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首頁(yè) > 通訊電纜
[技術(shù)資料] 通信線路的雷電過(guò)電壓及抑制措施
P:2006-06-16 07:49:43
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〖摘 要〗
隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，通信裝置大量使用交流供電。這些裝置由于從交流供電線路和通信線路侵入雷電電涌，其防雷措施是重要課題。本文敘述了關(guān)于感應(yīng)雷和建筑物直擊雷在通信線路上產(chǎn)生的雷電電涌的電壓和電流特性。同時(shí)介紹了目前使用的：1等電位法；2旁路法；3隔離法等抑制雷電過(guò)電壓的保護(hù)措施。
1 概 述
一般晶體管或集成電路IC的工作電壓只有幾伏左右，因?yàn)橛衫纂姼袘?yīng)的電壓高達(dá)幾百伏至幾萬(wàn)伏，不僅擊壞通信裝置，也會(huì)出現(xiàn)中斷通信工作的重大事故。
目前，通信裝置大量使用交流供電，這些通信裝置由于從交流供電線路和通信線路侵入雷電電涌，其防雷措施是重要課題。
通信裝置遭受到雷害有兩種：
一種是感應(yīng)雷雷害：當(dāng)落雷到通信設(shè)施附近的場(chǎng)所時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電磁場(chǎng)，就有在通信線路上感應(yīng)一個(gè)非常高的感應(yīng)電壓。因?yàn)樵摳袘?yīng)電壓會(huì)傳送到通信裝置，會(huì)擊穿電子回路而發(fā)生通信裝置誤動(dòng)作等雷害。
另一種是直擊雷雷害：當(dāng)落雷到天線鐵塔或者建筑物頂?shù)谋芾揍槙r(shí)產(chǎn)生的一部分雷電流直接流入通信裝置，由于產(chǎn)生的電位差而損壞通信裝置。
對(duì)這些雷害的基本保護(hù)措施是：1等電位法，2旁路法，和3隔離法。
本文的重點(diǎn)是：對(duì)用戶住宅內(nèi)的通信裝置以及通信中心大樓的通信裝置所發(fā)生雷害的機(jī)理及其防雷措施的事例進(jìn)行介紹。
2 感應(yīng)雷電涌侵入通信線路及其防雷措施
2.1 通信線路上產(chǎn)生的感應(yīng)雷電涌電壓
如果發(fā)生了落雷到通信電纜附近時(shí)，因?yàn)榇蟮夭皇峭耆珜?dǎo)體，就產(chǎn)生垂直電場(chǎng)和水平電場(chǎng)。沿電纜的長(zhǎng)度方向，將這兩個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行積分計(jì)算出的電壓就是通信電纜終端上的感應(yīng)電壓。用戶住宅內(nèi)通信線路終端以及通信中心大樓內(nèi)通信線路終端發(fā)生的感應(yīng)電壓的頻率近似值見(jiàn)公式（1）和（2）：
NS=0.6×105×V－1.8
NC=0.36×104×V－1.8
式中：NS——用戶住宅內(nèi)通信線路終端發(fā)生的感應(yīng)電壓的頻率（次數(shù)/用戶，雷雨日數(shù)）；
NC——通信中心大樓內(nèi)通信線路終端發(fā)生的感應(yīng)電壓的頻率（次數(shù)/用戶•雷雨日數(shù)）；
V——感應(yīng)電壓的峰值（V）。
通信中心大樓通信線路終端的雷電感應(yīng)電壓大約是用戶住宅內(nèi)通信線路終端的雷電感應(yīng)電壓的1/5以下。通信電纜內(nèi)的心線與相對(duì)于塑料外層的鋁金屬層，無(wú)論怎樣的連接到通信裝置上，都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。
