浅谈电力系统通讯设备的雷害防范

电力18讯：    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