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通讯系统防雷技术及应用

文档作者：于延华文档来源：东方地球物理公司石油物探学校		点击数：	更新时间： 2021年11月04日
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20I 2年 第26卷 第6期
石油仪器
PETRoLEUM INSTRUM ENIS ·69·
· 方法研究·
通讯系统防雷技术及应用
于延华
(东方地球物理公司石油物探学校河北涿州)
摘 要：雷电侵害通讯系统有两种方式：直击雷和感应雷。文章重点针对感应雷对通讯系统的侵害，介绍了六种雷电防
范措施，并详细阐述了雷电防范技术在东方物探公司通讯总站防雷实践中的应用。
关键词：感应雷；防雷技术；通讯系统；防雷应用
中图法分类号：TN91 文献标识码：B 文章编号：1004．9134(2012)06．0069．02
0 引 言
雷电灾害是一种目前人类还无法抗拒的严重自然
灾害，它的发生会给国家财产以及人民的生命安全带
来极大的威胁，被联合国公布为10种最严重自然灾
害之一。在通讯技术的开发与应用中，由于通讯系统
的电磁兼容能力低下，抗雷电电磁脉冲过电压的能力
十分脆弱，在闪电环境下，易损性较高，因此，雷电
已成为通讯技术应用的一大公害。
1 雷电基本知识
雷电侵害通讯网络有两种方式：直击雷和感应雷
由于通讯设备放置在建筑物内，处于雷电的非暴
露区，因而遭受直击雷的可能性相对较小，而遭受感
应雷的概率则较高，因此通讯系统考虑更多的是感应
雷的防护问题。感应雷主要通过供电电源线路、通讯
线路及接地系统入侵通讯网络系统。因而通讯网络系
统的防雷主要是从找到感应雷的传播途径人手，并采
取有效的措施阻止其传播，从而达到防止感应雷侵害
的目的。
2 雷电防护技术
雷电防护两大措施：
1)外部防雷保护(防直击雷)
外部防雷系统主要是为了保护建筑物免受雷击引
起起火事故及人身安全事故。
2)内部防雷保护(防感应雷)
内部防雷系统则是防止雷电和其他形式的过电压
浪涌侵人设备造成的毁坏，这是外部防雷系统无法保
证的，也是我们网络通讯系统雷电防护的主要内容。
3 防雷技术在通讯系统中的应用
3．1 现状分析
2008年雷雨季节，通讯总站的交流供电设备UPS
由于雷电干扰两次断电，并造成部分设备损坏。在雷
电发生时交流电源工作正常，很明显它没有遭到雷电
的破坏，由此可以确定感应雷的侵入不是从交流输入
回路中进人UPS的。那么这个感应雷是从哪里来的?
要想解释这个问题必须从通讯总站的铁塔和供电
系统说起。
通讯总站机房旁边有一座高70 nl的通讯铁塔，这
在附近较大的范围内都是最高的建筑物，位置非常突
出。由于这个铁塔的引雷作用，使得这座铁塔的避雷
系统、接地系统以及经过这个铁塔进人机房的天馈
线、电源线都可能成为感应雷侵入的媒介。
同时我们再根据UPS的供电情况分析感应雷侵
入的途径。通讯总站2008年的设备供电状况如图1
所示。
从图1中我们可以看到设备的供电分成两部分：
红线部分是交流，蓝线部分是直流。UPS设备只有输
入和输出两端，既然不是从输入端侵人那么必定从输
出端侵入．
根据雷电侵入的特性及通讯总站的实际情况，考
虑到机房非常靠近70 m高的通讯铁塔，铁塔的天馈
线直接进人机房设备端，铁塔的航空障碍灯的电源线
也直接进入传输机房。因此，我们断定是铁塔遭雷击
后泄流时所产生的雷电感应没有顺利引人地下，而是
通过天馈线等媒介传导到机房的设备上，产生了高的
电压浪涌越过机房的空开，通过电源线路直接传导到
第一作者简介：于延华，女，1968年生，2002年毕业于石油大学计算机科学与技术专业， 目前在东方地球物理公司石油物探学校任计算机讲
师。邮政编码：072750
· 70 ·
石油仪器
PETRoLEUM INSTRUMENIS 201 2年1 2月
UPS输出端，致使UPS中断供电。最终我们找到了
雷电进人UPS输出端造成交流供电中断的原因，明
