浅谈电力通信设备防雷与接地的检测

摘要：随着科学技术的不断发展，通信设备中集成电路和智能化大范围的广泛应用，使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高。本文剖析了电力通信设备防雷与接地检测过程中存在的问题，进而提出相应的解决措施，以期在实际操作过程中可以提供相应的借鉴与指导。

关键词：电力通信设备；防雷与接地；技术检测

中图分类号：TN91文献标识码： A

雷电是一种自然现象，存在着很大的随意性，是电力通信设备运行中的重要灾害之一，其危害性非常人，经常导致电力设备损坏、危及建筑物安全等，并且在一些重大雷击事故中，还会出现一定的人员伤亡，造成重人损失。在电力通信设备运行过程中，一定要加强对雷电类型及损害通信设备的原理进行分析，结合实际情况，提出有效的防雷措施，保证电力通信设备的正常运行。

一、雷电类型

1、直击雷

地面突出物在雷击的条件下，当其电场强度达到空气击穿强度的时候，出现的放电现象就是直击雷。通常情况下，直击雷的电压峰值可以达到几万伏，甚至几百万伏，电流峰值可以达到几万安，甚至几十万安，具有很人的破坏性，出现此种情况的主要原因就是，雷云积存的能量可以在短时间内释放，一般为10一100us。

2、感应雷

感应雷主要包括两种形式:静电感应雷、电磁感应雷。首先，静电感应雷指的就是，当雷云直接击在地面上的时候，地面突出建筑物的顶部就会感应到雷电，进而产生一些异性电荷。一旦雷云和其它异性雷云放电之后，在建筑物顶部进行集聚，导致感应电荷失去束缚，进而以雷电波形式进行传播，形成雷电。其次，电磁感应雷指的就是，在出现雷击的时候，在雷电流周边空间中就会产生一定的磁场，导致附近金属导体上产生一定的雷电压。

3、雷电波入侵

雷电波入侵指的就是因为架空线路或者金属管道会对雷电进行传导，导致雷电波沿着管线侵入室内，对人身安全与电器设备等产生危害。

二、接地技术的定义及种类

1、接地技术的定义

接地的目的是为了防止发生触电或者保护通信设备，将通信设备的外壳用接地线同大地之间相连接，形成一个回路，从而将通讯设备上产生的静电电流、漏电电流或者是雷电电流通过大地释放出去，避免发生人身触电事故。这只是接地技术在电力设备上最基本的应用，事实上，接地技术还可以通过消除静电以及排除磁场干扰等作用来降低通信设备故障率。

2、接地方式的类型

接地主要有分散接地和并联接地两种类型，分散接地指的是通讯设备的各类接地以及其它设备的接地，分别与相互分离的接地系统相连接，不过此种接地方式会因为接地系统的增多而产生潜在祸合，进而使分散接地更容易引起干扰。基于此种情况，在通信设备中的接地方式主要采用并联接地，由于并联接地不会形成环形回路，所以也就不会对通信设备产生干扰。

3、接地方法的种类

通常情况下，通信设备的接地主要采用直流地悬浮法和直流地接大地法，所谓的直流地悬浮法就是接地线并不与地直接接触，而是具有独立的基准点，同时，要防止直流地同交流地之间有任何连接，从而避免产生干扰。直流地接大地就是将通讯设备中的数字电路的等位地同大地直接相连，从而减少电路祸合，降低干扰对通讯设备的影响，不过这种方式的接地电阻必须要低于4欧姆。采用直流地接大地方法能够解决直流地悬浮产生的问题，因为直流地同通讯设备的外壳是分开的，所以能够有效防止高频干扰和静电现象。

