浅谈通信设备防雷

摘要:本文通过雷电的种类、不同类型雷电的危害的描述,结合本地情况,对设备防雷进行观点阐述。

关键词:直击雷 感应雷 通信设备防护

雷电作为一种自然现象,我们并不陌生,雷电给人类带来的灾害也屡见不鲜。富兰克林曾经试想把雷电的能量存贮起来,但是没有能够成功。近年来,通信需求的增加,带动了通信业务的发展,通信设备数量也不断增加。在汛期,雷电击坏设备的显现是有发生。2010年的汛期即将到来,在这里将我对于防雷的几点浅薄认知与大家共同交流。

1、雷电的认识

1.1 什么是雷电,它是怎么形成的

简单的说,伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的自然现象,是一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层,或者是带电的云层对大地之间迅猛放电。这种放电过程产生强烈的闪光并伴随巨大的声音。

1.2 雷电的特点是什么

(1)冲击电流大（其电流高达几万-几十万安培）。(2)冲击电压高（强大的电流产生的交变磁场,其感应电压可高达上亿伏）。(3)时间短（一般雷击分为三个阶段,即先导放电、主放电、余光放电。整个过程一般不会超过60微秒）雷电流变化梯度大（雷电流变化梯度大,有的可达10千安/微秒）。

1.3 雷电的危害形式有哪些

雷电的放电对地面的入侵造成灾害是多渠道的。一般可分为以下几种:(1)直接雷击:雷云通过人体、建筑物、其它金属物体等对地放电所产生的电击现象,称为直接雷击。(2)感应雷击:雷雨云从其形成到发生闪电放电的整个过程中,会产生三种物理现象,其中两种为静电感应和电磁感应。(3)雷电过电压侵入:由直击雷或感应雷使导线或金属管道产生过电压,这种过电压沿着导线或金属管道从远处侵入到建筑物内部或设备内部,对建筑物或设备造成危害。(4)雷电反击:在雷暴活动其间,当雷电闪击到接闪装置时,接闪装置及接地体的地电位瞬间升高,会对近旁的金属物体产生闪击的现象。

1.4 雷电的危害

(1)雷击导致人员伤害并引发火灾;(2)雷击造成设备损坏;(3)影响或干扰设备的正常使用功能;(4)传输或存储的信号或数据受到干扰或丢失,甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪,造成设备停机,网络遭到破坏。

1.5 雷电的选择性

(1)易遭雷击的地点:1)土壤电阻率较小的地方,如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方;2)山坡与稻田接壤处;3)具有不同电阻率土壤的交界地段。(2)易遭受雷击的建（构）筑物:1)高耸突出的建筑物,如水塔、电视塔、高楼等;2)排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等;3)内部有大量金属设备的厂房;4)地下水位高或有金属矿床等地区的建（构）筑物;5)孤立、突出在旷野的建（构）筑物。(3)同一建（构）筑物易遭受雷击的部位:1)平屋面和坡度≤1/10的屋面,檐角、女儿墙和屋檐;2)坡屋度＞1/10且＜1/2的屋面;屋角、屋脊、檐角和屋檐;3)坡度＞1/2的屋面、屋角、屋脊和檐角;4)建（构）筑物屋面突出部位,如烟囱、管道、广告牌等。

2、雷电防护原理

(1)根据不同的雷电危害形式,现代防雷有以下几种手段:A--躲避,B--等电位,C--传导,D--分流（SPD),G--接地,S--屏蔽。

(2)雷电防护分类。1)外部防雷－直击雷防护。直击雷:所谓直击雷,是指雷电直接击在建筑物、构架、树木、植物上,因电效应、热效应和机械力效应等造成建筑物等损坏以及人员伤亡。一般防直击雷是通过外部避雷装置即:接闪器（避雷针、避雷带、避雷网、避雷线）、引下线、接地装置构成完整的电气通路,将雷电流泄入大地。接闪器、引下线和接地装置的导通只能保护建筑物本身免受直击雷的损毁,但雷电仍然会透过多种形式及途径破坏电子设备。2）内部防雷－感应雷防护。屏蔽（隔离）。等电位连接。合理布线。加装电涌保护器（SPD）。

3、接入设备防雷之我见

莱芜地处鲁中山区,丘陵地带,地下矿石较多,矿石上面还有岩石,导电率差,属于易受雷击的地方。2008年、2009年,连续两年我公司的大量楼宇交换设备遭受雷击,接入网机房设备也多次遭受雷击,造成大面积的用户通信中断。分析其原因,大概有以下几方面:

3.1 防雷设施

各类机房对于接地电阻的要求和防雷的级数都有严格的要求,对于重要机房则更是层层防护,所以,很少有核心机房设备遭受雷击的情况;接入网接入网机房也有2级电源防雷,过滤掉了大部分从电力线过来的感应雷。电缆也有接地系统,能泄掉大部分的雷击。

对于楼宇交换机,都是取用的小区的交流电,早期的小区还都是布的明线,早期也没有做楼宇交换机接地装置,也没有安装任何避雷装置,五类线直接到用户家里,为雷电的连接搭起了桥梁。

3.2 我公司近年的雷击情况

据不完全统计2008年,我公司因雷击毁坏楼宇交换机60余台,2008年年底为部分楼宇交换机加装地先后,情况有所好转,2009年6、7、8月份楼宇交换机遭雷击的数量有所减少,但是9月份的一次雷电,却让钢城分公司随损坏报废楼宇交换机30余台。

3.3 对比分析

针对这种情况,运维部积极与其他情况类似的兄弟公司取经、对比。与莱芜相近的临沂、日照分公司在咋2009年几乎没有因雷击而损坏的设备,原因就是这两个分公司在做楼宇交换机地线的同时,还加装了等电位防雷设备,对绝大部分的感应雷起到了防护作用,一些较小的直击雷也可以防护。由于直击雷较少发生,所以我公司的接入网机房和电缆遭受雷击的次数明显小于楼宇交换机遭受雷击的次数,因此我们的防护重点应放在感应雷的防护上。

3.4 建议

基于以上阐述,建议我公司的接入设备防雷工作做好以下几方面工作:(1)将设备防雷与纳入工程设计,与工程建设合并进行,对于地下有铁矿、上面有岩石的地区,建议加装等电位防雷设备。(2)将接入设备,尤其是楼宇交换设备的防雷纳入日常维护作业计划。(3)在交流电的取用上,尽量使用墙内线。(4)在电缆、下户线的布放上,尽量与电力线隔得远一些,避免电磁干扰,避免感应雷击坏线路和设备。(5)在楼宇交换机的使用过程中,不要过多级联,避免因用户电脑带电而引发大面积的中断障碍。