綠色甲克蟲(chóng) 獎(jiǎng)勵(lì) 0 金幣，.3 聲望，于 2006-11-4 16:04:12
ladder structure - 梯形結(jié)構(gòu) （0） 投訴
P:2006-06-16 07:50:04
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其次，通信裝置的耐雷電流能力增強(qiáng)到什么程度是通信裝置設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的課題。
受到只有幾千伏雷電感應(yīng)電壓的住宅內(nèi)通信裝置連接到用戶通信線路終端時(shí)，即使只有一天的雷雨日，可以預(yù)計(jì)受到雷電損壞的比率為百分之幾。實(shí)際上，設(shè)計(jì)中要考慮通信裝置的銷售量和經(jīng)濟(jì)性，在設(shè)計(jì)中采用其耐雷電流能增強(qiáng)到什么程度，對(duì)于耐雷電流能力較大的通信裝置，雷電故障可減少1/4左右，即使不太多，只要有較大的雷電流能力，實(shí)現(xiàn)可*性高的通信裝置，也是重要的。
2.2 使用交流電源的住宅內(nèi)通信裝置的防感應(yīng)雷措施
如上所述，從通信線路或交流電源線路侵入的感應(yīng)雷電涌經(jīng)過(guò)通信裝置的接地系統(tǒng)流入大地。為此，當(dāng)考慮到防雷保護(hù)時(shí)，接地系統(tǒng)的構(gòu)成是重要的課題。有關(guān)在住宅內(nèi)使用交流電源的電話機(jī)或傳真機(jī)，日本用的接地系統(tǒng)見(jiàn)圖3。有通信電纜的外套用電線焊旁的接線端子箱進(jìn)行接地，設(shè)置有保護(hù)裝置內(nèi)避雷器的接地和住宅內(nèi)通信裝置的D種接地，這些接地要分別進(jìn)行設(shè)置。另外，交流電源的一根電源線在柱上變壓器上進(jìn)行接地，也是單獨(dú)接地。
其次，考慮到在通信線上產(chǎn)生雷電感應(yīng)電壓的場(chǎng)合，與D種接地點(diǎn)或交流電源之間產(chǎn)生了較大的電位差。通信線路的保護(hù)裝置可用作第一次的防雷功能，因?yàn)�，其接地電位上升，該上升的電位部分施加在住宅�?nèi)通信設(shè)備上。在這種場(chǎng)合，與雷電感應(yīng)電壓發(fā)生在交流電源上的情況是一樣的。
這個(gè)防雷措施是：根據(jù)等電位法的基本防雷措施，通信電纜與商用電源接地線進(jìn)行相互連接。但是，在用戶住宅內(nèi)，通信電纜與商用電源接地線進(jìn)行相互連接一般是困難的，而是如圖4的通信線與D種接地點(diǎn)以及電源線與D種接地點(diǎn)之間應(yīng)插入一個(gè)避雷器，采取了當(dāng)雷電涌侵入時(shí)具有等電位的防雷措施。這種防雷方法稱為旁路法雷器法。通常，避雷器實(shí)際裝在每個(gè)住宅內(nèi)通信設(shè)備內(nèi)回路插件上。如果，通信設(shè)備會(huì)遭受到重復(fù)雷擊的情況，要加強(qiáng)特別的防雷措施的場(chǎng)合，而且，構(gòu)成外接旁路回路，具有多段的防雷措施。
此外，為了具有使雷電感應(yīng)電壓不能侵入的隔離功能，就要用隔離變壓器。如果，這個(gè)隔離變壓器的性能是非常好，能隔離掉雷電感應(yīng)電壓的侵入，成為一個(gè)有效的防雷措施。但是，隔離變壓器要能耐幾萬(wàn)伏電壓性能的技術(shù)還有困難，其體積較大，又不經(jīng)濟(jì)等理由，與其在雷電侵入路徑上采用單臺(tái)隔離變壓器作為防雷措施，還不如在最初的旁路接地線路上采用避雷器的防雷措施，如用這種旁路法防雷不能防止雷電電壓侵入的話，最實(shí)用考慮的防雷方法，是采用隔離變壓器作為第二級(jí)防雷措施。
