海岸收發(fā)信臺(tái)的防雷措施探討

2014-08-15 00:54:11胡志忠

科技視界 2014年6期

胡志忠劉勇

（中海油信息科技有限公司天津分公司，中國(guó) 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(zhì)在云層中翻滾運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，經(jīng)過(guò)一些復(fù)雜過(guò)程，使這些物質(zhì)分別帶上了正電荷與負(fù)電荷。經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)，帶上相同電荷的質(zhì)量較重的物質(zhì)會(huì)到達(dá)云層的下部（一般為負(fù)電荷），帶上相同電荷的質(zhì)量較輕的物質(zhì)會(huì)到達(dá)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(dāng)異性帶電中心之間的空氣被其強(qiáng)大的電場(chǎng)擊穿時(shí)，就形成“云間放電”（即閃電）。產(chǎn)生空氣的擊穿放電，會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，也就是落地雷的形成。

1)雷電的種類(lèi)和危害眾所周知，雷電是一種攜帶有巨大能量的自然現(xiàn)象，云層形成的過(guò)程中，在大氣電場(chǎng)以及溫差起電等效應(yīng)下，正負(fù)電荷在云層中的不同部位堆積。當(dāng)?shù)揭欢ǔ潭葧r(shí)，云與云之間、云和地之間就會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象。面對(duì)這種龐大的能源，人們不僅至今還無(wú)法有效利用，反而會(huì)經(jīng)常遭受雷電的損害。雷電主要分為直擊雷和感應(yīng)雷。雷電對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的危害可分為直擊雷和雷電感應(yīng)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(huì)對(duì)建筑物、輸配電線路、通信塔等設(shè)施造成直接損害，也可能導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，甚至直接命中人類(lèi)造成傷殘或死亡。

雷電感應(yīng)又稱(chēng)為間接雷擊和雷電二次作用，其分為靜電雷電感應(yīng)和電磁雷電感應(yīng)。靜電雷電感應(yīng)是由于帶電積云接近地面，在架空線路導(dǎo)線或其他導(dǎo)電凸出物頂部感應(yīng)出大量電荷引起的，它將產(chǎn)生很高的電位；所以我們的收發(fā)天線塔收到感應(yīng)雷的概率會(huì)更大，所以應(yīng)當(dāng)更好做好防雷措施。

2)收發(fā)射臺(tái)天線的防雷措施要做好防雷工作必須要增強(qiáng)防雷意識(shí)，把防雷保護(hù)當(dāng)做一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程來(lái)看，在設(shè)防中應(yīng)采取全方位、多層次的綜合治理措施，應(yīng)當(dāng)將國(guó)家和行業(yè)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和海岸臺(tái)站地理環(huán)境、建筑設(shè)施特點(diǎn)、設(shè)備分布特點(diǎn)等時(shí)機(jī)相結(jié)合，從科學(xué)的角度出發(fā)，制定切實(shí)可行的防雷方案。大量實(shí)踐證明，做好防雷工作應(yīng)當(dāng)從下面入手：發(fā)射天線塔的防雷措施：無(wú)論發(fā)射臺(tái)或收信臺(tái)都設(shè)有發(fā)射天線或天線塔，為了擴(kuò)大覆蓋面，大多數(shù)收發(fā)射臺(tái)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(fā)射塔本身既可成為防雷的避雷塔，同時(shí)也可能變成“引雷器”或產(chǎn)生感應(yīng)雷的導(dǎo)體，因此，切實(shí)做好發(fā)射塔的防雷措施成為我們防雷的關(guān)鍵。（1）在建設(shè)發(fā)射天線塔時(shí)要按照國(guó)家頒布的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057—94）及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)安裝好天線塔避雷針，天線塔接地網(wǎng)形狀，密度可根據(jù)地形、防雷等級(jí)、天線塔種類(lèi)來(lái)設(shè)計(jì)；（2）建設(shè)良好的防雷地網(wǎng)；一個(gè)良好的防雷地網(wǎng)能有效地分流雷擊時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大電流，較好地保護(hù)發(fā)射臺(tái)的設(shè)施、設(shè)備不受損壞；由于我們的發(fā)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(dǎo)電能力好，在建設(shè)天線塔基時(shí)，鐵塔接地網(wǎng)、密度、防雷等級(jí)、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(tǒng)中用的最普遍的避雷器

一是，用于各種型號(hào)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(hù)間隙”。保護(hù)間隙又稱(chēng)角式。

保護(hù)間隙結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，但保護(hù)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(hù)間隙出現(xiàn)故障的幾率很高，但裝在明饋線機(jī)房進(jìn)線口的保護(hù)間隙的安全系數(shù)更大些。

2 電源系統(tǒng)的防雷措施

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

1）按照分級(jí)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(fā)射設(shè)備室的配電柜內(nèi)低電壓輸入端裝一個(gè)三相電源避雷器。

3）室內(nèi)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(shè)備。

天線系統(tǒng)中用的最普遍的避雷器

3 室外引入線的防雷

1）首先在鐵塔上架設(shè)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(hù)間隙。沒(méi)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(lái)的直擊雷與從饋線來(lái)的感應(yīng)雷的過(guò)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(jìn)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(hù)間隙。

總之，室外引入線是指電臺(tái)內(nèi)各種發(fā)射設(shè)施設(shè)備饋線，各種發(fā)射電纜，天線饋線、音頻信號(hào)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(yīng)電壓引入機(jī)房，必須采取措施進(jìn)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(tǒng)的防雷都需要這樣作，在確定防雷措施時(shí)，要全面考慮線路的重要程度，天線場(chǎng)地的雷電活動(dòng)情況，地形地貌特點(diǎn)、土壤電阻率的高低等條件，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的全面比較，因地制宜，制定出合理的防雷保護(hù)措施

4 室內(nèi)設(shè)施的防雷措施

1）機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)用銅網(wǎng)鋪設(shè)地網(wǎng)，通過(guò)多點(diǎn)與室外地網(wǎng)良好連接，從而營(yíng)造等電位環(huán)境。

2）收信臺(tái)內(nèi)收信機(jī)和轉(zhuǎn)接器要有良好的接地，收信機(jī)在射頻輸入端都有防雷釋放保護(hù)元件。

3）根據(jù)臺(tái)內(nèi)實(shí)際情況可采用防雷保護(hù)元件對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

4）機(jī)房?jī)?nèi)屏蔽接地、機(jī)殼接地、電源接地（中性線、零線）、工作電路接地、過(guò)壓保護(hù)接地等要統(tǒng)一、就近與機(jī)房共用地網(wǎng)可靠的連接。

5 結(jié)束語(yǔ)

采取上述防雷措施，可有效達(dá)到發(fā)射臺(tái)收信臺(tái)的防雷目的，大大降低雷電對(duì)通訊設(shè)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(shù)(四)[M].北京：中國(guó)言實(shí)出版社，2004.