线之前，加装避雷装置，并要对电缆实施空线接地处理，高质量完成屏蔽接地任务[3]。在对信号电缆进行布置时，应尽量从金属管中穿入到地下，并对金属管两段实施接地处理，做好室内部分信号电缆对应接口避雷保护，要尽量缩短信号避雷器保护接地线长度，以防信号保护受到影响。同时，如果因条件限制，导致电缆无法通过地下途径进入到室内，此时需要对电缆穿金属软管实施屏蔽，对金属软管两端进行接地，并在室内设备对应接口处安装避雷装置，以达到对信号形成有效防护的目标。

（3）接地处理。利用接地系统，将雷电流引入到大地之内，进而对工作人员人身安全以及通信设备运行形成有效保护。通常建筑物接地系统都会设置防雷地、建筑物地网以及电源地等，按照设备运行需要，这些部分都需保持独立状态，要保证彼此之间距离，以防发生电位反击事故。同时要做好变压器地网、移动基站机房地网等地下多点连接处理，从而将雷击事故发生概率控制在最低。

4 结语

通信部门要明确认识到雷电危害，加强对雷电防护措施的研究力度。要在对通信网络以及通信设备特点进行明确的基础上，按照地区雷电发生规律，制定出较为合理的雷电防护规划。确保原有雷电防护措施可以得到有效改善，雷电防护级别可以得到切实提升，以通过高质量的内部防护以及外部防雷手段，对通信设备形成有效保护，从而营造出安全、可靠的通信设备运行环境，降低雷电对于通信工程的危害程度，以为社会提供更加优质、稳定的通信服务。

参考文献

[1] 曹洲.通信机房防雷接地系统的方案设计[J].数字通信世界，2018（1）：41，172.

[2] 冯治国，杨晓刚.浅谈通信设备防雷的重要性及措施[J].军民两用技术与产品，2017（12）：228.

[3] 刁梅红.通信设施对雷电电压防护措施探讨[J].建材与装饰，2017（10）：286-287.