最近，隨著多媒體社會(huì)的發(fā)展，急劇增加了ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）線路的住宅內(nèi)通信裝置，使用金屬通信線路時(shí)，要采用同樣的旁路回路的防雷措施。這種場(chǎng)合，因?yàn)椋c其用從來(lái)的模擬電路，不如用高頻信號(hào)，對(duì)高頻信號(hào)不會(huì)給予壞影響的電氣性能是必要的。而且，對(duì)于雷電電涌要有快速的響應(yīng)動(dòng)作也是必要的。對(duì)于DSU（數(shù)字交換單元）或終端適配器，可采用安裝在外接旁路回路上的防雷設(shè)備。
2.3 通信中心大樓的通信裝置的防感應(yīng)雷措施
通信中心大樓的防感應(yīng)雷措施基本上有必要采用住宅內(nèi)通信裝置用的同樣的防感應(yīng)雷措施。其中有點(diǎn)不一樣的是：通信電纜的根數(shù)較多，又是大型通信裝置。為此，每個(gè)通信裝置不會(huì)安裝旁路回路，在通信線路一側(cè)的整個(gè)引入電纜上插接有避雷器，一方面，在交流電源線一側(cè)，引入建筑物的這部分電纜上插接有避雷器，通信線路的接地線與交流電源線的接地線還要進(jìn)行相互連接，見(jiàn)圖3和圖4的接地方法。通信線路側(cè)用的避雷器，對(duì)于數(shù)字電路要用PnPn避雷元件，交流電源線用的避雷器采用氧化鋅避雷器。
3 通信中心大樓的直擊雷害及其防雷措施
3.1 由于通信中心大樓的直擊雷害使通信線路上產(chǎn)生的雷電壓和雷電流
直接雷擊到一般家用住宅的現(xiàn)象是非常罕見(jiàn)的。在通信中心大樓或雷電較多的山頂無(wú)線中繼所，由于遭受到直接落雷，大樓內(nèi)通信裝置會(huì)發(fā)生故障，也會(huì)有大范圍的雷電故障。
3.1.1 侵入大樓內(nèi)的雷電流帶來(lái)的影響
直接侵入到避雷針上的雷電涌電流會(huì)流入到大樓的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)上，會(huì)發(fā)生下列現(xiàn)象：
(1)一部分雷電涌電流流入通信裝置；
(2)在大樓以外場(chǎng)所的通信裝置之間會(huì)產(chǎn)生電位差；
(3)大樓內(nèi)配線用的通信電纜上產(chǎn)生感應(yīng)電壓；
就會(huì)有損壞通信裝置的電子電路的情況。
隨著通信中心大樓的通信裝置的數(shù)字化和大規(guī)模系統(tǒng)化，提出了這樣的一些問(wèn)題，日本的スイス電話公司可能進(jìn)行有關(guān)通信中心大樓內(nèi)雷電流分布等課題的研究。在日本國(guó)內(nèi)，即便是開(kāi)始對(duì)天線鐵塔或通信中心大樓模型進(jìn)行雷電涌電流的數(shù)學(xué)分析的實(shí)驗(yàn)，今后，必須用數(shù)學(xué)分析說(shuō)明清楚的課題有很多已留傳下來(lái)了。作者用通信中心大樓的縮小模型的同時(shí)，開(kāi)始在實(shí)際的鋼筋混凝土大樓進(jìn)行研究，至今，例如：侵入100KA左右的雷電流，每層樓可能產(chǎn)生幾千伏的電位差，這樣，可以得出在大樓內(nèi)配電系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生幾十伏至幾千伏的感應(yīng)電壓。
3.1.2 從通信中心大樓流出到樓外的雷電流帶來(lái)的影響
由于直擊雷電流從通信中心大樓流出到樓外而進(jìn)入大地時(shí)，因?yàn)樵摯髽堑慕拥仉娢粫?huì)上升，來(lái)自連接到遠(yuǎn)處的配線的通信電纜或交流供電線路雷電涌電流流出到樓外時(shí)，會(huì)損壞在通信電纜或交流供電線路的引出大樓分支點(diǎn)上的避雷器的情況。
