高山微波站的防雷

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1、高山微波站的防雷河北省长途电信传输局支援中心   张芳斌   高山微波站一般都处在海拔一千多米的山峰上，由于山高树木少，极易造成雷击的目标。山上土少石头多，接地电阻很难降得很低，有的站达20Ω-30Ω，使雷电流的泄放造成很大困难。也有的站地线没有形成一个环形封闭网，难以做到电位均衡。因此各高山微波站均不同程度的遭受过雷击，如二七站在98年连续两次受到雷击，造成断相保护器损坏，配电盘有的部件击坏。承德市微波站在97年遭雷电袭击造成造成监控系统损坏。二五微波站99年又遭雷击。为保证电路传输，减少雷击现象，根据我省高山微波站特点，采用切实可行的防雷措施。从富兰克林发明避雷针至今已二百多年，以避雷

2、针为主体的传统防雷技术，在人类社会200多年来的防雷史上起到了积极有效的保护作用，但随着社会的发展，时代的进步和实践的深化，其局限性越来越显露出来，通过多年实践，人们发现雷电作为一种破坏因素时，其呈现的形式不是单一的，有直击雷、有感应雷、有雷电入侵波等，而雷电对现代某一特定对象的破坏渠道也不是单一的，有空间通道、馈线通道、信号通道、供电通道、地电位反击通道、地电流反冲通道和落雷点高位冲击通道等。而人类社会发展至今，防雷技术水平还局限于任何一个单一的防雷器件，都无法保证所有保护对象的防雷安全，而采用综合治理、整体防范、多重保护、层层设防的防治雷害的方针是行之有效的，或者说采用各种特定的防雷器件，

3、构成特定的工程网络，在某一特定的保护空间的一切进雷通道上，采用引、泄、堵、消、防、避的方法，来保护被保护对象(通信设备、人身、房屋)安全。而网络的设计和网络工程的规模又和当地的技术经济条件，所处地域的雷暴日数，保护对象性质，配置器件的连接方式，及遭雷击历史等有密切关系。要保证设备群体安全、操作人员安全必须在该整体的一切进雷通道上消散、疏导、抑制掉直击雷、感应雷和雷电入侵波。一、避雷针防雷1752年富兰克林发明了世界上第一根避雷针，当时认为避雷针在雷雨云的感应下，产生尖端放电，能中和雷雨云中所带的电荷，从而避免雷击，而经过多次实验表明，避雷针在雷雨云的电场作用下，所释放的电量一般只有几个微安到

4、几十个微安，而一次中等的雷电能释放大约25-30库仑的电量，相当于几千根避雷针在几十分钟内放电的总电量，从而指出，避雷针在雷暴期间放电电流太小了，它的作用是把闪电引向自身，并沿着它流入大地。而避雷针所产生的二次效应，即感应过电压和反击过电压，避雷针本身无法解决。传统的阀式避雷器，真空放电管等，也已不适应现代通信设备的避雷要求，已停用。氧化锌避雷器由于导通性能好，导通时间快而被广泛应用，但它的残压较高对高速率或精密设备仍难以胜任防雷需要。例如：当di/dt=100KA/2.6μs时避雷针的二次雷击效应在附近平行导线上产生的感应电压：Vj=0.2［λn(1000/a-1/2］*di/dt×10-

5、6式中a为避雷针至平行导线的距离经计算平行导线感应电压与距离a的关系为： a(m)      5     10   100   200   300   400  500  600 Vj(KV/m) 36.9 31.6   13.9  8.5   5.4   3.2  1.49 0.08通过避雷针的雷电流产生的高电位反击效应：Vx=L0H(di/dt)+ir+iRr为测试点至接地体的电阻    i通过引下线的雷电流100KAL0为引下线单位长度电感   L0=(1.67μH/m)H为测试点距大地的高度，取H=10    R为接地电阻当r=0,R=10Ω时，Vx=1.6MV当

6、r=0,R=0Ω时，Vx=0.6MV 从以上情况看，避雷针局限性集中反映在di/dt上，如想法减少di/dt时，即减少△i，增加dt值，都会使避雷的效果提高。目前，常用的避雷针有几种基本形式，一是传统的避雷针，主要是吸引雷电流，通过良好的接地将雷电流传导到地，来保护特定目标。二是提早电流发射终端，它的曲率半径较大，有更强的积累电荷的能力，由于这个积累，它将在更远的距离内击穿空气发射电流，因此更易于与雷击的步进先导放电接通，拦截了附近目标的雷击，如接闪器就是利用这个道理。三是电子流延缓发射装置，它的曲率半径小，积累电荷很少时就会尖端放电，放散电荷形成电晕，降低目标顶端电势，避免或延缓离子化通道

7、的形成，减少雷击的几率。还有根据阻抗限流和箱位分流原理开发的避雷针。避雷的关键是引雷入地，入地好就可以减少或避免雷击，引雷入地传统的方法用扁铁引雷入地，也有的用铜线引雷入地，还有的用引线电缆引雷入地，这是较好的方法，同轴电缆特性阻抗低，使雷电流直接入地，同时有两层屏蔽，大大减少了雷电的感应电压，保护了特定防雷目标。微波通信天线比较高，馈线较长，馈线接地良好是避雷的良好措施之一，因此要求馈线在天线