通信局(站)防浪涌技术措施与接地系统应用探讨

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摘 要：通过对通信局（站）浪涌电压入侵途径的简要分析，阐述了浪涌电压的防护措施，提出了浪涌电压防护过程中存在的一些防护隐患。

关键词：浪涌电压；入侵途径；防护措施；防护隐患

现代通信技术的发展，为我们的日常生活提供了极大的便利，随着微电子技术、计算机网络技术的发展，信息网络不断更新换代，这些新技术、新器件在通信网络中的广泛应用，使雷电的防护更加困难，使通信系统对防雷、防强电、防静电等措施提出了更高的要求。近年来虽然对通信局（站）建筑物的防雷接地进行了大量的改进，但雷电产生的浪涌电流对通信设备的损坏，雷击使通信中断的事故时有发生。雷击造成的通信设备损坏事故的大部分都是雷电过电压引起的，因此，加强对通信局（站）雷电过电压的防护是建设一个好的防雷接地系统、保障通信畅通、提供优质通信网络的基础。

1 通信局（站）浪涌产生的途径

通信网络是由无数个本地网组成，每个本地网根据通信局（站）的规模大小，又由不同数量的通信枢纽楼、综合接入点和通信基站汇聚而成，不论通信局（站）的规模大小，通常都是由市电引入设备、发电机组、市电油机转换设备、低压配电设备、通信电源设备、通信网络终端设备等各个通信环节组成，如图1所示。由于通信局（站）遍布各种不同的复杂环境，各种通信网络终端设备的链接又纷繁复杂，使通信局（站）遭受浪涌过电压的几率都很高。浪涌又称为突波，就是超出正常工作电压的瞬间过电压。通常可以把浪涌电压产生的途径简单地分为：雷击与线路浪涌，这也是平常产生浪涌电压最多的现象。

1.1 雷击的渠道

雷电是一种大气中放电现象，具有很大的破坏性，产生于积雨中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建筑物表面产生异性电荷，当电荷聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气，开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的激烈中和，会出现很大的雷电流，并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成了雷电。对于通信局（站）来说，通信建筑物或通信设备遭受雷电或过电压侵入的途径不外乎以下几种。（1）雷电直击或在附近闪击供电线路，雷电波沿电力线路侵入机房电源设备，损坏通信设备。（2）雷电直击或闪击在通信架空光缆上，在线路上产生瞬间过电压，沿光、电缆金属外皮或加强芯迅速向线路两端扩展进入机房，损坏与光缆直接相连的设备。（3）雷电直击通信基站铁塔，雷电波沿天馈线迅速侵入通信设备，直接损坏与馈线相连的通信单元，造成通信中断。（4）雷击建筑物，雷电流泄放入地时，在其接地电阻上产生很高的电位升，使地电位骤然升高，容易引起地电位反击，该电位升能够导致和外部有线缆连接的设备绝缘击穿，导致设备损坏，并且沿着连接线缆传导到其他建筑物的设备，导致其他设备损坏，如图2所示。

1.2 线路浪涌

1.2.1 故障浪涌

在电力线路中由于人为或自然因素造成相线与地线短路、一相开路等会产生过电压，以及其它故障原因也会引起过电压。

1.2.2 系统开关过电压

当大的电感性负载如空调压缩机等开关时会产生过电压，当开关大电容负载自动功率因数补偿器会产生过电压，当迅速切断电流也会产生过电压，如熔断器等保护负载装置因短路或过载而熔断，高能的瞬变电压就会在供电端出现。

2 通信局（站）防浪涌电压的防护措施

2.1 通信配电系统的防护措施

电源来自于供电网络，供电网络绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高，为防止浪涌过电压沿电力线路侵入机房，通信局（站）一般要求在电源变压器的初级、次级、低压电缆进入机房交流配电屏前加装相应的避雷器，即三级雷电保护。尽管三级雷电保护对来自供电网络的浪涌进行了相应的防范，但其能量仍足以毁坏设备，更何况还有线路浪涌的产生。为了更好的防范浪涌电压，还应将电力线穿铁管埋地引入室内，并在来电入室处安装一较大容量的避雷器，此避雷器的作用是提供一低阻抗电路使大能量的闪电电流安全地流回大地。但一般的入室避雷器的钳位电压都较高，未必能提供足够的浪涌保护，因此需在保护的设备之前再加装相应的具有反应速度快的保护装置，以确保电压被钳位到设备可接受的程度。因此，通信配电系统的防雷是一个系统工程，其基本理念为“逐级限压限流和绝缘配合”。

2.2 光缆线路的防护措施

通信局（站）的各种引入线缆在进入机房前，其金属外护套及其光缆金属加强芯在靠近机房的最后一个接头处以及末端等两处都要可靠就近接地，否则往往会在线缆与设备连接的终端产生火花放电，甚至出现雷击故障。因此，架空应避开易遭受直击雷的特殊地段，雷害特别严重地段应在架空光缆上方设架空地线，光缆进站时尽可能埋地引入，进入机房后，可增加光缆终端盒，并将其中的加强芯就近入地，而不能接在均压环上，若增加光缆终端盒有困难时，光缆加强芯可通过传输机柜中的加强芯固定板接地，固定板用16平方铜线就近连接到接地端子上。

2.3 通信基站铁塔的防护措施

通信基站根据铁塔与机房的不同建筑特点，主要有机房与铁塔分别设立、机房被铁塔四角包含、铁塔四脚建在机房之上几种类型，通过对不同类型基站结构的分析，雷电侵入的途径主要来自铁塔、同轴馈线引下线、走线架等环节。因此，应首先考虑切断雷电流入机房的主要途径，将引下线尽量在远离机房内设备的外墙引下，同时，将铁塔、走线架、以及同轴馈线外导体要多处相连，尤其在进入机房处的外墙位置，一定要相互可靠连接，并与联合接地网就近可靠连接，以消除铁塔、走线架以及同轴馈线外导体上出现的压差降，使相互之间保持相同的电位。

2.4 地电压反击的防护措施