通讯设备如何防雷击
时间: 2018年5月22日
随着现代科技的迅速发展，电子设备的使用日益增多。特别是由于通信设备的增多，暴露在室外的通信线路也越来越长，遭受雷击的概率就大大增多，再加上现代通信设备中采用集成电路的电压越来越低，印刷电路板的线间距离越来越小，使得设备抗雷击的能力越来越弱。虽然配电系统采用架空避雷线和避雷器等防雷措施，但并不能完全消除雷击引起的暂态过电压，仍会有一部分幅值较低的过电压对低压系统的通信设备构成威胁。因此，通信设备常常出现被雷电击坏的现象。
一、雷电的形成
空气流动及各种环境的影响会在空气中积累起乌黑色带有电荷的云块，这种云块称为雷云。当雷云所带电荷使空气中的电场强度达到一定数值时，开始引起空气中的分子电离，最后发展至击穿空气绝缘，正负电荷发生放电而中和，出现闪光和巨响，这就是雷电。雷击时，会产生热效应、机械效应、静电效应、电磁效应，危害建筑设施及电子电气设备。
二、雷击分类及特性
1、直击雷
由铁塔及天线和电源端直接引入的雷击，形成强大电流和过电压毁坏设备。
2、感应雷
闪电电磁脉冲以感应方式，如通过电阻性、电容性和电感性耦合到电源线、信号线或用户线上，最终危害设备。
三、雷击入侵的途径
1、供电线路及架空用户线引入雷击
供电线路及用户线大多采用架空明线，这样容易耦合雷电至线路形成雷击。由于闪电脉冲放电峰值电流大，电场强，电流随时间变化率大，且放电过程所形成的频谱范围宽（1Hz~lOOMHz），因此，对通信线路都会感生强大的感应过电压和感应过电流，一旦感应过电压和感应过电流被引入通信设备内部，将产生严重的干扰甚至毁坏通信设备。
2、铁塔避雷针副作用产生二次雷击
避雷针的作用是引雷入地，在引雷过程中入地雷电流强度大，放电时间短，因此在避雷针和引线周围将产生瞬时强电场，在导体上感应产生幅度达几十至几千伏的感应电压。如此高电压，必然造成通信设备损坏。这一现象就是二次雷击效应。有许多雷击事故，都是在避雷针接地完好情况下发生的，分析其原因就是二次雷击效应造成的。
3、天馈线引入感应雷击
一般天馈线为提高信号覆盖范围都安装在铁塔上。当塔上避雷针入地产生二次雷击效应时，顺塔而下的天馈线首当其冲。尽管按现有技术规范，在天馈线安装时已将馈线上中下三点屏蔽层接地，可一旦二次雷击效应以信号方式进入馈线时，收发信设备端口损坏就在所难免了。
4、地电位反击引入雷击
在一个机房周围的电子设备，由于不是同期建设形成了两个地网，因而形成电位差，造成雷击。
四、雷击的原因
通信设备比一般电气设备更易遭雷击损坏。一般电气设备都具有一定的耐雷水平，如果电源进线的暂态过电压不超过6KV，这些设备都可以承受；如果过电压超过6kV，只需在电源进线上安装避雷器就可将过电压抑制在安全值内，从而保证设备的安全。而通信设备上的元器件耐压水平很低，电源线路和信号线路有的未设置必要的过电压保护，还有一些其他原因，例如电源线路、信号线路和与信号有联系的通信线路管道、结构件如果布置不当，形成一个开口导电环，当远处落雷时，地面电磁场也可在环内感应过电压，环路包绕的面积越大，感应的过电压也越高，击坏通信设备的危险就越大。
五、防雷的措施
对于电视机、计算机、电话机等，可采用拔掉电源插头和天线插头的方法，免受雷击危害。对于程控电话交换机、无线通信系统、通信设备等，可从以下几个方面采取措施，减少雷击事故的发生。
1．在所有的电线电缆入户处加装合适的避雷器，使得沿导线传来的闪电引发的高压电脉冲在避雷器处分流入地。例如，当电源线路较长时，在进线与大地之间接低压阀式避雷器，或在最后几根电杆上把绝缘铁脚接地，使雷电分流衰减；在导线与大地之间及各相导线之间接避雷器、压敏电阻器、陶瓷放电管等，组成多级保护；对于横向过电压，粗保护可采用充气管（如ＲＬ—２５０或Ｒ—７０等），细保护可采用稳压二极管或稳压二极管与开关二极管同时使用。架空明线与电缆连接的分线箱装备保安装置；机房内的总配线架安装具有过压过流防护功能的保安单元；远离机房的电话机、计算机，安装电话、信息终端避雷器；天线和馈线之间加装天线避雷器；并同时做好仪器设备的接地，都能有效地避免雷击。 2．铺设电缆时尽量避开高压电线和楼房、烟囱的避雷线。在通信电缆（电线）的电杆上装避雷线（避雷针），当雷击电杆时，保护电杆本身及其他杆上设备。避雷线一般采用直径为4mm的镀锌铁线，利用拉线入地或直接入地。接地电阻器规定为：黑土、黄土、泥炭黄土、砂质粘士，阻值小于8Ω。 3．凡是从室外引入到通信设备的各种通信电缆应有金属外皮或穿入金属管道。金属外皮或金属管道外壁应与接地网相连。在通信设备机房内装置防雷器件，如压敏电阻器。 4．要确保通信设备所在房屋的避雷系统性能完好，高架的电台天线一定要在避雷针的保护范围之内。在现代高层建筑物内，利用建筑物钢筋混凝土的钢筋作为接地体，以及利用供排水用的金属管道作为自然接地体，其地网的面积是相当可观的。引用其引雷入地，既可大大削弱闪电侵入时的瞬变电磁场，又可作为金属屏蔽、削弱电磁脉冲的入侵。采用共地运行方式比分地运行方式对人体和通信设备的安全保障更有利。接地电阻要求小于或等于1Ω。在非钢筋混凝土的建筑里，应采取分地运行方式，接地装置间的相互距离一般为2Om以上，接地电阻可视实际情况按2-10Ω考虑。 5．沿通信设备机房屋顶的四周敷高均压带，并用两根以上的引下线与围绕通信设备机房敷设在房外的水平闭合接地带相连，房外的水平闭合接地带与通信设备接地网之间至少有两根以上连接。这样做的目的，是使所引下的雷电发散均匀，减少可能出现的感应过电压。 ６．合理布置各类接地。通信设备的接地系统一般可分为：防雷保护接地、交流电源工作接地、安全保护接地、直流工作接地系统等。 屏蔽防雷措施目的是阻挡空间电磁波感应、过电压以及磁场能量侵入被保护的通信设备，起到抑制、消除电磁场干扰和危害的作用。