無線電監(jiān)察站避雷路徑研究

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本文作者：黃紹潤 單位：貴州省無線電管理局六盤水分局監(jiān)測站

直擊雷的防范措施主要是安裝避雷針、避雷帶（網(wǎng)、線）等傳統(tǒng)避雷裝置，避雷針是最常見的直擊雷防范裝置。現(xiàn)以空曠地帶的無線電監(jiān)測站為例進(jìn)行說明（見圖1）：要求室外鐵塔天線在避雷針的有效保護(hù)半徑Rx內(nèi)，避雷針接地電阻小于等于4歐姆。如圖1所示，設(shè)定h為避雷針高度，單位為米，hx為保護(hù)高度（單位為米），hr為滾球半徑（通常最小半徑30米），rx為保護(hù)半徑（單位為米），這樣可以計(jì)算出H（避雷針高度）。接地電阻r0，由土壤電阻率ρ、地網(wǎng)半徑R所決定；降低土壤電阻率ρ、增大地網(wǎng)半徑R都可以減小接地電阻。根據(jù)土壤電阻率ρ，確定接地網(wǎng)半徑R，使用降阻劑，并打多口深井，將接地網(wǎng)聯(lián)在一起，可以使接地電阻小于等于4歐姆。增加地網(wǎng)半徑和降低土壤電阻率都可以減小接地電阻，可以采用接地模塊、電解質(zhì)接地棒、金屬快裝接地極、降阻劑等來增強(qiáng)效果。一般要求接地電阻在大電流（30kA）沖擊下無變化。

雷電電磁脈沖輻射以及雷云電場的靜電感應(yīng)防護(hù)是在入侵通道上將雷電過電壓、過電流泄放入地，從而達(dá)到保護(hù)電子設(shè)備的目的。一般采用隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓與過流保護(hù)、接地等方法將雷電過電壓、過電流以及雷電電磁脈沖消除在設(shè)備外圍。目前防雷器件主要包括氣體放電管、放電間隙、高頻二極管、壓敏電阻、瞬態(tài)二極管、晶閘管、高低通濾波器等元件。浪涌保護(hù)器是一種非線性元件。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，浪涌保護(hù)器可以抑制傳導(dǎo)過來的線路過電壓和過電流。浪涌保護(hù)器必須承受預(yù)期通過的雷電電流，并且通過電涌最大鉗壓有效消除在雷電流通過后產(chǎn)生的工頻續(xù)流，把串入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地。

浪涌保護(hù)器按用途可以分為三種：

電源避雷器：按電壓的不同，分220V的單相電源避雷器和380V的三相電源避雷器（安裝時(shí)主要是并聯(lián)方式，也有串聯(lián)方式）。“電源防雷器”安裝在電力線路上，可遏制瞬態(tài)過電壓和泄放浪涌電流。

信號(hào)線路SPD:隨著信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，由于網(wǎng)絡(luò)線路多，電子設(shè)備的耐壓水平較低，雷擊對(duì)信息系統(tǒng)的危害越來越大。雷電對(duì)信息系統(tǒng)的危害主要是雷擊電磁脈沖造成的，包括沿線路傳導(dǎo)的雷電過電壓波、雷電流在接地線產(chǎn)生的高電位反擊、雷擊電磁場的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。對(duì)電磁脈沖的防護(hù)措施有：攔截、分流、等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽、接地、合理布線等。在信號(hào)線路上安裝SPD是信息系統(tǒng)防電磁脈沖的一個(gè)重要措施，它可以同時(shí)起到攔截、分流、等電位聯(lián)結(jié)的作用。信號(hào)線路SPD應(yīng)連接在被保護(hù)設(shè)備的信號(hào)端口上。其輸出端與被保護(hù)設(shè)備的端口相連，有串接和并接之分，一般是串聯(lián)安裝在信號(hào)線路上。因此，在選擇信號(hào)SPD時(shí)，應(yīng)選用插入損耗較小的SPD。

天饋線避雷器：適用于有發(fā)射機(jī)天線系統(tǒng)和接收無線電信號(hào)設(shè)備系統(tǒng)，連接方式也是串聯(lián)。圖2為貴州六盤水六枝無人測向站避雷結(jié)構(gòu)圖，市電輸入端、各天饋線輸出端、傳感器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、交換機(jī)都安裝了浪涌保護(hù)器（SPD），所有浪涌保護(hù)器防雷地線連接至一塊接地匯集牌(所有接地處在同一電位)后接入大地。

防雷設(shè)施的維護(hù)：必須對(duì)防雷設(shè)施進(jìn)行定期維護(hù)，檢查避雷網(wǎng)是否完好，鐵塔接地電阻是否小于4Ω，機(jī)房防雷地網(wǎng)接地電阻是否小于1Ω。對(duì)浪涌保護(hù)器SPD進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)失效的浪涌保護(hù)器要及時(shí)更換。

防雷保護(hù)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。無線電監(jiān)測站的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)不僅取決于防雷裝置的性能，更重要的是在監(jiān)測站的設(shè)計(jì)施工前要考慮到監(jiān)測站所在地的地理環(huán)境、防護(hù)要求等具體情況。總之，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)只有綜合考慮了各種因素才能獲得良好的效果。