无线电通信设备的防雷方法分析

无线电通信设备的防雷方法分析

邹红兵,刘晔

中国民用航空东北地区空中交通管理局吉林分局，吉林 长春 130000

摘要：本次研究对雷电所致对无线电通信设备的相关影响及表现浅谈，然后对无线电通信设备防雷对策进行刍议，主要通过实行内部保护、外部保护，以及安装信号接口避雷器、避雷针、放射性避雷装置、天馈避雷器等措施进行防雷，以便加强无线电通信设备信号强度、确保防雷的整体效果。

关键词：无线电；通信设备；防雷方法

引言

雷电作为自然现象指的是同时伴有闪电及雷鸣的放电现象，产生雷电的条件为雷雨云积累形成极性、自然界地形和气象条件，按照地形和气象条件划分主要包括热雷电、锋雷电、地形雷电[1]。无线电通信设备非常敏感，做好防雷工作至关重要，可从安装相关避雷装置、加强内外部保护方面出发进行防雷，以此降低雷电所致的影响保证人们的生命安全和财产安全。

1 雷电所致对无线电通信设备的相关影响及表现浅谈

当前，无线电通信设备应用范围越来越大，在不同领域中均得到了较好的应用前景，设备电路构成及配件均非常复杂并且朝着精密化的方向发展，直接关系到雷电吸引力，特别是部分电子设备长时间处于外部环境下，所以发生雷电击中的可能性较大。一般情况下，被雷击的无线电通信设备不能正常投入使用，部分设备没有维修的必要。以往工作人员会通过安装避雷针的方式防雷，但整体效果并不理想，雷击的安全隐患无法有效排除，这就需要工作人员正确看待无线电通信设备防雷工作的意义，结合无线电通信设备使用情况采用针对性防雷措施处理，提前科学地、安全地做好无线电通信设备防雷规划工作，以便提高无线电通信设备防雷方面能力，使得无线电通信设备运行更加稳定安全[2]。需要注意的是，雷电对无线电通信设备的影响较大，因云层带电所致，地面形成感应电荷且电场较强，因此电场强度达到一定程度雷云则会放电，趋于该种状态下电流随着无线电通信设备金属配件在较短的时间发生扩张，而造成的影响无法估量。

2 无线电通信设备防雷对策刍议

2.1 加强内部保护

内部保护即为雷电防护，主要通过等电位连接、屏蔽及防闪络几种方法进行处理，（1）等电位连接方法。作为内部防雷装置重要部分，实行等电位连接能降低雷电流所致电位差，经连接导线/过电压保护器有效连接防雷范围内防雷装置、金属装置，以及导线、电气装置和电信装置等，能够达到均压等电位、防雷范围内防止发生安全事故的最终目的，而且有利于加强对无线电通信设备的保护；（2）屏蔽方法。一般情况下经不同各类型金属屏蔽体衰减设备电磁干扰、电压，在这个过程需做好密封工作，重点对金属管道、通信线路和电力线缆入口等进行屏蔽处理，不同类型线缆均需要实行屏蔽；（3）防闪络方法。建筑物装置防雷装置，在其他设施和建筑物工作人员不能隔离的状态下，为达到防闪络的效果建议进行等电位连接处理，促使建筑物钢筋及、钢结构连接形成整体，此时金属或是线路、引下线距离不会受到限制。另外，如果电缆必须布设于建筑物周围，应保证电缆封闭于金属管道进行等电位连接，从而获得最佳的防闪络效果。

2.2 实行外部保护措施

外部保护指的是直击雷防护，作为防雷技术的重要部分建议采用避雷针、避雷带，以及避雷线相关金属接闪器进行分接闪，同时采取引下线、接地体和法拉第笼加强对外部的保护[3]。其中接闪装置选择富兰克林避雷针或放射性避雷装置，参照相关规范做好建筑物体顶部信息系统外置设备直击雷防护工作，金属物体禁止装接闪器可与房屋防雷装置保持连接的状态，房屋接闪器保护范围外的接闪器选择非金属接闪器，和房屋防雷装置加以连接即可。

