通信局站防雷接地保护相关问题探讨

梁 虎

（中国电信股份有限公司六安分公司，安徽 六安 237000）

0 引 言

由于通信机房涉及了电源、交换、传输、数据和计算机等多个专业，设备种类繁多，且每种设备的硬件构成几乎都是大规模集成电路，因此供电系统需要具有很高的稳定性，对防雷接地系统提出了更高要求。尽管当前各个机房都有专属的防雷接地系统，但基于各种原因，很多机房的接地系统不达标。笔者在日常维护工作中总结了以下几方面的问题。

1 通信局易受雷击的原因

通常情况下，通信大楼都高于周围建筑，绝大部分都设有移动基站铁塔，且其是周边范围内最高的建筑，大大增加了遭受雷击的可能性，提高了防雷工作的复杂性[1]。由于地点位升高，因此通信局站一旦遭受雷击便会影响通信楼内的通信设备。具体危害主要体现在三个方面：第一，雷电对铁塔防雷针进行放电时，会在整个通信大楼四周形成一个强大的雷电电磁脉冲，机房内的电缆将会接收到较高电压，进而传入设备；第二，如果地电位产生反击，将直接危害通信设备；第三，数据线和控制线等通信设备的薄弱环节感应雷击后，将导致微处理器或计算机受损。

2 通信局站防雷误区

2.1 认识的误区

首先，简单认为防雷内容就是避雷针和接地网。部分地区通信局至今仍采用多年前的防雷措施，只采取了接地网和避雷针等最基本、简单的防雷措施，几乎没有针对感应雷采取相应防护措施。

其次，误认为少雷区无需防雷。尽管处于少雷区的通信局遭遇电击的可能性比多雷区小，但就遭受电击后造成的危害而言，并不比多雷区小。因此，少雷区需要采取综合性防雷措施，并适当调整防护等级和强度。

再次，未按照通信局防雷规范技术要求安装防雷设备[2]。当前，大部分通信局安装的防雷设备为开关型或者间隙型，甚至采用没有通过国家防雷质检中心检测的产品。虽然安装了完整的防雷设备，但是无法为通信局业务运行的安全性和稳定性提供有力保障。

最后，缺乏整体性防雷意识。就防雷措施实施而言，部分通信局只采取了少部分措施，比如只安装部分信号防雷器和电源防雷器。但是，大量事实证明，通信局只有采取综合整体的防雷措施，才能避免雷击造成的惨重损失。

2.2 实施效果存在的问题

许多通信局不仅采取了高效的防护措施，而且严格按要求安装了各种防雷设备，但仍会遇到雷击事件。大量研究人员分析、总结后发现，主要因为防雷措施实施效果不佳。实际上，防雷工作需要专业性设计和施工，要想充分发挥防雷器的防雷作用，仅安装防雷设备远远不足。防雷器的防雷效果会受到多方面因素的影响，比如参考点设立的合理性、防雷器接地线的长短以及布线方式等。因此，为了提高通信局业务运行的安全性，避免雷击危害，通信局进行防雷治理时要充分统筹考虑，实现从设计、施工到治理的全方位系统防护。另外，通信局的防雷接地技术专业性强、涉及面广，设备种类繁多，为了进一步确保通信的可靠性，一定要由持有专业设计和施工资质的单位改造防雷接地技术。

3 通信局站防雷接地保护整治措施

3.1 通信局（站）专用交流电力线路防护

数据统计结果显示，通过交流电力系统引入通信大楼造成雷害事故的比例较大，且易造成通信中断。因此，日常维护中，交流电力系统的防雷接地系统检查和防雷器件测试至关重要。交流电力系统的防雷措施中，应在变压器以初、次级或者低压状态进入楼内甲流配电屏之前，设置氧化锌避雷器，但要保证接地引线不能弯曲，不能太短，并且拥有足够大的截面[3]。此外，进入楼内的低压电力电缆可就近对金属外护套两端进行接地处理，禁止架空电力电路进入大楼。楼内安装电力变压器的过程中，除了将高压避雷器安装于高压电缆首尾两端外，还要将电缆金属护套接地，保证避雷器接地线、变压器外壳和低压侧中性点共同接地。通常情况下，交流电力系统由当地电力部门代管，因此，需要与当地供电部门配合。

