通信设备的防雷技术

通信设备的防雷技术

叶少棠

佳木斯大学  071000

摘要

无线通信技术已广泛应用于各行业，但雷击对设备造成严重破坏。为确保无线通信设备的高效运行，可通过外部防雷系统、内部防雷系统和其他设备的防雷系统综合构建完善的防雷网络。本文提出了一系列针对无线通信设备的具体防雷措施。这些措施包括以下方面：使用避雷针设施来实现外部防雷；采用专门的防雷装置和天线杆进行内部防护；采取与雷电相适应的预防措施等方式。由于雷电对通信设备产生的危害机理主要表现为阻性耦合、容性耦合和感性耦合，因此需要考虑如何应对这些问题。将变电所二次系统作为主要入侵路径考虑时，常见途径有通过电源线路入侵、感应过电压以及地电位反击等方式。为了保护通信设备免受雷击影响，可以采取一系列有效措施，例如在变压器低压侧安装避雷器、在电源入口端加装浪涌保护器，并正确安装好浪涌保护器。

关键词：通信设备；防雷措施；保护措施

1 前言

无线通信设备快速发展，应用广泛。其中包含精密电子元件，提升了功能的同时也增加了对雷电的吸引。保护设备免受雷击损害至关重要。研究表明，虽然很多无线设备装有防雷装置，但其效果并不明显，没有满足技术要求。随着无线电通信设备迅速发展，并采用越来越复杂的内部电路和高精度配件，在露天环境下工作的天线增加了对雷击的风险[1]。我们都知道，雷电具有毁灭性的能力，尽管大多数无线设备配备了避雷针，但其效果有限。因此，在整个工作过程中必须认真规划和实施防雷措施，并合理安排设备接地以提高防护能力。尽管自动化装备变得日益先进、电路集成度更高，我们仍然需要关注无线通信设备的防雷工作。

2 无线通信设备防雷技术的必要性

2.1 强调无线通信设备的防雷原因

当前，无线通信设备正以惊人的速度快速发展并广泛应用。这些设备包含越来越多高精密度的电子元件，虽然增强了无线通信功能，同时也提高了对雷击的吸引程度。雷电能够迅速且剧烈地摧毁电子设备，因此必须重视对其进行防护措施。根据调查研究结果显示，目前很多无线通信设备虽然装有防雷装置，但其实际效果并不明显，并未满足技术要求中对于防雷性能的要求[2]。

除了无线通信设备本身的迅猛发展外，在内部电路和电子部件方面也变得更加精密复杂。与此相应地，无线通信设备对雷击具有更强的吸引力。其中一些设备和天线还暴露在露天环境下，进一步增加了遭受雷击的风险。众所周知，雷电对于电子设备具有可怕的破坏力量[3]。尽管许多无线设备普遍配备避雷针等防护措施，但其实际效果并不十分显著。因此，在整个工作过程中，我们必须高度重视无线通信设备的防雷工作，并进行提前规划和认真执行，包括合理安排设备各部分的接地，以增强其抵御雷击的能力。尽管自动化装备日益系统化并且不断先进，设备电路集成度也不断提高[4]。

2.2 雷电对无线通信设备的损害

雷电通过电子效应在地面产生感应电荷，并形成强大的感应电场，当电场达到一定程度时会发生雷云放电现象。这些电荷可以进入无线通信设备的金属部件中，并最终摧毁设备。因此，无线通信设备使用人员需要采取多种防雷措施来提升设备的防雷能力和有效接地。为了解决该问题，必须理解无线通信设备被雷电损坏的原理。以负雷云为例，由于负电感应，地面上会积聚大量正电荷，在两者之间形成巨大的电场。当距离缩短时，就会形成一个雷击通路，并引发强大的电流。在打雷时，部分电流可能通过架空线路产生冲击性的过压，并对无线通信设备构成威胁。直接闪击和感应闪击是对无线通信设备造成损害最严重的情况。直接闪击是指带有剧烈放电的云层直接击中某个区域。虽然直接闪击范围较小，但可导致严重损害、短路甚至火灾等问题。预防直接闪击的系统被称为外部防雷系统。感应闪击，也称为二次闪击，指的是云层放电时，在无线通信设备周围的导体会产生静电感应现象[5]。这种闪击方式对设备造成损害程度较小，但范围和频率更广泛。大多数感应闪击会损坏无线通信设备的核心器件。由于感应闪电能通过基站供电线传输到远处，其影响范围更大。因此，采取适当措施来提升无线通信设备的防雷能力非常重要。