确了雷电浪涌进入的路径为：铁塔接闪器一接闪器引
下线及天馈线一机房设备一电源空开一电源线路一
UPS输出端。
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微波、一点多
图1 2008年通信总站设备供电状况图
3．2 方案的实施
根据上述现状的分析，以及雷电感应入侵的路径
我们运用了四项防雷技术采取以下四种措施来解决雷
击对通讯总站交流电源系统的干扰。
1)措施之一(接地技术)[ ]
2005年通讯总站利用建筑新办公楼的时机投入大
量资金，对地网做了大规模的改造，取得了良好的效
果，将以前的三个地网合并成一个，使总的地阻值从
原来的2Q降到现在的0．4Q，满足要求，因此本项目
未做变动。只是在程控机房、传输机房、计费机房使
用30 mm X 3 mm的紫铜排制作了室内均压环，均压
环采用2根16mm 的铜芯线直接与地网连接。
2)措施之二(分流技术)l2]
在交流电源的输入端更换了通流量大的浪涌保护
器，(第一级防护)；在UPS的输人端安装了浪涌保
护器(第二级防护)；在UPS输出端安装了浪涌保护
器(第三级防护)；机房所有交流供电设备前端都加
装了防雷接线板(第四级防护)。从而阻断雷电浪涌
传播，消除对设备的干扰。
铁塔顶部航标灯的电源接在传输机房，其电源线
一直通到塔顶。有可能将雷电感应引入机房。因此在
塔灯的电源处安装了防雷接线板。
3)措施之三(搭接技术)l3j
理顺机房的接地系统，并更换了达不到规范要求
的各种接地线，将所有设备、机架、管线、防静电地
板等与均压环重新进行了等电位连接。
在天馈线人口处安装了接地铜排，将各种天馈线
的屏蔽层分别与铜排进行等电位连接，起到一个屏蔽
线缆雷电感应的作用。
4)措施之四(屏蔽技术)_4 J
在传输机房临近铁塔的外墙立面以及楼顶，使用
40 mm X 4 mm的镀锌扁钢安装2 m X 2 m屏蔽网格，
增加屏蔽效能，扩大接地体的面积，有效控制感应雷
对机房内设备的损害。
3．3 实施小结
针对雷电对通讯总站电源系统的干扰，进行了全
面、系统的分析。确定了雷电感应是造成UPS断电
的直接原因，找到了雷电入侵的途径。并采用分流、
搭接等防雷技术，重新制作机房地网，所有设备按规
范要求重新接人新的地网；在天馈线的室内人口处对
所有进入机房的线缆屏蔽层做接地处理；分四个层次
在电源的各级安装浪涌保护器、室外楼体安装屏蔽网
等几个方面对通讯总站的防雷系统进行了改造完善，
做到了层层保护，从而有效地阻止了雷电感应在通讯
和电力线路上的传播。项目的实施从解决雷电对电源
系统的干扰问题人手，采用多种措施对通讯总站防雷
体系进行完善，不仅解决了雷电对电源的干扰，而且
还加强了其他通讯设备的雷电防护能力。
4 结束语
通讯系统的防雷是一项综合性的系统工程，做好
通讯防雷要根据不同的机房环境，按照通信防雷设计
原则，设计与实际情况相符的防雷措施。在工程施
工、安装、维护过程中应遵循有关技术规定，实现在
雷电浪涌到来时通过逐级控制的方法使其值逐步减
少，到达通讯设备时浪涌值降低到零。防雷工作是一
个长期的艰巨的任务，随着网络通讯技术的不断发
展，设备的逐渐增多不可避免地还会出现新问题新情
况，要求我们找出新的解决办法，不断完善防雷体
系，只有这样才能有效地降低雷电带来的损失，使供
电设备能够提供稳定的供电电压、电流。最大程度地
减少雷电对通讯设备的破坏，保持通讯系统连续、稳
定、可靠地运转。
参考文献
[1]GB50343—2004建筑物电子信息系统防雷技术规范[s]
[2]GB50174—93电子计算机机房设计规范[s】
[3】GB50 1 69—92电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[s】
[4]GB50057—94建筑物防雷设计规范[S]
(收稿日期：2012—07—31 编辑：姜婷)

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