防雷技術(shù)
雷電是一種自然現(xiàn)象，國際電工委員會已將雷電災(zāi)害稱為“電子時代的一大公害”，雷擊、感應(yīng)雷擊、電源尖波等瞬間過電壓已成為破壞電子設(shè)備的罪魁禍?zhǔn)?。從大量的通信設(shè)備雷擊事例中分析，專家們認(rèn)為:由雷電感應(yīng)和雷電波侵入造成的雷電電磁脈沖( LEMP)是通信設(shè)備損壞的主要原因。為保證通訊設(shè)施的安全，按照電信專用房屋設(shè)計(jì)規(guī)范，通信大樓一般都安裝有避雷針，并且均采取了聯(lián)合接地的方式。此外因煤礦中某些機(jī)電事故也會造成工業(yè)電力的過電壓和大電流對通信系統(tǒng)的侵入，在沒有合理可靠的接地保護(hù)時，將會更容易引起設(shè)備損壞及對操作人員造成人身傷害。接地系統(tǒng)是通信系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅直接影響通信的質(zhì)量和整個通信電源的正常運(yùn)行，還起到保護(hù)設(shè)備安全和工作人員的安全的作用。接地是指把電氣設(shè)備或金屬部件連接到一個接地系統(tǒng)上，接地系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能:
(1)防止電氣設(shè)備事故時故障電路發(fā)生危險(xiǎn)的接觸電位和使故障電路開路;
(2)保證系統(tǒng)的電磁兼容(EMC)的需要，保證通信系統(tǒng)所有功能不受干擾;
(3)提供以大地作回路的所有信號系統(tǒng)一個低的接地電陽;
(4)提高電子設(shè)備的屏蔽﹔
(5)減低雷擊對通信系統(tǒng)的影響，尤其是減低對相對高處的設(shè)備雷擊影響。
1.通信設(shè)備的接地系統(tǒng)
1.1接地系統(tǒng)的功能
當(dāng)設(shè)備或系統(tǒng)的器件和單元能在其電磁環(huán)境中正常運(yùn)行并不產(chǎn)生輻射而不危及或干擾其它器件.設(shè)備或系統(tǒng)，則稱其達(dá)到電磁兼容EMC?，F(xiàn)在的設(shè)備制造商和設(shè)計(jì)者擁有一系列的技術(shù)、產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)和建議來控制源于任何器件的電磁干擾( EMI )問題。但是，一個系統(tǒng)即使完全由滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)的部件組成，仍然容易受到源于組成此通信系統(tǒng)的成纜線路和網(wǎng)絡(luò)連接產(chǎn)生的電磁干擾。為了使配置的整個通信系統(tǒng)達(dá)到EMC，就必須制定“工作圖和計(jì)劃"。這種千擾控制計(jì)劃包括所采取的這些操作的順序和精確時間的所有步驟的記錄?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)應(yīng)用的各種技術(shù)需要通過接地系統(tǒng)連接，在叮靠通信系統(tǒng)中接地系統(tǒng)起到重要作用，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)中低阻抗通路至關(guān)重要。
1.2接地 系統(tǒng)的構(gòu)成
接地系統(tǒng)包括:直流電源接地;電信設(shè)備機(jī)殼或機(jī)架屏蔽接地;人站通信電纜的金屬護(hù)套或屏蔽接地;明線或電纜人站避雷器接地和信號電纜空線對的接地等。為做好程控交換機(jī)的接地，有時需單獨(dú)做一副符合規(guī)范要求的接地極。在煤礦通信系統(tǒng)中各種設(shè)備因使用環(huán)境不同不能集中管理，除礦通訊科管理主要交換和傳輸設(shè)備，還有其他眾多設(shè)備因?qū)I(yè)功能不同分屬其他職能單位管理，但是這些設(shè)備的功能及數(shù)據(jù)交換都要通過相應(yīng)的電氣接口與礦屬主要交換和傳輸設(shè)備相聯(lián)再與整個礦區(qū)通信網(wǎng)聯(lián)接。因此在煤礦不只是要在本單
位做好符合規(guī)范的要求系統(tǒng)接地，同時也要協(xié)助兄弟單位按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范做好接地，使整個煤礦通信系統(tǒng)做到電磁兼容EMC。使之能夠可靠穩(wěn)定地運(yùn)行，為煤安全生產(chǎn)更好的服務(wù)。
2.通信設(shè)施的防雷措施
通常來說，雷擊和線路過電壓的有害效應(yīng)有以下幾種表現(xiàn)形式:直擊雷擊、感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射、雷電過電壓侵人和反擊。相應(yīng)得為避免建筑物及設(shè)備遭受雷擊的方式大致有四種:①疏導(dǎo)②隔離③等位④中和。根據(jù)以上的四種避雷方法，具體到一個通信工程的防雷電過電壓來說，其主要采取以下幾種措施。