受到只有幾千伏雷電感應(yīng)電壓的住宅內(nèi)通信裝置連接到用戶通信線路終端時(shí)，即使只有一天的雷雨日，可以預(yù)計(jì)受到雷電損壞的比率為百分之幾。實(shí)際上，設(shè)計(jì)中要考慮通信裝置的銷售量和經(jīng)濟(jì)性，在設(shè)計(jì)中采用其耐雷電流能增強(qiáng)到什么程度，對(duì)于耐雷電流能力較大的通信裝置，雷電故障可減少1/4左右，即使不太多，只要有較大的雷電流能力，實(shí)現(xiàn)可*性高的通信裝置，也是重要的。
2.2 使用交流電源的住宅內(nèi)通信裝置的防感應(yīng)雷措施
如上所述，從通信線路或交流電源線路侵入的感應(yīng)雷電涌經(jīng)過(guò)通信裝置的接地系統(tǒng)流入大地。為此，當(dāng)考慮到防雷保護(hù)時(shí)，接地系統(tǒng)的構(gòu)成是重要的課題。有關(guān)在住宅內(nèi)使用交流電源的電話機(jī)或傳真機(jī)，日本用的接地系統(tǒng)見(jiàn)圖3。有通信電纜的外套用電線焊旁的接線端子箱進(jìn)行接地，設(shè)置有保護(hù)裝置內(nèi)避雷器的接地和住宅內(nèi)通信裝置的D種接地，這些接地要分別進(jìn)行設(shè)置。另外，交流電源的一根電源線在柱上變壓器上進(jìn)行接地，也是單獨(dú)接地。
其次，考慮到在通信線上產(chǎn)生雷電感應(yīng)電壓的場(chǎng)合，與D種接地點(diǎn)或交流電源之間產(chǎn)生了較大的電位差。通信線路的保護(hù)裝置可用作第一次的防雷功能，因?yàn)�，其接地電位上升，該上升的電位部分施加在住宅�?nèi)通信設(shè)備上。在這種場(chǎng)合，與雷電感應(yīng)電壓發(fā)生在交流電源上的情況是一樣的。
這個(gè)防雷措施是：根據(jù)等電位法的基本防雷措施，通信電纜與商用電源接地線進(jìn)行相互連接。但是，在用戶住宅內(nèi)，通信電纜與商用電源接地線進(jìn)行相互連接一般是困難的，而是如圖4的通信線與D種接地點(diǎn)以及電源線與D種接地點(diǎn)之間應(yīng)插入一個(gè)避雷器，采取了當(dāng)雷電涌侵入時(shí)具有等電位的防雷措施。這種防雷方法稱為旁路法雷器法。通常，避雷器實(shí)際裝在每個(gè)住宅內(nèi)通信設(shè)備內(nèi)回路插件上。如果，通信設(shè)備會(huì)遭受到重復(fù)雷擊的情況，要加強(qiáng)特別的防雷措施的場(chǎng)合，而且，構(gòu)成外接旁路回路，具有多段的防雷措施。
此外，為了具有使雷電感應(yīng)電壓不能侵入的隔離功能，就要用隔離變壓器。如果，這個(gè)隔離變壓器的性能是非常好，能隔離掉雷電感應(yīng)電壓的侵入，成為一個(gè)有效的防雷措施。但是，隔離變壓器要能耐幾萬(wàn)伏電壓性能的技術(shù)還有困難，其體積較大，又不經(jīng)濟(jì)等理由，與其在雷電侵入路徑上采用單臺(tái)隔離變壓器作為防雷措施，還不如在最初的旁路接地線路上采用避雷器的防雷措施，如用這種旁路法防雷不能防止雷電電壓侵入的話，最實(shí)用考慮的防雷方法，是采用隔離變壓器作為第二級(jí)防雷措施。
最近，隨著多媒體社會(huì)的發(fā)展，急劇增加了ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）線路的住宅內(nèi)通信裝置，使用金屬通信線路時(shí)，要采用同樣的旁路回路的防雷措施。這種場(chǎng)合，因?yàn)椋c其用從來(lái)的模擬電路，不如用高頻信號(hào)，對(duì)高頻信號(hào)不會(huì)給予壞影響的電氣性能是必要的。而且，對(duì)于雷電電涌要有快速的響應(yīng)動(dòng)作也是必要的。對(duì)于DSU（數(shù)字交換單元）或終端適配器，可采用安裝在外接旁路回路上的防雷設(shè)備。
