一、前言

随着现代科技的迅速发展，电子通讯设备的使用日益增多，暴露在室外的天线越来越多、线路越来越长，遭受雷击的概率大大增多，再加上现代通信设备的集成化越来越高，集成电路的电压越来越低、元器件越来越小，印制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，存在较大的威胁。因此，通信设备常常出现被雷电击坏的现象。

二、雷击原因分析

1、雷电侵入途径

雷电侵入通信设备的途径一般有三条：一是雷电经发射塔天线屏蔽层串入通信设备。二是因雷击线路或线路附近而产生的直击雷或感应雷过电压，形成的雷电冲击波，沿户外传输信息的线路(如通信光缆、市话电缆、电话线等)和电力进线侵入通信设备。三是雷击大地或接地体，引起地电位上升，对通讯设备产生反击，损害通讯设备对地绝缘。

2、雷电的危害

雷电侵入波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-100M比)，因此，对架空通信光缆、市话电缆、电话线等通信线路都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的内部，将产生严重的干扰甚至毁坏通信设备。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、结构件等如果布置不当，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，击坏通信设备危险就越大。

三、雷电防护技术

1、防雷技术

防雷设计是保证通信设备可靠运行的必不可少的环节，雷电对通讯设备产生危害的根源在于雷电电磁脉冲，这种雷电电磁脉冲包括雷电电流和雷电电磁场。雷电流是产生直击雷过电压的根源，而雷电电磁场则是产生感应雷过电压的根源。对手通信设备而言，雷电过电压来源主要包括感应过电压、雷电侵入波和反击过电压。

2、防雷原则

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三级防雷原则。

3、防雷措施

按规定电力通信的防雷保护措施主要有：接地与均压、屏蔽、限幅、隔离。

4、防雷设备

通吊用于通信设备防备的产品有：避雷器、压敏电阻器、陶瓷放电管、配线保安单元、高频信号保护器、同轴电缆保护器、过压保护器、保护转换隔离器等。

四、雷电防范对策

从事电力系统通讯事业的同仁有一句格言：防雷无小事，可见防雷保护对于电力通讯的重要性不可小视。对于通信设备，如通信发射天线、发射设备、程控电话交换机、无线通信机等，可以从以下几个方面采取措施，以减少雷击事故的发生。

(一)装设防雷保护装置

1、电缆防雷

(1)在通信电缆(电线)入户处加装合适的避雷器，使得沿导线传来的由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型避雷器，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；横向过电压，粗保护可采用充气管(如RL-250或R-7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。

(2)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，接地电阻小于8欧。

(3)对手音频电缆进入机房要首先接入装有保安单元的配线架，配线架限幅装置主要包括压敏电阻、气体放电管、熔丝、热线圈。当通讯线路受雷击或强电袭击时，放电管放电或压敏电阻限幅，实行纳秒级保护，将高压引入地，从而保护交换设备。若出现持续电流时，热熔块动作，外线接地。而当过电流出现，PTC热敏电阻产生高阻态，达到保护交换设备。

2、设备防雷

(1)对于通信电源在电源侧装设电源防雷保护箱(电源防雷保护器)，在设备侧装设压敏电阻器等，均能有较地起到防雷击保护作用。在正常情况下保护器处于高阻状态，电网因雷击，将在纳秒级内迅速导通，将雷电或浪涌过电压引入大地，从而保护了电网上的通信设备。

(2)对于程控交换机、微波设备、载波设备、光纤设备等各类通讯调度设备，加装过电压保护器，同室外的避雷系统相配合，是目前先进的防雷保护方案。具有响应速度快、吸能本领强、限制电压低、无续流等特点。

(3)对于汇接调度系统、通讯电源监控系统、计算机网络、电力自动化系统、保护系统、实现通讯机器之间的交电隔离或光电隔离，内置400w/10ms抗雷击装置，可有效的对通讯设备进行防雷保护，并可把浪涌的电位差降在隔离器上，从而起到保护串口、抑制浪涌的作用。

3、天线防雷

微波天线应有防直击雷的保护措施，如装设高频信号保护器用于高频设备的防护，天线铁塔设避雷针，并经25mm2的铜线直接入地，使雷电流沿最短路径入接地网，这样塔上的天馈线都在其保护范围内，免受直击雷，而且天馈线引下线要多点接地。天线铁塔和机房之间设有支撑电缆的金属过桥或悬挂电缆的钢绞线，过桥和钢绞线在电气上与铁塔连通。在电缆进入机房外侧时，过桥和钢绞线、电缆外护层都连在一起，通过最短路径与接地网连接，以尽可能地减少经天馈线进入机房的雷电压幅值。

(二)规范防雷接地

1、电缆接地

所有有一定距离的电缆(电信、电源和信号线缆)均采用全封闭金属管道布放，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，如压敏电阻器防雷。

2、天线接地

出于天线发射塔引入雷电的可能性较大，因此分离发射塔地线与通信设备的地线，同时加粗通信设备保护地线接入点(即配线架汇流排)至地线桩的引线线径，线径至少120mm2以上。

3、机房接地

设备机房的接地模式按照网状隔离联接模式，设备机房应有环形接地体和均压环，环形接地体与大地不搞单点联接，而是多处下地，各种设备就近联接到环上去。另外，通信设备走线槽道应与地线桩应用铜线连接起来，做防雷走线槽道。

4、通信站楼房接地

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，连四侧墙面也应采用钢筋混凝土并可靠连接，以及利用供排水用的金属管道作为自然接地体，与地网相连，起到法拉第笼的作用。

5、避雷器接地

避雷器应采用双引下接地方式，并敷设2-3根反射状水平接地极与主网相连，以达到加强为雷电保护装置向大地泄放雷电流的作用。

五、结束语

电力系统通讯站(设施)的雷电过电压及电磁干扰防护，是保护通讯线路、设备及人身安全的重要技术手段，是确保通讯线路、设备运行率不可缺少的技术。因此，雷雨季节，加大防雷地线的维护力度非常必要，特别是在多种设备混装在一个机房时，地线应分开敷设，避免交叉影响。对地线地阻要定期测量，保证地阻阻值符合要求，地线引线线径必须足够大，保证雷电电流的即时泄放。

杨祖培 福建省莆田电业局 (351100)

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