2.1 外部防護(hù)
外部防護(hù)主要采用接閃裝置(避雷針、避雷網(wǎng)、避雷線和避雷帶)和接地裝置(接地線.地極)來加以防護(hù)。其保護(hù)原理是:當(dāng)雷雨云放電接近地面時，接閃裝置更容易吸引雷電，使主放電都集中到它的上.面，再通過接地引下線、接地裝置將雷電流引入大地.從而使被保護(hù)物免受雷擊，這是防直擊雷的有效方法。
避雷針是靠自身的多受雷擊而保護(hù)周圍免受雷擊。
(1) 防直擊雷的方法。使用避雷針是長期實(shí)踐證明的防直擊雷的有效方法。然而，被動放電式避雷針存在反應(yīng)速度差，保護(hù)的范圍小以及導(dǎo)通城小等不足。根據(jù)現(xiàn)代通信發(fā)展的要求，避前針應(yīng)選擇提前放電主動式的防雷裝置，并且應(yīng)該從不同角度考慮，以做到對各種雷擊的防護(hù)，增大保護(hù)范圍，增加導(dǎo)通量。建筑物的所有外露金屬構(gòu)件(管道)都應(yīng)與防雷網(wǎng)(避雷線或避雷帶)連接良好。避雷針應(yīng)當(dāng)裝在高于天線尖端數(shù)米，并與天線之間應(yīng)有一定的間隔，以防止由于避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。避雷地線的直流通路的電限要求足夠低(一般為10-500 )，盡量小的電感比。要盡可能使用3mm以上，相同金屬材料的實(shí)心導(dǎo)線。為增大地表的泄放面積，川采用埋設(shè)有一定間隔的多根接地體，且相互焊接。
(2)防感應(yīng)雷擊的方法。為了消除感應(yīng)雷擊，其常用的方法是安裝電涌保護(hù)器( SPD)，在安裝SPD時應(yīng)注意以下方面的問題:①SPD的接地端必須與地連接川靠，一般要求接地引線應(yīng)從天饋線人口處外側(cè)的接地線.避雷帶或地網(wǎng)引接，且接地電阻不得大于50 ，否則會影響到防雷的效果。②安裝通信天線時，天線的支撐桿耍與鐵塔?？窟B接.連接電阻等于零。③對于煤礦通信工程而言，除在天饋系統(tǒng)中安裝SPD外，更加要注意供電系統(tǒng)的防雷，由于煤礦在高壓供電中已經(jīng)做了一級防雷措施，我們常見做法是在主機(jī)房的電源接入端安裝電源第二級的防雷器和配電房安裝避雷裝置。同時積極協(xié)助叮能遭受雷擊的關(guān)聯(lián)設(shè)備管理單位做好防雷工.作，以免遭受不必要的損失。
2.2內(nèi)部防護(hù)
(1)首先是電源部分的防護(hù)，因?yàn)榫€路是雷電侵人的主要通道之一。對于高壓部分，供電部門有專用的高8壓避雷裝置，而對380V低壓線路應(yīng)進(jìn)行過電壓保護(hù)，按國家規(guī)范要求應(yīng)分為3部分:建議在高壓變壓器后端到配電機(jī)房總配電盤的電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為一=級保護(hù);在樓宇總配電盤至樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端對地加裝避雷器，作為二級保護(hù);在所有重要的、精密的設(shè)備以及UPS的前端對地加裝避雷器，作為三級保護(hù)。其作用是用分流(限流)技術(shù)將雷電過電壓(脈沖)能量分流疏導(dǎo)至大地，達(dá)到保護(hù)的月的。因避雷器的質(zhì)量.性能的好壞將直接影響防護(hù)的效果，所以應(yīng)選擇合格優(yōu)良的避雷裝置。
(2)第二是信號部分的防護(hù)，根據(jù)通信設(shè)備的對雷電的敏感度應(yīng)在所有系統(tǒng)接人的電纜內(nèi)芯線端對地加裝避雷器，電纜中的空線應(yīng)接地，并做好屏敞接地。在做敷設(shè)接入電纜工作時，應(yīng)考慮外部環(huán)境的因素盡量做到合理布線。
(3)最后是接地處理，接地系統(tǒng)把雷電流引人大地，從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的。通信網(wǎng)絡(luò)一般接地系統(tǒng)有建筑物地網(wǎng)、電源地(要求地阻< 10Ω)、邏輯地(也稱信號地)和防留地等。為保證系統(tǒng)正常工作，每年在雷雨季節(jié)前后或春、秋檢修時應(yīng)定期檢測接地陽值，若發(fā)現(xiàn)有脫焊、松動和銹蝕等，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的處理，特別是在斷接卡或接地測試點(diǎn)處，確保接地阻值始終保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。
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