王 星

(山西省廣播電視無線管理中心，山西太原030001)

高山微波站一般都處在海拔一千多米的山峰上，由于山高樹木少，極易造成雷擊的目標(biāo)。山上土少石頭多，接地電阻很難降得很低，有的站達(dá)20 Ω～30 Ω，使雷電流的泄放造成很大困難。也有的站地線沒有形成一個(gè)環(huán)形封閉網(wǎng)，難以做到電位均衡。因此各高山微波站均不同程度地遭受過雷擊。

為保證廣播電視微波電路傳輸安全，減少雷擊對(duì)設(shè)備的損壞，應(yīng)采用以下切實(shí)可行的防雷措施。

1 避雷針防雷

1752年富蘭克林發(fā)明了世界上第一根避雷針，當(dāng)時(shí)認(rèn)為避雷針在雷雨云的感應(yīng)下，產(chǎn)生尖端放電，能中和雷雨云中所帶的電荷，從而避免雷擊。但不足的是，避雷針在雷暴期間放電電流太小了，它的作用是把閃電引向自身，并沿著它流入大地。而避雷針?biāo)a(chǎn)生的副作用二次感應(yīng)雷擊效應(yīng)，即感應(yīng)過電壓和反擊過電壓，避雷針本身無法解決。

避雷與接地裝置可將絕大部分直擊雷電流直接引入地下基礎(chǔ)接地裝置泄散，是防止直擊雷破壞的主要手段。避雷與接地裝置主要由避雷針(避雷網(wǎng)、避雷線和避雷帶等接閃器)、引下線、接地體等構(gòu)成。對(duì)通信設(shè)施而言，天(饋)線系統(tǒng)和機(jī)房建筑物易遭受直擊雷的襲擊，通過合理設(shè)計(jì)、安裝避雷與接地裝置可以起到有效的保護(hù)作用。

安裝避雷針或接地裝置應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):(1)避雷針應(yīng)當(dāng)高于天線尖端數(shù)米，間隔＞1.5個(gè)波長，防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果;(2)避雷地線的直流通路電阻要足夠低，電感盡量小;(3)接地引入線長度應(yīng)不大于30 m，其材料應(yīng)采用熱鍍鋅扁鋼或銅排，截面積應(yīng)不小于40 mm×4 mm;(4)為了增大地表層的過電壓的泄放面積，可采用埋設(shè)有一定間隔的多根接地體，且相互焊接。

2 接地電阻的降低

在傳統(tǒng)的接地工程中，通常使用扁鐵、銅棒等作接地材料，山區(qū)沙石或高阻土壤使用時(shí)，需加入食鹽、木炭等，后發(fā)展為化學(xué)降阻劑以及非金屬接地模塊，均使接地電阻有所降低。

(1)化學(xué)降阻劑是普遍使用的一種接地材料，接地電阻降低效果比較顯著。因化學(xué)降阻劑中，主要合成高分子材料占5% ～8%，電解質(zhì)物質(zhì)占8% ～9%，水成份占80%左右，所以它的粘度較低，凝固前滲透性極強(qiáng)，在灌到接地體坑內(nèi)，幾分鐘就可以通過沙石縫向土壤深層滲透。凝固后，它緊緊包裹在接地體周圍，并與土壤緊密連接，形成一個(gè)較大的導(dǎo)電體，且導(dǎo)電體在大地中出現(xiàn)樹枝狀的延伸體，產(chǎn)生樹枝效應(yīng)，這樣就可以大大降低接地電極與土壤表面的接觸電阻，起到降阻的功效。但化學(xué)降阻劑具有時(shí)效性，數(shù)年失效后需要重新添加一定量的化學(xué)降阻劑，增加了日后的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，且具有較強(qiáng)的污染擴(kuò)散能力，不符合國家環(huán)保相關(guān)政策。

(2)非金屬接地模塊為2004年后出現(xiàn)的新型非金屬接地材料，其基本構(gòu)成為石墨、吸水劑、保水劑、凝固劑、環(huán)保離子等材料組合而成。具有較強(qiáng)的保濕性，吸濕性，充分發(fā)揮了接地體中電解質(zhì)的導(dǎo)電作用，增大了接地體和土壤的接觸面積，從而增大了接地體本身的散流面積，減少了接地體和土壤的接觸電阻。接地模塊自身呈弱堿性，且含有防腐劑可使其理論壽命大于30年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鍍鋅鋼材的使用年限!較化學(xué)降阻劑最突出的優(yōu)點(diǎn)是接地效果好，使用年限長、環(huán)保!

3 等電位連接

國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/50057-94(局部修訂條文)明確規(guī)定:各防雷區(qū)交接處，必須進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。進(jìn)入建筑物的所有金屬導(dǎo)體、管道、電纜的外屏蔽層，應(yīng)在LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界處或在LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)交界處作等電位連接與接地，不能直接連接時(shí)，應(yīng)通過等電位連接體進(jìn)行連接。配置有通信設(shè)備的機(jī)房內(nèi)應(yīng)設(shè)等電位連接端子板，端子板應(yīng)可靠接地。機(jī)房內(nèi)的電氣和電子設(shè)備的金屬外殼(包括機(jī)柜和機(jī)架)、屏蔽線外層以及各種SPD接地端均應(yīng)以最短的距離就近與等電位連接端子板連接。

