吉林省331高山微波站防雷設施的改善和效果

孫繼生張建國 楊明

（1、吉林省廣播電影電視局三三一臺，吉林 永吉 132200 2、中國人民解放軍65316部隊）

前言：高山微波站防雷歷來是一個比較棘手的問題，主要原因歸結起來有兩點，一是微波站鐵塔的高度要高出周圍其它建筑物的高度，極易遭到雷擊。二是隨著現代通信設備的更新換代，集成芯片的廣泛應用，這一方面加強廣設備的使用功能，使得系統的控制功能更加靈活；但另一方面.由于集成元器件的抗沖擊能力較低，造成設備受雷電影響及損壞的機率增大。一旦遭受雷擊就會造成設備損壞，通信中斷。

三三一微波站是吉林省廣電微波網中非常重要的一站，將首站業務傳輸到其他地區各站，微波站新裝了SDH數字微波微波設備。多年來，我們對微波站實行防雷設施的改進和完善。

1.高山微波站遭雷擊的主要原因

根據數十年來的值班維護，高山微波站遭雷擊的主要有以下兩種可能的原因：

1.1 站區內鐵塔接閃時，雷電流沒有完全人地，部分雷電流沿天饋線侵入機房，造成設備損壞。

1.2 高壓架空線路進線端或遠端遭受直擊雷，雷電波由供電線路侵入機房，造成設備損壞。

根據高山微波站的設備之間連接情況，如果雷電流是沿著第一種可能的途徑侵入機房，那么微波通信設備首當其沖。這是因為一方面通信設備直接與天饋線相連，另一方面，通信設備中的電路集成度較高，抗過電壓的能力較弱。在這種情

況下，如果雷電流足夠大，還可能沿直流供電線路對機房內的整流設備造成損壞。

如果雷電流是沿著第二種可能的途徑侵入機房，那么機房內的供電設備首當其沖。主機房內的整流設備也會受損。由于整流回路中串聯著變壓器及濾波電感，在其直流輸出端雷電波將受到很大的減弱，但是仍有可能使部分抗過電壓能力較弱的直流用電設備遭受損壞。

2.防雷設施的改進和完善

首先避雷的關鍵是引雷入地，入地好就可以減少或避免雷擊，建立地網。以前本站用扁鐵引雷入地，機房新建后，從新鋪設。在改造過程中用引線電纜引雷入地，這是較好的方法，同軸電纜特性阻抗低，使雷電流直接入地，同時有兩層屏蔽，大大減少了雷電的感應電壓，保護了特定防雷目標。

本站微波通信天線比較高，饋線較長，饋線接地良好是避雷的良好措施之一，因此要求饋線在天線端、中間、進機房前采取三處接地處理，饋線較長的可在中間增加接地點，保證接地良好，以進行多級防護。其次雖然對高壓進線段作了防雷保護，但是保護段以外的電力線仍有遭雷擊的可能。一旦出現這種情況，部分雷電波仍會沿電力線侵入機房。以前主要采用變壓器低壓側、主機房進線端的相線與地線間各安裝一組氧化鋅無間隙避雷器，在實際維護中有以下幾個問題：防霄系統整體保護不完整。如果市電倒換屏的輸出電纜遭雷擊，雷電波將侵入倒換屏，對屏內設備以及備用機組造成損壞，另外，直流輸出到直流負載間無防雷保護措施，如果侵入的雷電波經過前三道分流后仍未完全入地，則會對設備造成損壞.

(2)防雷系統局部保護不完整。從圖1中可以看到，三道避雷器都只接在相線與地線之間，也就是說局部只有對相一地的過電壓進行抑制(縱向保護)。由于即使是同一型號的避雷器，其動作時間也不會完全相同。因此當某相避雷器失效或者動作時間不一致時，就會發生相間過電壓現象。針對以上傳統的單向多級分流方案的缺陷，筆者在進行防雷改造時提出了雙向多級分流方案，見圖2。

結論：331站的防雷改造具有高山微波站的典型性，從中總結出共性的東西才有指導意義。防雷害應綜合治理，多渠道防護，我們認為，防雷大體上可以用"避、疏、泄、截、屏"五個字來概括。避，即躲避，在初建站選擇傳輸路由和站址時，有意避開雷電活動頻繁的地區。疏，即疏導，無法避開雷電活躍區或已建成的老站，就要想法把雷電疏導、分流，其辦法就是選擇合適的位置，安裝避雷針或高效接閃器，使雷電在避雷針上放電入地，保護住天線、鐵塔、機房免遭雷擊。泄，即泄放，搞好雷電泄放入地的通路。主要是做好接地網，降低地阻(包括使用降阻劑)，當雷電流到來時，能夠迅速泄放掉，保護通信設備。截，即攔截，當雷電流到來時，不但要想法迅速泄放雷電流，而且要在通信設備的通路中進行攔截，阻擋雷電流侵入通信設備。安裝避雷器是主要攔截方法。避雷器種類繁多，從電壓高低分，有高壓避雷器、低壓避雷器；從接入方式分，有并聯式避雷器、串聯式避雷器；從器件材料上分，有氧化鋅避雷器、熱敏電阻、齊納二極管、阻抗元件、電感線圈等；從使用功能上分，有電源保護器、電話保護器、計算機網絡保護器等；從保護級別上分，有一級保護、二級保護、三級保護。根據不同地方的雷害具體情況，合理的設計安裝這些避雷器。屏，即屏蔽，把機房、設備屏蔽起來，當雷電波到來時，由于設備被屏蔽的作用，不受雷電電磁波的干擾、損壞。主要方法是做好聯合接地(即通信設備的工作接地、保護接地、防雷接地均接在一起)，也可以把機房四周敷設環形地網，機房頂敷設避雷帶，機房內墻布置垂直地線，設備外殼連接在接地匯流條上，匯流條與環形地網接通，當高頻雷電波到來時，機房等效為一個"法拉第籠"模式，起到防雷電的作用。至于聯合接地防雷電原理，可以這樣來想，當強大的雷電流流入大地時，大地的電位要隨即升高，因所有地線都聯接在一起，設備的地電位跟隨大地一起升高，地與地之間不存在電位差，不會因雷電反擊損壞設備，有點像水漲船高的意思。

［1］朱惠國;微波站雷害事故頻繁的原因和改進[J];華東電力;1991年04期.

［2］沈福軍,韓鐵鳴;315微波站改造方案的探討[J];電力系統通信;1994年03期.

［3］丁鐘康;廣播電視微波站防雷技術的應用[J];視聽界;1996年S2期.