2.3 通信中心大樓的通信裝置的防感應(yīng)雷措施
通信中心大樓的防感應(yīng)雷措施基本上有必要采用住宅內(nèi)通信裝置用的同樣的防感應(yīng)雷措施。其中有點(diǎn)不一樣的是：通信電纜的根數(shù)較多，又是大型通信裝置。為此，每個(gè)通信裝置不會(huì)安裝旁路回路，在通信線路一側(cè)的整個(gè)引入電纜上插接有避雷器，一方面，在交流電源線一側(cè)，引入建筑物的這部分電纜上插接有避雷器，通信線路的接地線與交流電源線的接地線還要進(jìn)行相互連接，見(jiàn)圖3和圖4的接地方法。通信線路側(cè)用的避雷器，對(duì)于數(shù)字電路要用PnPn避雷元件，交流電源線用的避雷器采用氧化鋅避雷器。
3 通信中心大樓的直擊雷害及其防雷措施
3.1 由于通信中心大樓的直擊雷害使通信線路上產(chǎn)生的雷電壓和雷電流
直接雷擊到一般家用住宅的現(xiàn)象是非常罕見(jiàn)的。在通信中心大樓或雷電較多的山頂無(wú)線中繼所，由于遭受到直接落雷，大樓內(nèi)通信裝置會(huì)發(fā)生故障，也會(huì)有大范圍的雷電故障。
3.1.1 侵入大樓內(nèi)的雷電流帶來(lái)的影響
直接侵入到避雷針上的雷電涌電流會(huì)流入到大樓的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)上，會(huì)發(fā)生下列現(xiàn)象：
(1)一部分雷電涌電流流入通信裝置；
(2)在大樓以外場(chǎng)所的通信裝置之間會(huì)產(chǎn)生電位差；
(3)大樓內(nèi)配線用的通信電纜上產(chǎn)生感應(yīng)電壓；
就會(huì)有損壞通信裝置的電子電路的情況。
隨著通信中心大樓的通信裝置的數(shù)字化和大規(guī)模系統(tǒng)化，提出了這樣的一些問(wèn)題，日本的スイス電話公司可能進(jìn)行有關(guān)通信中心大樓內(nèi)雷電流分布等課題的研究。在日本國(guó)內(nèi)，即便是開(kāi)始對(duì)天線鐵塔或通信中心大樓模型進(jìn)行雷電涌電流的數(shù)學(xué)分析的實(shí)驗(yàn)，今后，必須用數(shù)學(xué)分析說(shuō)明清楚的課題有很多已留傳下來(lái)了。作者用通信中心大樓的縮小模型的同時(shí)，開(kāi)始在實(shí)際的鋼筋混凝土大樓進(jìn)行研究，至今，例如：侵入100KA左右的雷電流，每層樓可能產(chǎn)生幾千伏的電位差，這樣，可以得出在大樓內(nèi)配電系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生幾十伏至幾千伏的感應(yīng)電壓。
3.1.2 從通信中心大樓流出到樓外的雷電流帶來(lái)的影響
由于直擊雷電流從通信中心大樓流出到樓外而進(jìn)入大地時(shí)，因?yàn)樵摯髽堑慕拥仉娢粫?huì)上升，來(lái)自連接到遠(yuǎn)處的配線的通信電纜或交流供電線路雷電涌電流流出到樓外時(shí)，會(huì)損壞在通信電纜或交流供電線路的引出大樓分支點(diǎn)上的避雷器的情況。
aluminium cable - 鋁芯電纜 （0） 投訴
P:2006-06-16 07:50:17
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過(guò)去，這些雷電涌電流有多大是不清楚的。近年來(lái)，對(duì)在日本北陸地區(qū)的冬季雷的直擊雷電流進(jìn)行同時(shí)觀測(cè)，可以得出的數(shù)據(jù)是：流過(guò)通信電纜的直擊雷電流大約為10～15％，流過(guò)交流供電線的直擊雷電流大約為30～40％。對(duì)于通信電纜，流過(guò)金屬外層的雷電流為80～90％，而通信電纜內(nèi)心線數(shù)量又很多，流過(guò)每根心線的雷電流可以確認(rèn)是非常小的了。
