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?，F(xiàn)以空曠地帶的無線電監(jiān)測站為例進行說明（見圖1）：要求室外鐵塔天線在避雷針的有效保護半徑Rx內(nèi)，避雷針接地電阻小于等于4歐姆。如圖1所示，設定h為避雷針高度，單位為米，hx為保護高度（單位為米），hr為滾球半徑（通常最小半徑30米），rx為保護半徑（單位為米），這樣可以計算出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、電解質接地棒、金屬快裝接地極、降阻劑等來增強效果。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防護是在入侵通道上將雷電過電壓、過電流泄放入地，從而達到保護電子設備的目的。一般采用隔離、鉗位、均壓、濾波、屏蔽、過壓與過流保護、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。浪涌保護器是一種非線性元件。根據(jù)IEC標準規(guī)定，浪涌保護器可以抑制傳導過來的線路過電壓和過電流。浪涌保護器必須承受預期通過的雷電電流，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、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或將強大的雷電流泄流入地。

浪涌保護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（安裝時主要是并聯(lián)方式，也有串聯(lián)方式）?！半娫捶览灼鳌卑惭b在電力線路上，可遏制瞬態(tài)過電壓和泄放浪涌電流。

信號線路SPD:隨著信息系統(tǒng)的廣泛應用，由于網(wǎng)絡線路多，電子設備的耐壓水平較低，雷擊對信息系統(tǒng)的危害越來越大。雷電對信息系統(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和電磁感應。對電磁脈沖的防護措施有：攔截、分流、等電位聯(lián)結、屏蔽、接地、合理布線等。在信號線路上安裝SPD是信息系統(tǒng)防電磁脈沖的一個重要措施，它可以同時起到攔截、分流、等電位聯(lián)結的作用。信號線路SPD應連接在被保護設備的信號端口上。其輸出端與被保護設備的端口相連，有串接和并接之分，一般是串聯(lián)安裝在信號線路上。因此，在選擇信號SPD時，應選用插入損耗較小的SPD。

天饋線避雷器：適用于有發(fā)射機天線系統(tǒng)和接收無線電信號設備系統(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構圖，市電輸入端、各天饋線輸出端、傳感器、網(wǎng)絡攝像頭、交換機都安裝了浪涌保護器（SPD），所有浪涌保護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。

防雷設施的維護：必須對防雷設施進行定期維護，檢查避雷網(wǎng)是否完好，鐵塔接地電阻是否小于4Ω，機房防雷地網(wǎng)接地電阻是否小于1Ω。對浪涌保護器SPD進行檢測，發(fā)現(xiàn)失效的浪涌保護器要及時更換。

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