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| 无线电通信设备的防雷措施 |
作者：佚名 来源：不详 发布时间：2006-4-16 18:59:36  减小字体  增大字体 |
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［摘要］本文首先介绍了雷电的物理特性，然后介绍了通信设备防 雷的几种措施，包括安装避雷针和放射性避雷装置，以及在天馈系统中安装避雷器，消除感 应雷击等。
［关键词］通信防雷；防雷措施；避雷设备
雷电是一种自然天气现象，如不注意防护将对人们的生命财产造成严重的危害。对于无 线电通信工程而言，在进行工程设计时，尤其要把防雷设计作为一项重要的工作来做。
1 雷电的物理特性
根据观测，地球上每秒钟要出现大约100次的闪电雷击。自古以来雷电就是一种令人畏惧的 自然现象，给人类社会造成了一定的危害，因此了解它的形成过程，寻求有效地防护措施意 义十分重大。
在春夏之交、夏秋之交冷暖空气活动频繁之际，上升暖空气在高处逐渐冷却，凝结出水滴或 冻 结的冰晶在重力作用下下降，水滴与速度较大的上升气流摩擦，分裂成带不同电荷的大小不 一的水滴。上升气流的“分选”作用致使云的上部充满了带正电的小冰晶，而下降速度较大 的冰雹把负电带到了云的下部，持续的对流运动，使电荷越聚越多，便形成了具有很强电场 的雷暴云。云中的电荷分离后使云与云之间、云与地面之间、云的不同部位之间的电位梯度 加大了。当电位梯度大到一定程度，在雷暴云之间或在暴云对地之间放电，这种现象就是雷 电。当通信设备的天线架设很高时，带电的云层会在天线上产生感应电荷，如果天线与大地 之间有直流通路，电荷会通过土地随时泄放而不会积累起来。因此也不会由于感应在天线与 大地之间产生高电位而引起放电，否则就有可能遭受雷击。
2 通信设备的防雷措施
一般来说，建筑物的避免雷击的途径大致有四条：①疏导，即将雷云中的电荷疏导至大地 ，从而避免直接雷击或感应雷击电流流经被保护的建筑物或设备，从而使这些建筑物或设 备免受雷击。②隔离，即将雷电信号和被保护物隔离开来从而避免雷击。③等位，即将铁塔 地、工作地、建筑物的公共地等置于同一电位。④消散，即释放出异性电荷和雷云中的电荷 进行中和，从而阻止雷电的形成。根据以上的四种避雷途径，具体到一个无线电通信工程的 防雷设计来说，其主要的防雷措施有以下几种方法。
2.1 安装避雷针或避雷装置
大部分通信设备的防雷措施，主要是在通信塔上安装避雷针，这种方法经济、简单，但要严 格按照以下要求进行安装。
①避雷针应当装在高于天线尖端数米，避雷针与天线之间应有一定的间隔，以防止由于避雷 针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆， 通信天线却装在避雷针外缘大约15个波长以外。
②避雷地线的直流通路的电阻要求足够低，一般为10～50Ω，由于雷电浪涌电流较大，频谱 较宽且持续时间短，因此要求必须有尽量小的电感量。
③地线不能用扁平编织线或绞合线，因为这种线电感较大，不利于泄放雷击电流，且容易被 腐蚀。要尽可能使用3毫米以上的实心导线，且最好是相同的金属材料。
④为了增大地表层的泄放面积，可采用埋设有一定间隔的多根接地体，且相互焊接。如在建 筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管，并把它们焊接起来。
在通信塔上安装避雷针虽然经济简单，但却难做万无一失。对一些重要的通信工程来说，可 以考虑安装放射性避雷装置。放射性避雷装置可以说是目前世界最先进的防雷保护装置之一 。 放射性避雷装置的关键部分是放射源，它能连续自行发射α粒子，使周围空气电离产生大量 电子。在雷电场的作用下这些电子不断加速，对空气产生连锁的多极电离或雪崩电离，形成 与电场强度成正比的电子流，这时产生的由放射源指向雷云的电离通导会永不间断地中和及 释放空间电荷，把已有的低电场消除掉，把可能形成的高电场降为低电场，从而有效地防止 发生雷击，起到显著的消雷作用。这种放射性避雷装置的防护面积较大，其半径大约为260 米左右，且安全可靠对人身无伤害。
2.2 防感应雷击的方法
除在通信铁塔上安装避雷针或避雷装置的同时，还要注意消除感应雷击，其通常的做法是在天馈系统中安装避雷器。
在天馈系统中安装避雷器时要注意以下方面的问题。一是避雷器的接地端必须与地可靠连接 ，接地电阻不得大于5Ω，否则将影响防雷效果。二是因避雷器存在一定的插入损耗，对于 天线辐射信号的强度造成了一定的影响，同时还要注意驻波比的变化，一般要求天馈系统的 驻波比小于或等于15。三是安装通信天线时，天线支撑杆要与铁塔可靠连接，连接电阻等 于零。馈线应从铁塔内部垂下，并每隔一段距离用铜丝与铁塔固定。对重要的通信工程而言，除在天馈系统中安装避雷器外，还要注意供电系统的防雷，一般的 做法是在变压器和配电房安装避雷装置。
冯爱国 阎完成
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