三、电力通信设备接地方法的选择

对电力通信设备中接地技术来说，对其影响较大的就是接地方法的选择，而接地方法中主要有两个大的分类，一种是直流地悬浮；另一种是直流地接地。顾名思义，直流地悬浮是直流地不与大地相接处，它们之间要保持严格绝缘，一旦通信电路中的直流地和交流地连接在了一起，那么就会导致电压干扰的出现，因此，为了防干扰，一定要将二者分开。而直流地接地是要把通信系统中的数字电路等位地与大地相连接，为了获得公共电位、防止干扰出现等，接地的电阻必须要小。由于直流地接地的方式能够克服直流地悬空的一些问题，对防高频干扰和静电等起到了积极作用，因此，建议应该在接地时多采取这种方式。除此之外，共用接地技术在电力通信设备中的应用也是比较广泛的。共用接地也称统一接地，它是指：“把需要接地的各个系统统一接到一个接地装置上，或者把各系统原来的接地装置通过地下或者地上用金属导体连接起来，使它们之间成为畅通的电气接地统一地网，这样的接地方式为共用接地”。在共用接地中不会存在独立接地时所产生的高电位差，因而，在电位抬高时不会产生反击。共用接地技术的使用，可以有利的减少电力通信设备中事故的出现，同时，共用接地系统有一个特点就是它的接地电阻可以小到0.1，这是与之相对应的独立接地系统不能够相比的。

四、电力设备防雷接地方式的几点优选建议

在国际通行的建筑防雷设计规范中，通信机房一般被列为一类防雷设施，通常会在机房建筑设计时就加强对其防雷保护的设计。但是由于通信站房自然条件复杂，突然电阻率高，通常因机房位置较高容易遭受到雷电直击和绕击，因此，尽管已装设一定的防雷设施和防雷保护接地，但仍然要加大对通信基站的日常检测，以确保电力设备能够安全高效的运行。

1、地电位反击的预防

雷电袭击建筑物避雷针、金属顶面、女儿墙的避雷带，由引下线将雷电流引入大地，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速全部地与大地负电荷中和，必然引起局部地电位升高，这种反击电压少则数千伏，多则数万伏，能直接烧坏用电器的绝缘部分。另外一点值得非常注意的是：防雷的概念不仅仅是对雷电灾害的防护，还有由于大型设备起停、切投等引起的电网波动，而产生的浪涌过电压是目前电子系统最大的威胁，其危害远高于自然雷击。雷电过电压、浪涌过电压，均归于瞬态过电压（瞬态浪涌电流）的范畴之内。在通过具体分析了雷害入侵被保护系统的各种途径后，得出的结论是：防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。

2、对机房设备接地的技术处理

就目前考察发现，大部分电力通信机房、变电站无均压接地，或采用站用高压地网做为机房的工作接地的大电流，起到抑制电压的作用，进而保护电子通信设备。这样共同使用会对变电站远动及控制设备造成隐患：

2.1 高压地网的地电位的波动会对交、直流用电设备通信接口造成干扰；

2.2 不能为通信及控制设备提供较洁净的信号工作地；

2.3 采用共用接地系统的机房，有可能因避雷针、避雷带遭雷击使地电位上升，同时使与地网相连的工作地电位上升，并在其与信号传输线、电源线间出现瞬态过电压；

2.4 不能形成雷电浪涌防护的共模保护，只能完成差模保护。

因此，建议构建单独的“接零母排”和“ＰＥ汇流排”，将“避雷器接地”、“机柜外壳接地”、“电源Ｅ地”、“信号接地”连接到“ＰＥ汇流排”，将变电站零线连接到“接零母排”，在“接零母排”和“ＰＥ汇流排”之间安装“等电位隔离器、高压滤波电容、１ＭΩ防静电电阻”，在没有雷击发生时等电位隔离器为开路，ＰＥ地为悬浮接地，当雷击发生则等电位隔离器瞬间导通，使ＰＥ及防雷接地与站用地联通，雷击电流能迅速通过进行泄放。

3、高山通信站房防雷设计

建筑在高山的通信站房，由于机房高而离云层较近，加上山区的自然条件复杂，土壤电阻率高，雷电活动频繁，更易被雷电直击和绕击，如高山常见的地滚雷。为防止机房被绕击应多采用避雷带保护单个建筑物的边缘及凸出部分，而尽量少用避雷针。同时通信机房房顶的四周应敷设均压带，形成闭合环形避雷带[3]。

结束语

电力通信系统的雷电防护设计是一项系统工程，从系统论的角度上讲，系统结构越合理，系统的各个部分（要素）之间就会有机结合，相互之间的作用就越协调，从而才能使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。

参考文献

[1]. 赵忠学.通信网防雷保护问题探析[J].中国信息界.2011.

[2]. 田青波;张雪奇;何非.解析计算机网络的防雷保护[J].电脑编程技巧与维护.2010.

[3]. 颜琛.浅谈电力通信设备防雷与接地的检测[J].通信电源技术.2013.