無線通信設備防雷措施分析

吳辰章

【摘要】本文主要分析了無線通信需要防雷的原因，介紹了當前主要的無線通信防雷設計，以及無線通信防雷的內(nèi)、外部措施。

【關鍵詞】無線通信設備;防雷設計;防雷措施

隨著無線通信技術的成熟給通信領域來來了革新，在一定程度上彌補了有限通信技術的不足。然而使用無線通信設備時，容易受到雷電的影響。雷電天氣不僅會對無線通信設備在傳遞信息過程中的信號穩(wěn)定造成影響，甚至在嚴重的情況下還會對無線通信設備使用者的生命財產(chǎn)安全造成威脅，因此在無線通信設備中采取防雷措施非常必要。

1. 無線通信設備需要防雷的原因

隨著無線通信設備的發(fā)展，無線通信設備的功能越來越豐富，而要使無線通信設備具有更多功能，在無線通信設備中必須使用更多的電子元件才能夠?qū)崿F(xiàn)，這些電子元件往往是由金屬等容易吸引電荷的材質(zhì)制造而成，因此在遇到雷電天氣時，這些電子元件容易吸引電荷進入到無線通信設備中，進而對無線通信設備造成破壞，因此在無線通信設備中運用防雷措施非常必要。

2. 無線通信設備防雷設計

2.1 站點防雷接地系統(tǒng)

站點防雷接地系統(tǒng)設計需要依據(jù)電磁理論原理開展，應用泄流、消峰、均壓、屏蔽等綜合防雷措施，從而避免雷電對無線通信設備造成較大的破壞。這一系統(tǒng)是利用大地作為一個巨大的導電體而進行設計的，通過電機和大地接觸，使得無線通信設備在遇到雷電天氣所釋放的電流時，電流能夠通過電極被引入大地，從而避免電流給無線通信設備造成損壞。

2.2 感應雷系統(tǒng)設計

感應雷系統(tǒng)是有效預防雷電對無線通信造成干擾的設計之一。感應雷在進入到無線通信設備時，會產(chǎn)生靜電感應與電磁感應。在雷電天氣，雷云會釋放大量的 電荷 ，而大量的電荷會形成脈沖，不僅如此，在雷電產(chǎn)生的瞬間，電流形成的過程中，由于電流的變化還會形成磁場，而這樣的電磁場會對無線通信信號造成干擾。而感應雷系統(tǒng)設計則通過在基站周圍架設鋼筋結(jié)構進行有效防護，以此來屏蔽雷電造成的影響，為了取得更好的防雷效果，還需要在基站周圍均勻地放置多根金屬，在雷電天氣發(fā)生時，這些金屬能夠很好地分散電流，并且使得電磁場擦形相互抵消，從而盡量減少基站受到的雷電影響，確?；緹o線通信穩(wěn)定，不被雷電干擾。

2.3 BTS天饋線防雷設計

BTS天饋線防雷又稱基站收發(fā)信站點天饋線防雷，其主要是針對鐵塔和天線的設計。這一設計需要在實際的基站施工過程中，預先在塔尖、塔中以及塔基部分預留接地孔，而不同的鐵塔類型的BTS天饋線防雷設計也有所不同，樓頂塔需要將將防雷引線與鐵塔主鋼筋焊接，并對焊接位置進行重點保護，以達到更好的防雷效果;而落地塔，就需要對鐵塔設置安裝地網(wǎng)，即在落地塔周圍埋設鋼帶和圓形鋼地樁，構成防雷地網(wǎng)，使得雷電天氣時，電流能夠通過接地線引入地下，在雷電發(fā)生的瞬間，雷電電流能夠得到快速的釋放，從而避免雷電天氣造成的負面影響。