關(guān)于研究這樣的通信中心大樓直擊雷電流的歷史是短的，留下來(lái)的研究課題是很多的。今后，更有必要積累研究和觀測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)考慮系統(tǒng)性防雷措施很有必要。
3.2 通信中心大樓的直擊雷的防雷措施
首先，關(guān)于上述第3.1.1條的侵入通信中心大樓內(nèi)的雷電流，在該通信中心大樓內(nèi)，接地干線設(shè)計(jì)有一條低阻抗的接地母線，將每層樓的通信裝置連接到這條接地母線上，謀求有等電位化。通信裝置有兩種接地構(gòu)成方法，一種方法是集成接地法，盡可能分散侵入通信裝置的雷電流，這樣，將等電位化作為重點(diǎn)的接地方法，以便將電子回路與通信裝置之間發(fā)生的電位差抑制到最小的程度。這種方法采用了波導(dǎo)管，同軸電纜將天線和通信裝置連成的從來(lái)無(wú)線和傳輸裝置等，用螺釘固定在不需要絕緣的結(jié)構(gòu)或地面上。特別是，如同山頂中繼所這樣直擊雷頻率高的大樓，在通信裝置的四周設(shè)計(jì)有低阻抗的接地導(dǎo)體（形路接地），將通信裝置連接成網(wǎng)格狀，可抑制在通信裝置上發(fā)生的電位差。
第二種接地方法稱為隔離接地法，以隔離作為重點(diǎn)的接地方法，以便使雷電流不得侵入大樓內(nèi)。使通信裝置與大樓的柱子、墻壁、地面、周邊裝置等進(jìn)行完全隔離之外，通信裝置間的接口電纜采用隔離變壓器進(jìn)行直流隔離。這種隔離接地方法適用可靠性要求高的數(shù)字交換機(jī)等。最近，采用光纖電纜的無(wú)線和傳輸裝置與通信裝置間進(jìn)行相互隔離，與地面也要隔離。要采用這種隔離接地方法的通信裝置越來(lái)越多了。這種隔離接地法，因?yàn)榕c周邊不能有完全隔離，達(dá)不到防雷措施的效果，有必要以維護(hù)工作進(jìn)行考慮。
最近，采用更多的是將隔離接地與集成接地相結(jié)合的技術(shù)，一方面，數(shù)字交換機(jī)要與地面上的鋼筋進(jìn)行隔離，另一方面，用網(wǎng)格狀接地線將地面與交換機(jī)進(jìn)行連接。這種網(wǎng)格狀接地線只采用單點(diǎn)接地法。隨著通信系統(tǒng)的高度信息化，在同一個(gè)樓層上，就會(huì)有各種不同接地系統(tǒng)的通信裝置混在一起，將過(guò)去的無(wú)線裝置，傳輸裝置，與交換裝置要區(qū)別開(kāi)是困難的，不用說(shuō)在防雷措施的觀點(diǎn)上，還包括EMC（電磁兼容）或通信裝置的動(dòng)作特性等方面，能采取協(xié)調(diào)的功能的防雷措施設(shè)計(jì)很有必要的。
從3.1.2條的從通信中心大樓流出到樓外的雷電流來(lái)看，這時(shí)，主要是該大樓的接地電位會(huì)上升，有必要采用以下二個(gè)防雷措施：
（1）只要該大樓的接地電阻是小的，就會(huì)防止接地電位上升；
（2）只有提高通信設(shè)備的耐雷電流能力，以便使從大樓流出的大雷電流不會(huì)損壞通信設(shè)備。
要降低第（1）項(xiàng)的大樓的接地電阻，就要增加經(jīng)費(fèi)，因?yàn)榻拥仉娮铔](méi)有幾歐姆左右，就沒(méi)有好的防雷效果。通常，多實(shí)施第（2）項(xiàng)的提高通信設(shè)備的耐雷電流能力。
山頂無(wú)線中繼所的防雷，交流電源用的避雷器過(guò)去采用的是絕緣P閾形，其耐雷電流能力，對(duì)于8×20μs的雷電涌電流波形只有15kv，當(dāng)直擊雷電流的一部分侵入山頂無(wú)線中繼所時(shí)，會(huì)產(chǎn)生容易燒壞的問(wèn)題。為此，采用具有2倍耐雷電流能力的氧化鋅避雷器，在多處設(shè)置這種避雷器，在雷電流集中的場(chǎng)地內(nèi)通信桿上，氧化鋅避雷器如并聯(lián)安裝可改善耐雷電流能力。