4 聯(lián)合共用接地

一個(gè)完整的接地系統(tǒng)包含建筑物地網(wǎng)、鐵塔地、電源地、邏輯地、防雷地等。接地網(wǎng)是把需要接地的各系統(tǒng)，統(tǒng)一接到一個(gè)地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來的接地網(wǎng)通過地下或者地上用金屬連接起來，使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)，即共用接地。共用接地的接地電阻應(yīng)以接入設(shè)備中最小值確定，一般不宜大于4 Ω。某些通信設(shè)備要求交直流工作地、安全保護(hù)地、防雷地必須獨(dú)立時(shí)，根據(jù)國家JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，地網(wǎng)間距離必須大于20 m。如果相互之間距離達(dá)不到規(guī)范的要求，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。因此，各接地系統(tǒng)之間的距離達(dá)不到規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)盡可能使它們連接在一起，保證各類接地點(diǎn)的基準(zhǔn)電位是惟一值。

5 安裝避雷器

避雷器有高壓和低壓避雷器之分，在高壓變壓器后端我們一般用到的是低壓配電系統(tǒng)中的避雷器，又稱“電涌保護(hù)器(surge protective device SPD)”，能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)過電壓值達(dá)到規(guī)定的動(dòng)作電壓時(shí)，避雷器立即動(dòng)作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護(hù)設(shè)備絕緣;電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。

5.1 避雷器(SPD)的分類

(1)電源保護(hù)器:交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。交流電源電涌保護(hù)器適用于配電室、配電柜、開關(guān)柜、交直流配電屏等系統(tǒng)的電源保護(hù);直流電源電涌保護(hù)器適用于各種直流電源系統(tǒng)，如直流配電屏、直流供電設(shè)備、直流配電箱、電子信息系統(tǒng)柜。

(2)信號(hào)保護(hù)器:低頻信號(hào)保護(hù)器、高頻信號(hào)保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)電涌保護(hù)器適用于10/100 Mbps SWITCH、HUB、ROUTER等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的雷擊和雷電電磁脈沖造成的感應(yīng)過電壓保護(hù)。

(3)視頻信號(hào)電涌保護(hù)器:可保護(hù)各種視頻傳輸設(shè)備免受來自信號(hào)傳輸線的感應(yīng)雷擊和電涌電壓帶來的危害，對(duì)相同工作電壓下的RF傳輸同樣適用;集成式多口視頻防雷箱主要應(yīng)用于綜合控制柜內(nèi)硬盤錄像機(jī)、視頻切割器等控制設(shè)備的集中防護(hù)。

5.2 信號(hào)避雷器的安裝、接線

避雷器串聯(lián)在被保護(hù)設(shè)備與信號(hào)通道之間;避雷器的輸入端(IN)與信號(hào)通道相連，輸出端(OUT)與被保護(hù)設(shè)備相連并緊靠被保護(hù)設(shè)備安裝，不能接反;把避雷器的接地線與防雷系統(tǒng)接地排可靠連接，接線越短越好，最長不能超過1 m。

5.3 避雷器使用、維護(hù)

本產(chǎn)品無需特別維護(hù)。但應(yīng)定期對(duì)避雷器進(jìn)行檢查，特別是在雷雨季節(jié)前及整個(gè)雷雨期?，F(xiàn)在的避雷器上一般都有一個(gè)小窗口，用不同顏色來顯示其工作狀態(tài):綠色表示正常，紅色即表示損壞;當(dāng)系統(tǒng)工作出現(xiàn)故障懷疑避雷器時(shí)，可拆除避雷器后再檢查，若還原到使用前的狀態(tài)后系統(tǒng)恢復(fù)正常，則說明避雷器已經(jīng)損壞，必須立即更換。

此外，為進(jìn)一步減小雷擊損害，變壓器室到機(jī)房的低壓電線路應(yīng)盡量避免架空而采用金屬鎧裝電纜直接埋地，非金屬鎧裝電纜穿金屬套管埋地，且把金屬套管可靠接地;鎧裝電纜入室后，金屬外皮與接地網(wǎng)相連。饋線在塔頂與天線連接處接地，進(jìn)機(jī)房前與地網(wǎng)就近接地，進(jìn)入機(jī)房后，與設(shè)備連接處接地，饋線與設(shè)備接口處加裝防雷器，天線鐵塔和機(jī)房之前裝設(shè)支撐電纜的金屬過橋或懸掛電纜的鋼絞線時(shí)，過橋和鋼絞線在電氣上與鐵塔連通，在電纜進(jìn)入機(jī)房外側(cè)時(shí)，將過橋和鋼鉸線、電纜外護(hù)層連在一起，并通過最短路徑與接地網(wǎng)相連，所有接地點(diǎn)應(yīng)形成封閉環(huán)路;另外，為保證防雷設(shè)施工作正常，應(yīng)在每年雷雨季節(jié)前后或春、秋檢修時(shí)定期檢測接地阻值和防雷器，確保完好。遇有雷暴天氣應(yīng)及時(shí)切斷外電改用油機(jī)或電瓶供電;盡量關(guān)閉不用的電器等。

［1］國家標(biāo)準(zhǔn).建筑物防雷接地規(guī)范，GB50057-94(2000年版)［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，2001.

［2］易秀成，肖穩(wěn)安.電涌保護(hù)器(SPD)選型設(shè)計(jì)探討［J］.建筑電氣，2007(8):32 －36.

［3］朱林根.21世紀(jì)建筑電氣設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.

［4］建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額研究所.GB50343－2004，建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2004.6.

［5］中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部.YD 5078－98通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)定［S］.北京:北京郵電大學(xué)出版社，1999.2.

［6］機(jī)械工業(yè)部.YD 2011－93微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.1994.6.1.

［7］中華人民共和國信息產(chǎn)業(yè)部通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).通信局(站)低壓配電系統(tǒng)用電涌保護(hù)器測試方法(YD/T1235.2 2002)［S］.2002.11.8.