通信行业雷电防护技术

随着通信行业的迅猛发展,微电子设备、大规模集成电路和智能化在通信设备中的广泛应用,通信设备的集成度越来越高,其耐压水平也越来越低.使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高.由于雷电在电源线、信号线、天馈线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生,且通信基站分布范围广,位置处于制高点,容易遭受雷击灾害.雷电具有很强的破坏性,一旦通信基站遭受雷击,容易造成通信设备损坏,通信信号中断,给社会带来较大的经济影响,做好通信基站的防雷是一项重要的工作.因此必须采取适当的保护措施以避免因过电压及其所产生的过电流对传输线路、通信设备和人员造成的危害.

一、通信行业雷电防护的作用

自从人类进入电气化时代后,特别是进入信息时代后,雷电危害问题从过去以直击雷击毁地上的人和物为主发展成为通过金属线传输的雷电波为主,雷电防护技术也重点研究和解决这种类型的雷电防护问题.因此,雷电防护技术是随着人类社会的进步而不断发展变化的.

20世纪七十年代以后,世界上半导体集成技术的发展和完善,使它能渗透到几乎所有的科学技术领域.如在通信行业中,各种通信设备大量采用半导体元件,各种通信模块及系统的监控管理均使用了微处理机芯片,这使通信设备主要技术指标及系统监控智能化程度都有了较大的提高.但是由于半导体集成电路不能耐受过电压和过电流冲击,因此凡是使用这些器件的通信设备对瞬间高脉冲电压的承受能力有所下降,致使通信设备由于遭受雷电的过电压冲击而损坏的事故时有发生.比如电子计算机通信系统,有线通信系统,微波通信系统等设备的雷害问题均显著增加,这些都向防雷技术提出了新的要求.

而随着工业化和科学技术的进步,通信行业各种高层建筑物和特殊用途的建筑物象雨后春笋般拔地而起,也向防雷提出了新的课题.所以研究通信设备和通信建筑物的雷电防护技术对整个通信行业的安全运行具有非常重要的作用.

二、雷电防护技术存在的问题

在取得一定防雷成就的同时,我们还要清醒地看到人类对雷电的防护研究还远远不够.尤其是通信行业发展非常迅速,如通信建筑物越来越高（许多信息大厦都成为各个城市的标志性建筑物）；建筑物内电力、传输、交换、数据、网管等设备种类非常多而且这些设备由于采用集成电路因此抗雷电感应、雷电波侵入的能力非常薄弱,从而带来了许多预料不到的遭雷击因素.

目前通信行业防雷接地实际工作中主要存在如下一些问题：

(一)由于通信设备的更新换代速度太快,因此还不可能完全有效的防止各种通信设备免受雷击.

(二)防雷接地理论还不够完善,需要实践的进一步检验.

(三)防雷产品种类多,但是还不能够完全满足通信行业的需要.

(四)实际中许多防雷接地地网的设置不符合规范（特别是一些采用民用建筑改造的机房以及一些高山基站的地网建设）.

(五)对防雷接地电阻测量的准确度和可靠度有必要进一步加强.

(六)实际中防雷接地总汇流排和分汇流排在机房的设置非常混乱.

三、防雷接地工作原理及措施

所谓雷击防护就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地,是疏导,而不是堵雷或消雷.

一个完整的防雷系统包括两个方面：直接雷击的防护和感应雷击的防护.缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的.

防雷接地必须严格按照联合接地、均压等电位分区保护原则.一般采用外部防护措施和内部防护措施两种.

1.外部保护措施

外部保护是指将绝大部分雷电流直接引入地下泄放.外部保护主要是指直击雷的防护,它是防雷技术的主要部分.其技术措施可分接闪器引下线,接地体和法拉第笼.

2.内部保护措施

内部保护是指对雷电波等侵入的防护,其技术措施可分为屏蔽（含法拉第笼）、均压等电位.

（1）屏蔽措施：屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在机房电子设备上的电磁干扰或过电压能量.

（2）等电位连接：等电位连接是内部防雷装置的一部分,其目的在于减小雷电流所引起的电位差,它通过连接导线把过电压保护器装置、防雷装置、建筑物的金属构架装置、电气装置、电信装置的接地体连接起来,形成一个等电位连接网络,以实现均压等电位.

结束语

总之,对于通信设备而言,雷电过电压来源主要包括直击雷/感应雷过电压、雷电侵入波和反击过电压.在一般情况下,通信电源必须采取系统防护、概率防护和多级防护的防雷原则,通信电源系统应采用多级防雷体系.采用防雷器件时还应考虑到防雷器件对系统的影响,包括工作电压、工作电流、工作频率、谐波干扰、工作温度、泄漏电流、绝缘等级、插入损耗、结构形式、远程监控、操作与维护等,还有安规的影响.总之,防雷对通信设备来说是一个永恒的话题,接地系统的正确与否直接关系到通信设备和人身的安全.