關(guān)于通信電纜，如通信電纜的引入段上的避雷器被燒壞的話，就會(huì)在電纜的心線之間，以及心線與外層之間發(fā)生絕緣擊穿的問(wèn)題。為此，要采用粗的心線，和多對(duì)通信電纜，為了降低流入電纜內(nèi)的電流，沿電纜配線的旁路用的接地線（遠(yuǎn)方接地線），將支撐電纜的鋼線進(jìn)行多點(diǎn)到通信電纜的外層上，盡可能，不要將雷電涌電流流入電纜內(nèi)。同時(shí)，將避雷器（電纜保護(hù)裝置）插入電纜的中間連接點(diǎn)處，實(shí)施了消除在電纜內(nèi)各條心線之間以及心線與外層之間的電位差的防雷措施。
4 結(jié)束語(yǔ)
自古以來(lái)，我們一直進(jìn)行研究雷電技術(shù)的歷史，防雷措施仍然實(shí)施多年以來(lái)的研究結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)。但是，隨著通信裝置的多樣化，高度信息化，更加敏感的反應(yīng)在雷電涌等過(guò)電壓方面，就有更高的防雷技術(shù)要求。通信裝置的故障情況逐漸也在變化，仔細(xì)把握它的故障形態(tài)，要從定量方面明確雷害發(fā)生的機(jī)理以及雷害對(duì)通信裝置的危害影響，實(shí)行有效的防雷措施是更重要的。關(guān)于通信中心大樓的直擊雷，剛剛開(kāi)始研究，隨著我們見(jiàn)到的因特網(wǎng)和LAN局域網(wǎng)這樣的多媒體社會(huì)的發(fā)展，通信中心大樓內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)化又不斷發(fā)展，通信中心大樓內(nèi)直擊雷的雷電涌電流問(wèn)題，是我們今后考慮的更加重要的課題。
關(guān)于研究這樣的通信中心大樓直擊雷電流的歷史是短的，留下來(lái)的研究課題是很多的。今后，更有必要積累研究和觀測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)考慮系統(tǒng)性防雷措施很有必要。
3.2 通信中心大樓的直擊雷的防雷措施
首先，關(guān)于上述第3.1.1條的侵入通信中心大樓內(nèi)的雷電流，在該通信中心大樓內(nèi)，接地干線設(shè)計(jì)有一條低阻抗的接地母線，將每層樓的通信裝置連接到這條接地母線上，謀求有等電位化。通信裝置有兩種接地構(gòu)成方法，一種方法是集成接地法，盡可能分散侵入通信裝置的雷電流，這樣，將等電位化作為重點(diǎn)的接地方法，以便將電子回路與通信裝置之間發(fā)生的電位差抑制到最小的程度。這種方法采用了波導(dǎo)管，同軸電纜將天線和通信裝置連成的從來(lái)無(wú)線和傳輸裝置等，用螺釘固定在不需要絕緣的結(jié)構(gòu)或地面上。特別是，如同山頂中繼所這樣直擊雷頻率高的大樓，在通信裝置的四周設(shè)計(jì)有低阻抗的接地導(dǎo)體（形路接地），將通信裝置連接成網(wǎng)格狀，可抑制在通信裝置上發(fā)生的電位差。
第二種接地方法稱為隔離接地法，以隔離作為重點(diǎn)的接地方法，以便使雷電流不得侵入大樓內(nèi)。使通信裝置與大樓的柱子、墻壁、地面、周邊裝置等進(jìn)行完全隔離之外，通信裝置間的接口電纜采用隔離變壓器進(jìn)行直流隔離。這種隔離接地方法適用可靠性要求高的數(shù)字交換機(jī)等。最近，采用光纖電纜的無(wú)線和傳輸裝置與通信裝置間進(jìn)行相互隔離，與地面也要隔離。要采用這種隔離接地方法的通信裝置越來(lái)越多了。這種隔離接地法，因?yàn)榕c周邊不能有完全隔離，達(dá)不到防雷措施的效果，有必要以維護(hù)工作進(jìn)行考慮。
