近年來，隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)在通信設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，各類先進通信設(shè)備對過壓過流及其保護措施的要求越來越高，因此防雷保護越來越重要。由于在通信與數(shù)據(jù)線路上雷電、強電、靜電以及操作引起的瞬間過電壓造成的危害時常發(fā)生，因此必須采取適當?shù)谋Ｗo措施以避免因過電壓以及所產(chǎn)生的過電流對通信設(shè)備、傳輸線路和相關(guān)人員造成的危害。

通信大樓一般都安裝有避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)，并且采取了聯(lián)合接地的方式。從表面上看，它已具備了良好的防雷和抗外界電磁干擾的性能，那么為什么通信設(shè)備有時還會遭受過壓過流而損壞呢？還會對操作維護人員的人身構(gòu)成威脅呢？下面將日常維護巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題和防護措施歸納如下。

１引起通信設(shè)備過電壓的原因

從山西省萬家寨引黃工程個別高山施工通信站雷擊通信設(shè)備造成的故障情況分析來看，絕大部分故障是由于雷電電磁脈沖波從戶外電力線路、傳輸線路侵入而造成的。這時，機房本身并未遭受雷擊，而是雷電直擊電力線、傳輸線，或在距電力線路／傳輸線路一定距離處有雷電閃擊。例如，某站一個高山施工通信機房距電力線路４００ｍ處的落雷電流大約為８０ｋＡ，架空電力線路距地面平均高度為５ｍ，由此可估算出該處電力線路上瞬間過電壓約為２５ｋＶ。這樣高的感應(yīng)電壓向電力線兩端擴展，雷電電流感應(yīng)電壓雖能經(jīng)線路逐漸衰減，但由于通信機房距離落雷地點不是很遠，此殘余感應(yīng)電壓仍有一定的強度，侵入到機房后仍可導致部分通信設(shè)備損壞，造成通信中斷。后經(jīng)技術(shù)人員多方分析、改造，采取多種防護方式，避免了雷擊現(xiàn)象。強電、靜電都是引起通信設(shè)備過電壓的主要來源，具體而言，輸入／輸出信號線、交／直流電源線、接地系統(tǒng)和空間電磁波都是過電壓源入侵通信設(shè)備的主要途徑。所以必須采取多種防護措施切斷過電壓入侵通信設(shè)備的主要途徑。

２多級防護

隨著通信設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，雷電、強電、靜電以及操作引起的瞬間過電壓造成的危害常常發(fā)生。以往的防護體系已不能滿足現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)安全的要求，應(yīng)從單一防護（無源防護，其內(nèi)涵是與系統(tǒng)電源無直接電氣連接的防護系統(tǒng)）轉(zhuǎn)為三維防護（有源和無源防護，其內(nèi)涵是與系統(tǒng)電源無直接電氣連接的防護和與系統(tǒng)電源有直接電氣連接的防護系統(tǒng)組合的立體空間防護系統(tǒng)）。三維防護包括防直擊雷、防感應(yīng)雷電、防地電位反擊、防靜電直擊、過電壓感應(yīng)以及操作引起的瞬間過電壓影響等多方面的防護，即根據(jù)空調(diào)、數(shù)字程控、光電傳輸、交直流電源等所有微電子設(shè)備的不同功能、不同受保護程度和所屬保護層確定防護要點做分類保護。根據(jù)雷電、強電、靜電和操作瞬間過電壓的危害的可能通道，從電源線到數(shù)據(jù)通信線路都應(yīng)該做多級保護。

３外部防護

外部防護主要采用避雷針（避雷網(wǎng)、避雷線和避雷帶）和接地裝置（接地線、地極）來加以防護。其保護原理是：當雷云放電接近地面時，它使地面的電場發(fā)生畸變，在避雷針（避雷線）頂部形成局部電場強度畸變，以影響雷電先導入電的發(fā)展方向，引導雷電向避雷針（避雷線）放電，再通過接地引下線、接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物免受雷擊，這是人們長期實踐證明的防直擊雷的有效方法。然而，被動放電式避雷針存在反應(yīng)速度差、保護的范圍小以及導通量小等不足。根據(jù)現(xiàn)代通信發(fā)展的要求，避雷針應(yīng)選擇提前放電主動式的防雷裝置，并且應(yīng)該從３０°、４５°、６０°等不同角度考慮，以做到對各種雷擊的防護，增大保護范圍，增加導通量。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件（管道）都應(yīng)與防雷網(wǎng)（避雷帶或避雷線）良好連接。

４內(nèi)部防護

首先是電源部分的防護，因為雷電、強電主要是通過線路侵入的。對于高壓部分，電力部門有專用的高壓避雷裝置，而線對線的過壓則無法控制。因此，對３８０Ｖ低壓線路應(yīng)進行過電壓保護，按國家規(guī)范應(yīng)分為３部分：建議在高壓變壓器后端到通信局（站）電力機房總配電盤的電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為一級保護；在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為二級保護；在所有重要的、精密的設(shè)備以及ＵＰＳ的前端對地加裝避雷器，作為三級保護。目的是用分流（限流）技術(shù)將雷電過電壓（脈沖）能量分流泄入大地，從而達到保護目的。分流（限流）技術(shù)中采用的防護器的品質(zhì)、性能的好壞均直接影響防護的效果，因此選擇合格優(yōu)良的避雷器至關(guān)重要。

其次是信號部分的防護，這要根據(jù)通信設(shè)備的敏感度來確定。應(yīng)該考慮的主要有：衛(wèi)星接收系統(tǒng)、數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)專線系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。建議在所有信息系統(tǒng)進入樓宇的電纜內(nèi)芯線端時，應(yīng)對地加裝避雷器，電纜中的空線應(yīng)接地，并做好屏蔽接地。

最后是接地處理，接地系統(tǒng)把雷電流引入大地，從而達到保護設(shè)備和人身安全的目的。一般建筑物的接地系統(tǒng)有建筑物地網(wǎng)（與法拉第網(wǎng)相接）、電源地（要求地阻＜１０ ?贅）、邏輯地（也稱信號地）和防雷地等。通信設(shè)備要求交直流工作地、安全保護地、防雷地必須獨立時，如果相互之間距離達不到規(guī)范的要求，則容易出現(xiàn)地電位反擊事故。因此，各接地系統(tǒng)之間的距離達不到規(guī)范要求時，應(yīng)盡可能使它們連接在一起，如實際情況不允許直接連接，可通過地電位連接。如光纖到戶局點、移動通信基站、尋呼機房、通信局（站）的總接地點盡量做到只有一個，從而保證各類接地點的基準電位是惟一值。為確保系統(tǒng)正常工作，每年在雷雨季節(jié)前后或春、秋檢修時應(yīng)定期用精密地阻儀檢測地阻值，以確保地阻值始終保持在規(guī)定的范圍。

５結(jié)論

總之，對通信設(shè)備而言，接地與防雷是一個永恒的課題，接地系統(tǒng)的正確與可靠直接關(guān)系到人身和通信設(shè)備的安全。綜合考慮國際、國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及國家和信息產(chǎn)業(yè)部的有關(guān)標準，可以明確以下幾點。

（１）通信局（站）必須按規(guī)范采用聯(lián)合接地系統(tǒng)。

（２）單點接地原則。無論是聯(lián)合接地系統(tǒng)還是分散接地系統(tǒng)，地下防雷線、保護地線、工作地線等金屬地應(yīng)連在一起，并通過總接地線匯集排后，這些地線必須絕緣分開。

（３）無論是防雷擊通信局（站）建筑物，還是防雷電經(jīng)交流電力線侵入通信局（站），都必須采用層層防護的原則。