防汛通信系统遭受雷击原因及对策

刘俊祥，王连剑

（菏泽市水利局，山东 菏泽 274000）

菏泽市水利局通信系统中的电子设备遭受雷击有多种情况。从区域看：水闸管理单位和城区附近有高压线通过的区域遭受雷击频繁，独立于城镇之外的基层管理单位也明显有不程度的雷击损坏设备现象发生；从受雷击的部位看：电源部位和信号线接口部位损坏严重。

雷击损害主要通过两种形式：一种是通过金属管线或地线传导的直击雷；一种是过电压引起的感应雷。绝大部分雷电损害是由感应雷引起的。

1 原因分析

通信系统中的电子设备遭受雷击损坏的主要原因往往不是直击雷而是感应雷，防止感应雷产生的过电压是保证系统安全可靠运行的主要措施。实践证明，避雷针只能在一定的范围内在防直击雷方面起一定作用，而在防感应雷方面就显得无能为力，相反还有引雷的作用。

目前水利系统无线通信仍占主导地位。在无线通信台站建立后，一般都要建立较高的铁塔，并在其上架设避雷针以保护范围内的设施不被雷击。一旦雷击现象发生，人们较多地在铁塔的接地处理上下功夫，而往往忽视雷电波侵入附近低压导电线的危害。

由于水利支干通信分阶段建设明显，在工程设计和施工时，没有系统考虑防雷接地问题。通信系统与建筑物的防雷接地、设备防雷与保护接地缺乏统一性和系统性，导致电位分布不均，形成了电位反击。部分电源供电线路防雷未作考虑。

2 预防对策

2.1 线路方面

1）采用“避、阻”减少感应过电压进入机房。根据感应过电压产生的原因和其幅值的计算分析，利用有金属外皮的电力线、信号线埋地敷设是较好的堵塞雷电侵入波的有效途径。引入机房的电力线应有金属外皮或在敷设金属管内作屏蔽，并要求埋地敷设，长度不小于 2ρ(ρ为电阻率)米，且在入户处绕成电感扼流圈，不得将架空线路直接引入机房。引出机房的金属管也应埋地，利用降低线路高度、增大导线各屏蔽线之间的耦合系数来减少和降低进户线上产生的过电压幅值；利用电缆外皮或金属外壳的分流降压作用以及雷电流产生的集肤效应，将流经电缆的电流排挤到外导体上去。金属外皮的两端一定要与接地网相连接，以防止地电位反击。引入机房的航空灯电源线外皮和通信线金属外皮至少应在杆塔的顶端和未端与铁塔相连。机房的接地网与塔体的接地网至少应有两根水平接地体相连，连接电阻不大于1Ω。站房附近严禁布放架空缆线。

2）采用“截、放”预防。在低压线路的入户和出口处，加装避雷器进一步将雷电侵入波截、放。在电力线路设计中，进户线的绝缘子采取接地措施防止雷击(在平常雷电日不超过30的地区一般不作要求)。当低压线路落雷时，就对绝缘子的铁脚放电，把雷电泄掉。如果只将绝缘子铁脚接地，仅在铁脚和导线之间形成一个放电保护间隙，其放电电压约为40kV，这对保护人身安全是有效的，但要保护低压电气设备和线路就不够了。在绝缘子放电之前，可能室内的电气设备或线路已被击穿，故要增设避雷器来保护室内的电气设备和线路。一般可采用在低压进户线的入户处安装压敏避雷器、交流浪涌进雷器、放电管等装置，以限制雷电过电压的幅值，把从线路上来的浪涌电流引入地下而保护设备。如果电源直接取自市电插座，必须考虑经过电压防护插座插入市电电源插座。信号线路在进入机房设备前端应安装信号防雷器，将信号送至收信设备，在设备受到过电压侵袭时，保护装置能快速动作将能量泄放，从而保护设备不受损坏。

2.2 防雷接地要求

机房所在的整个楼房建筑体的接地应按均压等电位原则设计，即电子设备的工作接地、保护接地共同合用一组接地体的联合接地方式，机房为防止地电位反击，其接地电阻不应大于1Ω。

通信设备可包括几种不同的接地系统，系统也会包括不同的必须接地点，每个设备的接地应独立引入接地体。通常，接地系统的实施需遵循以下原则：(1)接地电阻应小于 5Ω；(2)星形配置；(3)避免地环路；(4)地电位应相等。

2.3 空间通道

外部防雷系统应在建筑物设计、施工阶段给予高度重视，以便利用建筑物自身的金属构件达到经济实用的防雷目的。无线通讯经常在建筑物上架设天线，属于地面特别突出物，是雷电释放的危险途径，天馈线进入设备前应加装防雷器。

3 结 语

根据感应雷形成的原理和影响其幅值的经验公式分析，在有高耸建筑物或通信铁塔的地方，增加电源进户线金属外壳屏蔽、埋地敷设、在电源线入户处增加避雷器，是有效防止感应雷从电源线侵入电子设备的经济有效方法；增加通信线路入出口处多级保护也是必不可少的一部分；完善的接地系统是保障通信畅通的必要条件；加强日常维护、检查、检测工作是保障雷电、静电防护措施可靠运行的必要手段。