通信工程師職稱(chēng)論文發(fā)表期刊推薦《中國(guó)新通信》《中國(guó)新通信》雜志是由工業(yè)和信息化部主管，電子工業(yè)出版社主辦，《中國(guó)新通信》雜志社編輯出版的信息通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)期刊，原《中國(guó)數(shù)據(jù)通信》（月刊）。

　　摘要:通信系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)和電磁干擾防護(hù)是保護(hù)通信線路、設(shè)備及人身安全的重要手段,也是通信網(wǎng)正常運(yùn)行不可缺少的技術(shù)環(huán)節(jié)。文章首先說(shuō)明了雷擊對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生的危害,強(qiáng)調(diào)了防雷的重要性,并從通信設(shè)備和環(huán)境防雷入手,重點(diǎn)闡述了防雷的主要技術(shù)措施。

　　關(guān)鍵詞:通信設(shè)備,防雷,接地,措施

　　1引言

　　雷擊可以產(chǎn)生不同的破壞形式,國(guó)際電工委員會(huì)將雷電災(zāi)害稱(chēng)為“電子時(shí)代的一大公害”。直接雷擊、感應(yīng)雷擊、雷電波侵入、電源尖波等瞬間過(guò)電壓,已成為破壞電子設(shè)備的罪魁禍?zhǔn)住７治龃罅康耐ㄐ旁O(shè)備遭受雷擊案例可知,由雷電感應(yīng)和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖(LEMP)是通信設(shè)備損壞的主要原因。

　　2機(jī)房環(huán)境的防雷措施

　　機(jī)房環(huán)境防雷的技術(shù)措施可分為接地設(shè)計(jì)、合理布線、雷電分流限壓、等電位連接和屏蔽等幾個(gè)方面。

　　2.1接地與布線

　　接地是避雷技術(shù)最重要的部分,無(wú)論是直擊雷還是感應(yīng)雷,最終都是把雷電流送入大地,因此,沒(méi)有合理、良好的接地裝置,是不能可靠地進(jìn)行避雷的。接地電阻越小,散流就越快,被雷擊物體高電位保持時(shí)間就越短,危害性就越小。按照YD5003-1994《電信專(zhuān)用房屋設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,電信建筑防雷接地的沖擊接地電阻不應(yīng)>10Ω；按照YDJ20-1988《程控電話(huà)交換設(shè)備安裝設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)定》,重要的電信建筑物接地電阻應(yīng)在1Ω以下。

　　接地裝置檢測(cè)是運(yùn)行維護(hù)的重要內(nèi)容,每年雷雨季節(jié)前,應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)檢查,并進(jìn)行接地電阻的測(cè)量,必要時(shí)可以使用含銀環(huán)氧樹(shù)脂等降阻劑涂抹在接地點(diǎn)上,來(lái)提高接地的可靠性。按照接地作用的不同,可以將“地”分成工作地、保護(hù)地和防雷地等形式。

　　對(duì)重要的通信設(shè)備系統(tǒng),一定要具備工作地,為整個(gè)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)參考電位,有了這個(gè)參考電位,系統(tǒng)才能正常工作；如果系統(tǒng)由強(qiáng)電電源供電,還需將設(shè)備外殼接保護(hù)地,以保護(hù)人身安全；如果系統(tǒng)還有室外架空金屬設(shè)備或電纜與之相連,系統(tǒng)還需要在合理位置接防雷地,以防止雷擊高壓串入系統(tǒng)中。

　　如果通信系統(tǒng)的工作地、保護(hù)地和防雷地是分別安裝、互不連接、自成系統(tǒng),即被稱(chēng)之為分設(shè)接地系統(tǒng)。如果三者合并在一起,形成一個(gè)統(tǒng)一接地系統(tǒng),則稱(chēng)之為合設(shè)接地系統(tǒng),即三地合一。合設(shè)接地系統(tǒng)可以消除不同接地點(diǎn)可能存在的電位差,在發(fā)生雷擊時(shí),可以較好地抑制不同接地點(diǎn)之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。

　　在實(shí)際布線過(guò)程中,可以采用類(lèi)似分散接地的布線方式,即工作地線和保護(hù)地線都從地線排上引出,2種地線不直接就近相連,如圖1所示。其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)雷電流流過(guò)接地網(wǎng)時(shí),雷電流只縱向流動(dòng),即使存在接觸不良的接點(diǎn),也不會(huì)造成橫向干擾。

