摘要：雷电是一种强烈的大气现象，雷击产生的直接和间接效应给人类带来许多灾害。1751年富兰克林发明了避雷针，从此翻开了人类与雷电抗争的历史。此后二百多年的防雷实践证明，富兰克林针可有效地引雷入地，从而使被保护目标结构免受直击雷的破坏。
关键词：防雷；工程；过电压
1、概括
中国地域辽阔，纬度变化大、气候复杂多变，我国从古代起就开始了与雷电抗击的历史。根据国际电联提出的世界累暴日分布统计，我国是世界上雷暴日最多的国家之一，其中尤以湖南、广东、广西、四川和云南等地区为甚，特别是现代社会中电子技术和微电子技术的发展大大促进了电子设备的广泛应用，促进了电信和自动化、计算机等电子设施的迅速发展。与此同时，由于这些设备对雷电的耐受能力的脆弱性、雷电事故的频度极速上升，引起了人们对防雷技术的广泛关注。
长期以来，通讯局（站）设备防雷都是以防止雷电波沿局外线侵入局（站）为主。随着通信设备的电子化、高度集成化、微型计算机控制、智能化，特别是数字通信技术的发展，使得这些通信系统对脉冲较为敏感电路的雷电承受能力进一步下降，特别是通信大楼内计算机、控制终端、监控系统、终端设备更容易遭受雷电的侵害。由于在综合大楼内，集中了交换机、传输设备、监控及网络控制设备、控制终端、电源、无线等系统，各系统之间的内部连接线路纵横交错，非常复杂，连接线路可达100-200m。这些连接线路因雷电电磁场的感应，将雷电脉冲传到系统之间接口的电路中去，对脉冲较为敏感的接口电路产生影响和冲击，局（站）内部接口的连接线较多，有屏蔽线和非屏蔽线，也有对称和非对称线。由于这些线缆物理结构上的差异，对雷电电磁场的影响的大小也有所不同，因而就要求这些通信系统的接口应具有更好的防雷性能。
根据信息产业部邮电设计院深圳、江门、茂名、东矜、南昌、湖南、河北、南宁等十几个省市的综合通信大楼雷害事故统计：楼内网络接口设备、计算机控制终端、交换机及移动通信的控制终端、计算机接口电路、设备测试台、交换机计费系统计算机、营业厅内收费计算机、营业用多路计费器、测量室自动测量系统、监控系统等被雷击损坏的事故时有发生。另外，移动通信、微波站内的网管监控及干线监控、遥信接口、数据采集板等设备也时有雷击损坏发生。这表明计算机、控制终端及网络设备的接口是雷电脉冲侵入的薄弱环节。国外的研究表明：作为现代数字化通信设备的控制计算机，对雷电极为敏感。即使几公里外的高空雷闪或对地雷闪都有可能导致这些通信设备的薄弱环节的误动或损坏。目前正式移动通信公司大搞基础建设时期，随着此项工程的推进，将有更多的野外基站和通信机房需要防雷保护。因此，对通信局（站）计算机、控制终端及网络设备的雷电过电压保护，条件已经成熟。
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2、特点
国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITE-T）及各国从事电信、信息系统防雷研究、工程设计及防雷产品制造的专家，对通信局（站）防直击雷和雷电过电压保护的实用效果进行了广泛深入的研究，并颁发了各类专业文件及标准。我国防雷专家在长期的广泛的探索中，结合相关文件，提出了有中国特色的通信局（站）防雷设计方案，有效地降低了雷击概率和事故率。针对雷击侵害途径和通信设备损坏的分析及根据多年的防雷市场调研，我们认为，目前防雷技术和产品主要有以下三方面新特点：
（1）外部防雷措施：防直击雷。
对于防止直击雷，新技术的应用曾有过半导体少长针消雷装置的提法，但经过电力部科教局组织的特性试验以及用户在使用实践中发现，它与普通铁棍相比，并无明显的消雷效果。近几年投放市场的一种防直击雷的导体多短针雷电放散装置，采用电子流延缓的原理制造而成。它将传统避雷针的一个较大的放电尖端，变为很多极细的金属放散电极，通过其大量放散电极的小能量、高频率的尖端放电，形成电晕，避免地电荷在构筑物顶部积累，阻止雷击离子化通道的形成，避免或减少雷击形成的可能，并因此杜绝感应过电压的危害。通过在中国联通、移动等通讯领域六年的广泛应用，取得了良好的防雷效果。
（2）内部防雷措施：过电压保护
目前国内市场上的防雷电的浪涌抑制器种类较多，性能和品质参差不齐，但在科学的实践与研究中，防雷技术与器件得到了不断地改进，如对电源系统的过电压保护，由原来的传统保护形式发展为更为先进可靠的全模式保护。反映时间由原来的25ns减少到现在的1ns，通流容量最大可达240KA，冲击寿命长，使用温度、湿度范围宽等特点都在保护通讯设备安全方面做出了贡献。
（3）等电位连接和接地。
正确的连接和接地可有效地防止由于地电位的变化对通讯设备造成的损害。连接是将设施中的所有电气和金属的物体连接起来，使其有相同的电位，也叫“均衡连接”或“等电位连接”。接地是将连接在一起的设备接到它所处的地表面，通过低阻抗接地体将雷电流泄地，从而保证人员和设备安全。在实践中我们发现，采用“单点接地电位基准”能有效防止雷击发生时地面产生跨步电压导致的通讯基站内各种设备的损坏。
同时，在不断的实践中，防雷技术和器件也在不断地改进，如对电源的全模式保护、反映时间大大缩短，通流容量大、使用寿命长等优点。
3、结论
总之，只有认真地分析雷电对通信台（站）损坏途径、主要部位和原因，针对性地采取外部措施，选用符合国际标准或国家标准，通过正式鉴定和检测合格，并经实践证明是行之有效和防雷产品，才能大大减轻雷电对通信台（站）的危害。
参考文献
[1]参考GB50057-2010 《建筑物防雷设计规范》.
[2]参考DL/T 5408—2009发电厂、变电站电子信息系统220/380V电源电涌保护配置、安装及验收规程.
论文作者:王琳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/17
标签：防雷论文; 雷电论文; 过电压论文; 终端论文; 设备论文; 接口论文; 计算机论文; 《防护工程》2018年第36期论文;