3. 無線通信設備防雷措施

3.1 外部措施

外部防雷措施主要是指在無線通信設備外圍布置防雷電措施，避免無線通信設備遭受雷電破壞，例如：通過接地網(wǎng)、避雷針以及引下線便能形成一個有效的外部避雷裝置，在雷電發(fā)生時，通過這套裝置，能夠?qū)⒔^大部分的電流引入地下，避免雷電對無線通信內(nèi)部的元件造成破壞，同時也能夠在一定程度上減少雷電對無線通信設備的信號干擾。這一套外部防雷設置經(jīng)過實際檢驗，有著比較好的防雷效果，而且這一套裝置實施的成本比較低，建設的過程也比較簡單，因此這一設置是無線電防雷設置中較為常見的措施。在無線通信設置中遭受雷電影響頻率最高的是通信基地中天線系統(tǒng)與機房建筑，而通過設立全面地避雷措施，能夠?qū)ζ湫纬捎行ПＷo。但在實施避雷設計方案的過程中，需要注意避雷針的針尖位置不能夠與天線位置距離過近，避免電流對天線造成負面影響。

3.2 內(nèi)部措施

3.2.1 屏蔽

盡管避雷針等外部防雷裝置的防雷效果比較好，然而為確保一些重要的無線通信裝置安全，除了在其周圍布置外部防雷裝置外，還會采取金屬屏蔽等內(nèi)部防雷措施，以進一步提高無線通信裝置的安全性與通信穩(wěn)定性。金屬屏蔽可以和放在一起的不同雙絞線或四對雙絞線共同使用，通過吸收和反射作用，對雷電天氣下形成的電磁場進行有效的割據(jù)，從而減少電磁場對無線通信裝置信號產(chǎn)生的干擾。

3.2.2 防雷器

防雷器是保護電子器件組合之一，低壓時會進入高阻開路狀態(tài)，高壓時則會進入低阻短路狀態(tài)。在實際的防雷操作中，防雷器會被并聯(lián)到供電線路中，一旦出現(xiàn)雷電，防雷設備受到雷電電流的影響，便會因雷電高壓進入短路狀態(tài)，確保雷電產(chǎn)生的瞬間，無線通信設備能夠免遭雷電襲擊、遭受破壞，為 無線通信裝置提供第一級保護，除此之外，防雷器還能夠為第二季保護爭取時間，由于雷電電流所形成的電壓較大，盡管在防雷器的保護作用下，大量的電壓會被轉(zhuǎn)移，但仍會有一定的電壓殘留，因此需要進行第二級保護措施，而防雷器能夠在雷電發(fā)生的瞬間為第二級保護爭取時間。

3.3 提前防護措施

雷電天氣是一種自然現(xiàn)象，無法通過人為干預避免其發(fā)生，為了更好地保護無線通信裝置，相關研究者應該進一步分析雷電的形成的因素、無線通信設備的工作原理，以及雷電對無線通信設備造成破壞的傳導機制，通過綜合考慮多方面的因素，采取全方位的手段來規(guī)避雷電天氣對無線通信裝置的負面影響。做好防雷工作需要做到以下兩個方面，除了需要避免出現(xiàn)無線裝置遭受雷電襲擊，造成內(nèi)部元件受損，整個裝置無法使用的情況外，還需要做到無線通信裝置在雷電天氣的信號不受干擾，使得無線通信裝置在雷雨天氣也能夠正常使用，延長無線通信裝置在雷雨天氣的通信質(zhì)量，從而增強無線通信裝置用戶的使用體驗感。

4. 總結(jié)

無線通信裝置被廣泛運用于人們的日常生活以及社會工作當中，對于社會生產(chǎn)發(fā)展和人們的日常生活有著重大影響。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)，在無線通信裝置使用的過程中，雷電天氣對無線通信裝置的安全以及正常使用有較大的威脅，經(jīng)過研究實驗，目前針對無線通信防雷電已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些方法，并且越來越多的無線通信防雷電方法正被研究和開發(fā)。目前，已有的防雷電方法主要可分為內(nèi)部防雷電和外部防雷電措施，為了達到更好地防雷效果，在實際的應用中，應該具體分析無線通信裝置的特點及其周圍的環(huán)境，恰當?shù)夭扇《喾N防雷措施，對無線通信裝置進行全面地保護。

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