3.2 移动通信、微波铁塔、天馈线及其他进入楼内的引线防雷措施

对微波天线铁塔、新建移动通信和引入楼内的缆线而言，需要采取相应的防雷措施，与通信大楼整体相融合，否则会变为新增的引雷途径，威胁整个通信大楼的安全。就当前通信防雷现状而言，人们普遍重视铁塔的防雷接地，易忽略天馈线的防雷接地。因此，需要有关人员按照有关规定布置天馈线的防雷接地点，尤其是接入机房入口的外侧天馈线，既要确保接地，还要保证良好的接地性。为了保证泄流的通畅性，需要足够大的截面，包括过桥、铁塔和机房顶部的避雷装置在内，都需要与接地线焊接连通。对于引入通信大楼的所有缆线，一方面要选择有金属护套的缆线；另一方面要保证在大楼入口处外侧接地，在缆线的芯线中逐一加装对应的保安单元，实现多渠道分流，进而有效削弱雷害。

3.3 电源供电系统的防雷

直流防雷器和交流防雷器一般都有开关电源，人们误以为没有必要将防雷器安装在电源供电线路的进线端，埋下了很大的安全隐患。与机房连接的电缆最好选用铠装电缆，地埋深度至少为200 m，并做好接地处理。实际工作中，由于各种条件限制，无法地埋电缆，只能选择明线架空，极大增加了雷击事故的发生率。因为个别地区的雷暴日长达31天，所以第一级防雷器的最大通流容量应在60kA内，而防雷器的最大通流容量为40kA，极可能损坏后级保护设备和防雷器[4]。无论开关电源上的避雷器是否受损，一旦流经的电流过大，就会升高两端的残压值，损坏后级保护设备。

一般情况下，电缆光缆在机房内的防雷接地位置由基站的天馈线决定，接地时间在天馈线进入机房之前。大部分基站都能做到这一点，仅有少部分基站的接地时间在天馈线进入机房之后。出现问题最多的环节是电源第一级防雷器的接地点和光缆加强芯的接地点。连接机房的电源线一般都不会直接进入配电箱，会留有一段距离，在配电箱内的避雷器安装完成后再经地线接地。但是，一旦发生雷击，电源线中就会产生较高的感应电压，影响周围设备的安全性。ODF（光纤配线架）一般在光缆连接机房后引入，且光缆的加强芯需要进行接地处理。为了避免ODF出现与电源线相同的问题，不能将ODF放置在光缆与机房的连接位置，可尽量缩短电源入线与配电箱安装位置的距离，加装一级SPD后就近接地于机房内的环形均压带。

3.4 接地网的施工与建设方面

综合通信楼几乎采用联合接地方式，即在地下将通信机房地网、建筑物地网、铁塔地网以及变压器地网互连，形成一个等电位连接的联合地网。但是，综合电信楼实际施工过程中，不同工种的工程队只负责一项工作，不关注与其他工作的配合，比如电力公司主要负责安装和调试变压器，建筑公司负责盖楼，基站施工人员负责安装铁塔[5]。每个工程公司工作的开展都是围绕自己的计划和进度进行，导致同一个综合楼内形成了多个交错复杂的地网，尽管每一个地网都能通过地阻测试，但基于各个设备之间的等电位问题未解决，日后使用过程中存在很大安全隐患。

综合楼主体竣工和路面硬化后，进行地下多点互连非常困难。因此，建设每个楼层期间，最好以建筑物为中心设置一个环形均压带，以焊接的方式与主接地引下线和建筑物的钢筋互连，使雷电流均匀分布于各接地引下线，使整个通信楼的接地系统以法拉第电磁笼式结构呈现。一方面，能确保机房各层设备等电位连接，另一方面，能最大限度限制外界电磁场给机房内部造成的影响。因为楼房建成后无法再将均压带和楼房的钢筋进行多点互连，所以施工中应安排人员管理防雷接地进程，保证各个防雷接地系统同步施工。

4 结 论

我国是一个雷电灾害频发的国家，据相关数据，每年因雷电而损坏的建筑物、发电设施、影视以及通信设备数不胜数，造成的经济损失极为庞大。这进一步突出了解雷电规律，掌握正确预防措施和整治方法的必要性。此外，设计防雷系统时，必须以相关标准为根据，严格落实，最大限度降低雷电造成的损失。