最近，采用更多的是將隔離接地與集成接地相結(jié)合的技術(shù)，一方面，數(shù)字交換機(jī)要與地面上的鋼筋進(jìn)行隔離，另一方面，用網(wǎng)格狀接地線將地面與交換機(jī)進(jìn)行連接。這種網(wǎng)格狀接地線只采用單點(diǎn)接地法。隨著通信系統(tǒng)的高度信息化，在同一個(gè)樓層上，就會(huì)有各種不同接地系統(tǒng)的通信裝置混在一起，將過(guò)去的無(wú)線裝置，傳輸裝置，與交換裝置要區(qū)別開(kāi)是困難的，不用說(shuō)在防雷措施的觀點(diǎn)上，還包括EMC（電磁兼容）或通信裝置的動(dòng)作特性等方面，能采取協(xié)調(diào)的功能的防雷措施設(shè)計(jì)很有必要的。
從3.1.2條的從通信中心大樓流出到樓外的雷電流來(lái)看，這時(shí)，主要是該大樓的接地電位會(huì)上升，有必要采用以下二個(gè)防雷措施：
（1）只要該大樓的接地電阻是小的，就會(huì)防止接地電位上升；
（2）只有提高通信設(shè)備的耐雷電流能力，以便使從大樓流出的大雷電流不會(huì)損壞通信設(shè)備。
要降低第（1）項(xiàng)的大樓的接地電阻，就要增加經(jīng)費(fèi)，因?yàn)榻拥仉娮铔](méi)有幾歐姆左右，就沒(méi)有好的防雷效果。通常，多實(shí)施第（2）項(xiàng)的提高通信設(shè)備的耐雷電流能力。
山頂無(wú)線中繼所的防雷，交流電源用的避雷器過(guò)去采用的是絕緣P閾形，其耐雷電流能力，對(duì)于8×20μs的雷電涌電流波形只有15kv，當(dāng)直擊雷電流的一部分侵入山頂無(wú)線中繼所時(shí)，會(huì)產(chǎn)生容易燒壞的問(wèn)題。為此，采用具有2倍耐雷電流能力的氧化鋅避雷器，在多處設(shè)置這種避雷器，在雷電流集中的場(chǎng)地內(nèi)通信桿上，氧化鋅避雷器如并聯(lián)安裝可改善耐雷電流能力。
關(guān)于通信電纜，如通信電纜的引入段上的避雷器被燒壞的話，就會(huì)在電纜的心線之間，以及心線與外層之間發(fā)生絕緣擊穿的問(wèn)題。為此，要采用粗的心線，和多對(duì)通信電纜，為了降低流入電纜內(nèi)的電流，沿電纜配線的旁路用的接地線（遠(yuǎn)方接地線），將支撐電纜的鋼線進(jìn)行多點(diǎn)到通信電纜的外層上，盡可能，不要將雷電涌電流流入電纜內(nèi)。同時(shí)，將避雷器（電纜保護(hù)裝置）插入電纜的中間連接點(diǎn)處，實(shí)施了消除在電纜內(nèi)各條心線之間以及心線與外層之間的電位差的防雷措施。
4 結(jié)束語(yǔ)
自古以來(lái)，我們一直進(jìn)行研究雷電技術(shù)的歷史，防雷措施仍然實(shí)施多年以來(lái)的研究結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)。但是，隨著通信裝置的多樣化，高度信息化，更加敏感的反應(yīng)在雷電涌等過(guò)電壓方面，就有更高的防雷技術(shù)要求。通信裝置的故障情況逐漸也在變化，仔細(xì)把握它的故障形態(tài)，要從定量方面明確雷害發(fā)生的機(jī)理以及雷害對(duì)通信裝置的危害影響，實(shí)行有效的防雷措施是更重要的。關(guān)于通信中心大樓的直擊雷，剛剛開(kāi)始研究，隨著我們見(jiàn)到的因特網(wǎng)和LAN局域網(wǎng)這樣的多媒體社會(huì)的發(fā)展，通信中心大樓內(nèi)信息網(wǎng)絡(luò)化又不斷發(fā)展，通信中心大樓內(nèi)直擊雷的雷電涌電流問(wèn)題，是我們今后考慮的更加重要的課題。
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