海岸收發信臺的防雷措施探討

胡志忠 劉 勇

（中海油信息科技有限公司 天津分公司，中國 天津 300452）

1 雷電的形成

由于地球自身的原因，空中的塵埃、冰晶等物質在云層中翻滾運動的時候，經過一些復雜過程，使這些物質分別帶上了正電荷與負電荷。經過運動，帶上相同電荷的質量較重的物質會到達云層的下部（一般為負電荷），帶上相同電荷的質量較輕的物質會到達云層的上部（一般為正電荷）。這樣，同性電荷的匯集就形成了一些帶電中心，當異性帶電中心之間的空氣被其強大的電場擊穿時，就形成“云間放電”（即閃電）。產生空氣的擊穿放電，會產生放電現象，也就是落地雷的形成。

1)雷電的種類和危害眾所周知，雷電是一種攜帶有巨大能量的自然現象，云層形成的過程中，在大氣電場以及溫差起電等效應下，正負電荷在云層中的不同部位堆積。當到一定程度時，云與云之間、云和地之間就會發生放電現象。面對這種龐大的能源，人們不僅至今還無法有效利用，反而會經常遭受雷電的損害。雷電主要分為直擊雷和感應雷。雷電對現代社會的危害可分為直擊雷和雷電感應的危害。直擊雷危害是指雷電直接擊中所造成的危害，其不僅會對建筑物、輸配電線路、通信塔等設施造成直接損害，也可能導致火災發生，甚至直接命中人類造成傷殘或死亡。

雷電感應又稱為間接雷擊和雷電二次作用，其分為靜電雷電感應和電磁雷電感應。靜電雷電感應是由于帶電積云接近地面，在架空線路導線或其他導電凸出物頂部感應出大量電荷引起的，它將產生很高的電位；所以我們的收發天線塔收到感應雷的概率會更大，所以應當更好做好防雷措施。

2)收發射臺天線的防雷措施要做好防雷工作必須要增強防雷意識，把防雷保護當做一項重要的系統工程來看，在設防中應采取全方位、多層次的綜合治理措施，應當將國家和行業防雷技術標準和海岸臺站地理環境、建筑設施特點、設備分布特點等時機相結合，從科學的角度出發，制定切實可行的防雷方案。大量實踐證明，做好防雷工作應當從下面入手：發射天線塔的防雷措施：無論發射臺或收信臺都設有發射天線或天線塔，為了擴大覆蓋面，大多數收發射臺天線往往都是建立寬闊地帶，一般鐵塔和天線都高出地面幾十米。發射塔本身既可成為防雷的避雷塔，同時也可能變成“引雷器”或產生感應雷的導體，因此，切實做好發射塔的防雷措施成為我們防雷的關鍵。（1）在建設發射天線塔時要按照國家頒布的《建筑物防雷設計規范》（GB50057—94）及其它相關標準設計安裝好天線塔避雷針，天線塔接地網形狀，密度可根據地形、防雷等級、天線塔種類來設計；（2）建設良好的防雷地網；一個良好的防雷地網能有效地分流雷擊時產生的強大電流，較好地保護發射臺的設施、設備不受損壞；由于我們的發射天線收信天線處在海邊，海水的鹽分比較多，潮濕、腐蝕大。因此導電能力好，在建設天線塔基時，鐵塔接地網、密度、防雷等級、等都要考慮周到，天線塔的接地電阻，≤5 歐姆為宜。

3）天線系統中用的最普遍的避雷器

一是，用于各種型號同軸電纜的“窗口同軸避雷器”（也叫同軸避雷器），二是，用于明饋線和部分同軸電纜的“保護間隙”。保護間隙又稱角式。

保護間隙結構簡單，維護方便，但保護性能差，滅弧能力小，而且容宜造成接地或短路故障，特別是裝在有些鐵塔天線輸入端口的保護間隙出現故障的幾率很高，但裝在明饋線機房進線口的保護間隙的安全系數更大些。

2 電源系統的防雷措施

雷擊事故中，從電源線路侵入感應過電壓損壞設備占較大比例，為了避免雷電造成的損失，所以電源的防護是設備防護的根本和基礎條件。我們可以對電源部分做以下措施分，更好的保證設備的安全。

1）按照分級泄放原理，可在總配電箱端加裝防雷器，使大部分雷電能量在此泄放。

2）在發射設備室的配電柜內低電壓輸入端裝一個三相電源避雷器。

3）室內所有插座全部更換為具有防雷功能的插座，將有效防止雷電從電源線路上侵入并損壞設備。

天線系統中用的最普遍的避雷器

一是，用于各種型號同軸電纜的“窗口同軸避雷器”（也叫同軸避雷器），二是，用于明饋線和部分同軸電纜的“保護間隙”。保護間隙又稱角式。

保護間隙結構簡單，維護方便，但保護性能差，滅弧能力小，而且容宜造成接地或短路故障，特別是裝在有些鐵塔天線輸入端口的保護間隙出現故障的幾率很高，但裝在明饋線機房進線口的保護間隙的安全系數更大些。

3 室外引入線的防雷

1）首先在鐵塔上架設避雷針，塔基的鋼筋與避雷裝置相連，接地電阻小于8 歐，特殊地形地貌，接地電阻小于4 歐。

2）在天線輸入端口的阻抗變換器上安裝球式避雷器或保護間隙。沒有阻抗變換器的可直接安裝在饋電處，同軸電纜的芯線和外皮各接放電間隙的一極。這樣可基本成功的把從天線來的直擊雷與從饋線來的感應雷的過電壓與電流泄入大地。

3）在架空饋線的上面安裝避雷線，以防饋線直接遭受雷擊。

4）在饋線進線的窗口，用同軸電纜饋電的安裝窗口避雷器（或同軸電纜避雷器），用雙線或四線制平衡饋線的安裝球式避雷器或保護間隙。

總之，室外引入線是指電臺內各種發射設施設備饋線，各種發射電纜，天線饋線、音頻信號線、電源線、以及各種通訊電纜等。在雷電天氣，引線外皮很容易將感應電壓引入機房，必須采取措施進行有效地良好的接地。

必須指出的是，并不是所有天線及饋線系統的防雷都需要這樣作，在確定防雷措施時，要全面考慮線路的重要程度，天線場地的雷電活動情況，地形地貌特點、土壤電阻率的高低等條件，進行經濟技術的全面比較，因地制宜，制定出合理的防雷保護措施

4 室內設施的防雷措施

1）機房內應用銅網鋪設地網，通過多點與室外地網良好連接，從而營造等電位環境。

2）收信臺內收信機和轉接器要有良好的接地，收信機在射頻輸入端都有防雷釋放保護元件。

3）根據臺內實際情況可采用防雷保護元件對電子設備進行保護。

4）機房內屏蔽接地、機殼接地、電源接地（中性線、零線）、工作電路接地、過壓保護接地等要統一、就近與機房共用地網可靠的連接。

5 結束語

采取上述防雷措施，可有效達到發射臺收信臺的防雷目的，大大降低雷電對通訊設備的損害，確保陸地和海上通訊的暢通。

［1］盧炳瑞.防雷電安全技術(四)[M].北京：中國言實出版社，2004.

［2］周志敏，周紀海，紀愛華.電子信息系統防雷接地技術[M].北京：人民郵電出版社，2007.