　　圖1分散接地示意

　　總配線架的接地可以采用雙線或多線接地的方法,單獨(dú)從母線排上引入2根或多根銅芯導(dǎo)線,其中一根接到配線架底座上,另一根接到配線架上端的接地排上。雙線/多線分別接地的優(yōu)點(diǎn)是:一方面可以提高保安設(shè)備和告警信號(hào)電路的可靠性；另一方面,當(dāng)通信線路受到雷擊和高壓電流時(shí),可通過(guò)配線架保安器入地,迅速降低配線架上的電位。

　　通信系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)在室外一般采用架空和埋地2種方法。其中,對(duì)架空線纜應(yīng)把電話(huà)線或電纜在入房前埋地,埋地長(zhǎng)度應(yīng)>2ρ(ρ為接地電阻的電阻率,單位為Ωm),實(shí)際長(zhǎng)度>50m。而埋地一般是采用金屬鎧裝電纜直接埋地,或非金屬屏蔽電纜穿金屬管直接埋地。從避雷角度來(lái)看,在有條件的情況下,入室電纜應(yīng)選擇埋地方式。傳輸網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)應(yīng)沿專(zhuān)用的信號(hào)電纜槽布線,避免沿大樓結(jié)構(gòu)柱或緊貼外墻敷設(shè)。強(qiáng)弱電電纜不宜同槽敷設(shè),以減小干擾。

　　2.2雷電分流限壓

　　通過(guò)雷電分流、限壓可以避免雷擊造成的破壞。進(jìn)入室內(nèi)的程控電話(huà)和專(zhuān)用數(shù)據(jù)線路應(yīng)安裝線路避雷器,要求在選用避雷器件時(shí),啟動(dòng)電壓應(yīng)為保護(hù)線路信號(hào)電壓峰值的1.5倍,雷電流通量≥0.2kA,特性阻抗為600Ω,工作頻率為0～5MHz。對(duì)室外有接收裝置并有信號(hào)線與室內(nèi)設(shè)備相連接的,應(yīng)在天線接收裝置引入線路與設(shè)備之間串入相應(yīng)型號(hào)的避雷器。設(shè)備上安裝的信號(hào)避雷器應(yīng)就近做好接地,接地電阻應(yīng)<4Ω(個(gè)別對(duì)接地有特殊要求的要<1Ω)。而且,其接地線不能接在避雷針、避雷帶上,應(yīng)接在專(zhuān)用避雷器接地線上,并與地網(wǎng)直接連接。在電源線、信號(hào)線上加裝保安器,在雷電電磁脈沖侵襲時(shí),及時(shí)把雷電流分流入地,從而起到保護(hù)作用。選用防雷器件時(shí),要注意其響應(yīng)時(shí)間大小。有些保安器在雷電流侵入時(shí),被保護(hù)器件被擊壞,保安器仍完好無(wú)損,這是因?yàn)槠漤憫?yīng)時(shí)間太慢。現(xiàn)在市場(chǎng)上較多的是以氧化鋅電阻(又稱(chēng)壓敏電阻)為核心器件組成的線路避雷器,反應(yīng)速度比較快,使用效果較好。

　　2.3等電位連接

　　等電位連接也是防雷中的重要技術(shù)措施。等電位是指需要防雷的空間內(nèi)遭受雷擊時(shí),讓所有相關(guān)部分不存在電位差。當(dāng)然,在遭受雷擊時(shí),各相關(guān)部分要做到絕對(duì)“等電位”是不可能的,但是可以使各部分之間的電位差相對(duì)很小。具體做法是將所有進(jìn)出機(jī)房的金屬裝置(如水管、外來(lái)導(dǎo)電物、建筑物內(nèi)鋼筋、電力線路、通信線路及其他電纜)與總匯流排做好等電位金屬連接。機(jī)房應(yīng)敷設(shè)等電位均壓網(wǎng),并應(yīng)和大樓的接地系統(tǒng)相連接。等電位網(wǎng)宜采用M形網(wǎng)絡(luò),各設(shè)備的直流地以最短的距離與等電位網(wǎng)相連接。