2.3 其他防雷方法

（1）安装信号接口避雷器防雷措施

在无线电通信设备信号线接口、网络连接口位置、机房内设备间的距离＞5.5m不同类型信号线接口位置，分别安装信号避雷器并且考虑到避雷器的传输速度、阻抗特性及接口特征，保证信号线通过地下进出无线通信基站。

（2）安装避雷针防雷措施

绝大多数无线电通信设备均在通信铁塔位置安装了避雷针，该种防雷措施操作简便可行、不需投入过多的资金支持，对于避雷针安装操作有着明确的要求，需将避雷针安装在天线尖端数米以上，合理设置避雷针和天线的距离，无需要线电通信设备天线设置在避雷针外缘约1.6个波长外。与此同时，避雷地线直流通路电阻为20~45Ω，扁平编织线和绞合线线电感非常大，而且泄放雷击电流效果不佳、易于发生腐蚀现象，所以建议使用5mm金属实心导线，为加大地表层泄放雷电流的范围可埋设数根接地体、焊接方式处理，在建筑物周围每间隔2m位置埋设8~10根钢管并进行焊接。

（3）安装放射性避雷装置防雷措施

在通信塔上安装放射性避雷装置，作为新型防雷措施，该类装置属于最先进的防雷装置，放射性避雷装置中的AR端子放射源生产时实行密封防辐射处理可靠、安全，在疏导雷电流引下线尤其为双屏蔽同轴电缆中应用放射性避雷装置的效果较好，主要体现在可避免雷电流经引下线产生二次雷击及其不良影响

[4]。不仅如此，使用放射性避雷装置具备雷云、主动消雷、引雷等多种功能，整体防雷效果更强明显优于一般的避雷器的防雷效果，避雷区域范围±280mm比方说：在直径空间内雷云带不同类型电荷、以各个方向进入避雷区，采用这种避雷装置可以产生α粒子及β粒子，然后经发射源发射粒子使四周形成大量的电子，这时电子会中和雷电所致正电荷、避免雷击，主动消雷并引雷、避雷的范围较大且避雷效果理想。此外，放射性避雷装置放射源和半衰减期分别为：243Am、425a，使用的时间较长。

（4）安装天馈避雷器防雷措施

在无线电通信设备上安装避雷针或是避雷装置的基础上，还需做好消雷工作-安装天馈避雷器，确保这一避雷器接地端有效接地、接地电阻控制在3Ω左右，以此达到最佳避雷的效果。需要注意的是避雷器插入损耗较大，直接关系到天线辐射的信号强度，因此应将天馈避雷器驻波控制在1以下，在实际安装通信天线的时候保证天线支撑杆与铁塔充分连接、电阻为0，每间隔一段距离使用铜丝及铁搭进行有效固定[5]。

（5）供电三级防护防雷措施

无线通信交流供电系统可采取三相五线制供电实行三级防护：（1）一级防护为市电引入端安装总电源避雷器；（2）二级防护为在配电柜位置安装分电源避雷器；（3）三级防护要求在开关电源安装单机电源避雷器[6]。

3 结语

雷电作为比较常见的自然现象无法避免，这就需要做好无线电通信设备防雷工作，可安装天馈避雷器、放射性避雷装置、避雷针、信号接口避雷器等，同时加强对内部和外部的防护，从而降低雷电造成的危害，促使无线电通信设备运行更加安全、稳定、可靠。

参考文献：

[1]欧阳杰.浅析防雷技术在民航高山通信台站的应用[J].信息科学与工程研究，2022，3.0(1.0).

[2]宋巨伟，张凡.风电电站无线专网基站选址的研究与应用[J].电力信息与通信技术，2021，19(2):75-81.

[3]汪尚红.弱电系统的防雷防浪涌保护[J].大众用电，2021，36(9):61-62，66.

[4]袁廷瑞，陶柁丞.河谷地带铁路无线通信设备布放方式的探讨[J].铁路通信信号工程技术，2021，18(4):43-46.

[5]梁富强，蒋维.地震应急现场的无线通信设备和有线网络环境的集成通信分析[J].通信世界，2021，28(12):19-21.

[6]朱恩亮，杨启帆，马晓晨，等.民用客机机场无线通信设备设计[J].通信电源技术，2021，38(2):111-113.