小型通信站雷電入侵途徑分析及其防護技術研究

（福建省三明市防雷減災管理局，三明市，365000） 龔 偉 王婷婷 張泉鋒

1 雷電放電時的危害形式

雷電是眾多大氣現象中的一種，具有極大的破壞性，雷電是自然界中強大的脈沖放電過程，雷電侵入建筑物或設備造成災害是多渠道的，一般來說，可以劃分為：直擊雷、閃電感應、閃電電涌侵入、雷電反擊、雷擊電磁脈沖。

1.1 直擊雷

在雷暴活動區域內，雷云直接通過人體，建（構）筑物或設備等對地放電所產生的電擊現象。

1.2 閃電感應

閃電發生時，在附近導體上產生的閃電靜電感應和閃電電磁感應，它可能使金屬部件之間產生火花放電。

1.3 閃電電涌侵入

當雷電對架空線路、電纜線路或金屬管道作用，感應產生過電壓波后，過電壓波可能沿著這些管線侵入屋內，危及人身安全或設備損壞。

1.4 雷電反擊

當閃電擊于接閃裝置上時，雷電流流過時會使接地引下線和接地裝置的電位驟升，如果與各種金屬導線、管道、設備和人員之間絕緣距離未達到安全要求，會造成放電，導致人身和設備雷擊事故。

1.5 雷擊電磁脈沖

閃電直接擊在建筑物防雷裝置和建筑物附近時產生脈沖電流，脈沖電流向外輻射電磁波，造成設備故障或設備損壞。

2 小型通信站的重要組成部分及工作原理

2.1 重要組成部分

小型通信站主要包括兩類設備：基站收發臺（天線）和基站控制器。

2.2 工作原理

天線負責信號的接收、發送處理。基站控制器控制幾個天線，負責信號的分配和管理。（如圖1所示）

圖1 小型通信站的工作原理

3 小型通信站的防雷現狀

為了信號的覆蓋面足夠大，小型通信站都會安裝在大樓的頂部，周邊一定范圍內要求無任何遮擋，處于制高點的位置。作為一名防雷檢測人員，在平時對小型通信站的檢測過程中經常會發現主要存在以下問題。

（1）天線支架上安裝的接閃桿離設備距離太近，一旦受到直擊雷擊，雷電流強度將非常大，極易引起設備損壞。

（2）設備的線纜未使用具有金屬護層的電纜或未采取穿金屬管屏蔽接地等保護措施，這就會使雷電流沿著線路侵入到設備，對設備造成損壞。

（3）設備的線纜經常會固定或纏繞在接閃器上，接閃器是用來“引雷”的，一旦受到雷擊，線路上就會出現雷電流，造成線路燒毀或設備的損壞。

（4）設備的機殼和機架等非通信用的金屬構件未接地，極易造成設備損壞。

（5）電源線路、信號線路及天饋線路未安裝SPD，這就會使雷電流很容易入侵進來。

4 雷電入侵的主要途徑

通過對小型通信站的分析，可知雷電入侵途徑主要有三方面：直擊雷、閃電感應和閃電電涌侵入。

5 需采取的雷電防護措施。

根據雷電入侵的主要途徑，需采取的防護措施，包括：接地、直擊雷防護、線路屏蔽等。

5.1 接地

擁有良好的接地系統，是采取有效雷電防護措施的前提。小型通信站安裝在建筑物的頂部，宜直接利用建筑物的防雷接地系統。鋼筋混凝土建筑物直接利用基礎內鋼筋作為地網；磚混結構建筑物應在樓下設置接地裝置，宜圍繞建筑物3m遠的距離設置封閉環形接地體，在環形接地體的四角向外做10～20m的輻射型水平接地體，并應引至樓頂安裝專用接地排。

5.2 直擊雷防護

小型通信站的直擊雷防護，應采用在天線支架上安裝接閃桿作為接閃器的方式，接閃桿的針尖應高出天線頂端1m，天線及設備應在接閃桿保護范圍內，接閃桿應有兩根不小于40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼作為接地引下線，接閃桿與設備之間的最小水平間距應大于3m。接閃桿應采用圓鋼或鋼管，采用圓鋼時直徑不小于16mm，采用鋼管時直徑不小于25mm，鋼管壁厚不小于2.5mm。

5.3 線路屏蔽

如果線纜是無金屬護層的電纜，全線應穿金屬屏蔽管，并保持電氣導通且金屬屏蔽管兩端應做接地措施。

5.4 等電位連接

小型通信站應設置專用接地排，將配電箱PE線、線纜金屬外護層、機殼、機架、走線架以及其它金屬構件等進行等電位連接，并應就近接地，且接地線應短直。

5.5 其它一些注意事項

嚴禁線纜固定或纏繞在接閃器或引下線上，并遠離接閃器或引下線水平距離1m以上。應設立警示牌，雷雨天氣禁止人員靠近，應遠離接閃裝置。雷雨天氣來臨前將設備電源能斷開的，盡量斷開，防止雷電波侵入，引起設備損壞。

6 結語

希望相關單位和部門對防雷引起足夠的重視；希望小型通信站的防雷措施能夠做得更好，盡量地減少或避免因雷電引起的損失。

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