　　3通信設(shè)備防雷方法

　　電源和信號(hào)線防雷是通信設(shè)備防雷的重要組成部分。

　　3.1電源的防雷

　　通信設(shè)備都是以直流-48V供電的。通信設(shè)備的電源采用二次電源模塊供電,-48V直流供電與設(shè)備的工作電源是隔離的,可以有效地將從電源供電系統(tǒng)感應(yīng)的雷擊電流隔離。電源模塊內(nèi)部有過(guò)壓和過(guò)流保護(hù),可以在瞬時(shí)截止,保護(hù)電源模塊不受雷擊的損壞。電源模塊輸出串接壓敏電阻保護(hù)器,可以在電源電壓輸出升高時(shí)增大阻值,以減少雷擊電流對(duì)系統(tǒng)的影響。通信站的供電系統(tǒng)由于雷擊而使供電系統(tǒng)某部分過(guò)電壓,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞通信電源。通信電源的防雷可以選用電源防雷器。

　　3.2信號(hào)線的防雷

　　雖然信號(hào)線大部分在室內(nèi)傳輸,但在雷擊發(fā)生時(shí)產(chǎn)生巨大的瞬變電磁場(chǎng),在1km范圍內(nèi)的金屬環(huán)路,如信號(hào)線內(nèi)金屬連線等,都會(huì)感應(yīng)到極強(qiáng)的感應(yīng)雷擊；另外,當(dāng)電源線或通信線路傳輸雷擊電壓時(shí),或者感、容性負(fù)載(如空調(diào)機(jī))正常啟動(dòng)關(guān)機(jī)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生大小不等的感應(yīng)過(guò)電壓；還有建筑物的地線系統(tǒng)在瀉放雷

　　擊時(shí),所產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電流,對(duì)于信號(hào)線傳輸線路來(lái)說(shuō),所感應(yīng)的過(guò)電壓足可以一次性破壞信號(hào)線。即使是不高的過(guò)電壓,雖不能夠一次性破壞設(shè)備,但是每一次的過(guò)壓沖擊都加速了設(shè)備的老化,影響數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ),甚至造成宕機(jī)。

　　在信號(hào)線路的防雷方面,主要針對(duì)用戶(hù)線/中繼線接口(如FXS、FXO、E&M)、數(shù)據(jù)線接口(如V.24、V.35、10BaseT、G.703接口等)。信號(hào)線防雷可針對(duì)不同的信號(hào)線采用不同的防雷方法,如用戶(hù)線串接RJ11防雷器、網(wǎng)絡(luò)接口串接RJ45防雷器、音頻配線架使用過(guò)流過(guò)壓保安器等,都可以起到一定的防雷作用。音頻

　　配線架上通常會(huì)有幾十甚至幾百對(duì)用戶(hù)線,雷擊時(shí),雷電通過(guò)主干線纜進(jìn)入機(jī)房,音頻配線架地線的總雷電流很大。用戶(hù)板承受瞬間的幾百V壓降基本沒(méi)有問(wèn)題,但對(duì)上千甚至幾千V壓降則無(wú)法承受,這也是用戶(hù)板經(jīng)常被雷擊損壞的原因之一。

　　目前普遍使用氣體防電管做過(guò)壓保護(hù),擊穿電壓一般在600～700V,采用半導(dǎo)體管擊穿電壓可以降低到300～400V。地線的走線也可能導(dǎo)致地線的電感增大,地線的壓降也隨之增大,雷擊電壓不能有效地通過(guò)地線回流大地,用戶(hù)板受雷擊損壞的幾率也會(huì)上升。因此,對(duì)布局比較大的機(jī)房,地線較長(zhǎng)的問(wèn)題不可避免。但應(yīng)建立1條直接、便捷的雷電流下地通道。為音頻配線架連接1條短而直的接地線,直接接入地網(wǎng)或基礎(chǔ)樁。沿電纜進(jìn)入音頻配線架的雷電電流將主要通過(guò)該地線直接下地網(wǎng),而音頻配線架到總接地排之間的地線電纜主要起均壓等電位的作用。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　通信防雷是一個(gè)系統(tǒng)工程,做好防雷要根據(jù)不同的機(jī)房外部和內(nèi)部的條件,按照防雷設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)防雷所采用的措施。嚴(yán)格按照YDJ26-1989《通信局(站)接地設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)范》,在施工、安裝、維護(hù)過(guò)程中應(yīng)遵循有關(guān)技術(shù)規(guī)定,并不斷總結(jié)完善,只有這樣才能有效地降低雷電帶來(lái)的損失,保護(hù)通信設(shè)備。

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