3无线通信设备的具体防雷措施

3.1 使用避雷针设施实现外部防雷

避雷针设施是一种常用的无线电通信设备外部防雷措施，它起到关键作用。基于尖端放电原理，避雷针在其尖端形成的电场能够吸收雷云释放的电荷，并通过一系列接地装置将这些电荷导入地下，以保护电子设备免受雷击侵害。虽然避雷针设施能够增强无线电通信设备的防雷性能，但其作用并非绝对。采用避雷针设施仅能部分提升无线电通讯设备的防雷水平，并不能完全确保其不会受到雷击。因此，在应用避雷针进行外部防雷时，工作人员需要同时采取其他措施来最大限度发挥该装置的防护效果。只有综合运用多种手段和策略，才能有效降低无线电通信设备受到天气异常和自然灾害等问题带来的威胁。

3.2 使用防雷装置和天线杆防雷

无线电通信设备的外部防雷可以通过多种措施来实现。除了安装避雷针设施之外，使用人员还可以采取其他防雷方法，如防雷措施和天线杆等。这些额外的防雷措施能够提高设备的抗击雷电性能，并保证其正常运行。在选用避雷针后，工作人员可以考虑采用其他常见的防雷手段。其中一种常见的措施是放射性防雷装置。该装置利用放射性设备产生的电子向空气中释放，在与空气中产生的电荷相互作用的过程中，将其中和并减少势差，从而达到抵御雷击的效果。此外，还有一种被广泛应用于无线电通信设备中的防雷方法是使用防雷天线杆。这种天线杆通过采用绝缘材料来减少设备之间可能存在的电位差，有效降低由于大气闪电引起高压破坏的风险。

3.3 使用雷电的提前防护措施

雷电是一种自然现象，难以避免和预防。因此，在对无线电通信设备进行防雷工作时，必须全面考虑雷电产生的原因以及无线电通信设备的技术特点，并采用科学合理的技术手段提前采取防雷措施。为了有效保护无线电通信设备免受雷电的严重破坏，工作人员需要综合考虑多方面因素并采用多种技术手段来实施防雷措施。这样能够最大限度地降低雷电对无线电通信设备造成的不利影响，确保它们能够正常发挥作用。因此，在进行无线电通信设备的防雷保护时，工作人员应该综合运用各种科学手段和技术方法，从而确保系统具有良好的抗击雷击胁迫能力，并能在恶劣天气条件下可靠运行。

4雷电对通信设备的危害机理及入侵途经分析

4.1 阻性耦合

阻性耦合又被称作入地电流影响，是指两个功能独立的系统通过它们之间所共用的接地阻抗来传递干扰的一种形式。如图4-1所示：

图4-1阻性耦合示意图

4.2 容性耦合

容性耦合是指电势不相等的导体是通过他们在具体的导通过程中的电容之间的相互作用和彼此之间的较大程度的影响，最终导致的综合的结果的实施和完成的，进而最终实现两个电路之间呈现出较大程度的差异性的感应耦合状态的实施和发展。如图4-2所示：

图4-2容性耦合示意图

4.3 感性耦合

感性耦合指的是当整个电路中的其中一个电流发生较大程度的差异性的时候，通过磁场作用使得其附近的电路发生较大程度的电流的系统性的变化，进而最终对整个设备的正常的运营和发展，产生较大程度的不良的影响态势的实施和执行。环路感应电压，大约为

上式中：

U为感应电压

M为环路互感

为雷电流变化率

如图4-3所示：

图4-3感性耦合示意图

对于同杆架设的双回，是可能会受到双重的打击的，所以在决定l值时该回线应该是按照一线的标准和一线的要求来予以有效的完成和系统性的予以执行的。如果避雷器至主变压器的电气距离超过了可控的范围的时候，应在变压器附近再增装一组避雷器，只有这样，才能够最终维持整个主控设备的较大程度的实施和安全性的发展态势的完成。

5 结论

当前，需加强无线通信设备防雷措施的地区主要包括无线通信基地和偏远山区。针对前者来说，由于其功能重要且涉及全局通信联络，一旦发生问题将带来不可预料的后果。因此，在该领域进行改善至关重要。而对于偏远山区来说，其技术水平相对较低，需要政府调控并加强无线通信设备防雷措施以提升其能力。同时，在进行防雷工作时必须综合考虑整体情况，并采取内部与外部防雷系统相结合的方式。只有这样，我国的无线通信设备才能在最大程度上抵御雷电侵害，并进一步保障其正常运行与稳定性。

参考文献

[1]周建明. 电站弱电系统的防雷保护措施分析[J]. 山东工业技术,2015,05:193.

[2]王贺新,刘念,刘航宇,蒲丽娟,李娟. 浪涌保护器在变电站二次系统防雷保护中的应用[J]. 四川电力技术,2015,03:58-61.

[3]樊生文,叶宝玉,席向东. 变电站弱电系统防雷措施研究[J]. 科技风,2015,17:67.

[4]扈海泽,容展鹏,赵军,王林,李臻奇. 变电站二次系统防雷保护分析[J]. 电力与能源,2015,04:512-515.

[5]吴春玉. 试论综合自动化变电站二次系统防雷保护措施[J]. 广东科技,2009,16:174-176.