通信站的防雷与接地

收稿日期：.##. - +. - #( 作者简介：王强 （+/(( - ） ， 男， 湖北洪湖人， 硕士， 高级工程 师， 长期从事电力通信技术与管理工作。
图 + 中的流散区是指电流通过接地极向大地流散 时的土壤范围。地电位是指流散区以外的土壤区域。 可见， 当接地体的接地电阻愈小时， 接地体的电位就越 与 “地电位” 接近； 相反， 当接地体的接地电阻较大时， 在一定电流作用下， 接地体的电位就与 “地电位” 差别 愈大。 （"）逻辑地 电子设备中各级电路间电流的传输、 信息转换要求有一个参考的电位， 常称这个电位为 “逻 辑地” 。这个 “地” 可能是电子设备的金属机壳、 底座、 印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、 接地 干线等； 逻辑地可与大地接触， 也可不接触。 "#$ 接地 当接地装置的接地电阻符合要求时， 可认为接地 装置的地电位是 “地电位” ， 因此， 将电力系统或电气装 置的某一部分经 接 地 线 连 接 到 接 地 极 称 为 “接 地” 。 “电气装置” 是一定空间中若干相互连接的电气设备的 组合。接地线是连接到接地极的导线。接地装置是接 地极与接地线的总称。 接地极的对地电压与经接地极流入地中的接地电 流之比， 称为流散电阻。 接地装置的对地电压与接地电流之比， 称为接地
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装置的接地电阻， 即等于接地线的电阻与流散电阻之 和。一般因为接地线的电阻甚小， 可以略去不计。因 此， 可认为接地电阻等于流散电阻。 为了降低接地电阻， 往往用多根的单一接地极以 金属体并联连接而组成复合接地极或接地极组。 由于各接地极间的屏蔽作用， 接地极组的流散电 阻， 要稍大于各单一接地极流散电阻的并联值。 !"# 接地的分类 接地的作用可分为两类： 保护人员和设备不受损 害叫保护接地； 保障设备的正常运行的叫工作接地。 这里的分类是指接地工程设计施工中考虑的各种要 求， 并不表示每种 “地” 都需要独立开来。 （!）保护接地 （直击、 感应或线路 !）防雷接地 是受到雷电袭击 引入）时， 为防止设备造成损害的接地系统称为防雷 接地。它常有信号 （弱电） 防雷接地和电源 （强电） 防雷 接地之分， 区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不 同， 而且在工程实践中信号防雷接地常附在信号独立 接地上， 和电源防雷接地分开建设。 "）机壳安全接地 是将系统中平时不带电的金属 部分 （机柜外壳， 操作台外壳等）与地之间形成良好的 导电连接， 以保护设备和人身安全。此外， 保护接地还 可以防止静电的积聚。 （"）工作接地 工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能 可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。它分为 逻辑接地、 屏蔽接地、 信号接地等。 将电子 !）逻辑接地 为了确保稳定的参考电位， 设备中的适当金属件作为 “逻辑地” ， 一般采用金属底 板作逻辑地。常将逻辑接地及其他模拟信号系统的接 地统称为直流地。 抑制外来 "）屏蔽接地 将电气干扰源引入大地， 电磁干扰对电子设备的影响， 也可减少电子设备产生 的干扰影响其他电子设备。 #）信号接地 为保证信号具有稳定的基准电位而 设置的接地称为信号接地， 例如检测漏电流的接地， 阻 抗测量电桥和电晕放电损耗测量等电气参数测量的接 地均属信号接地。
最成熟的防直击雷装置。避雷带、 避雷网、 避雷线是避 雷针的变形， 其接闪原理是一致的。 如果说接闪器是防雷的尖刀兵， 那么接地是防雷 的主力军。接闪器的防雷作用必须通过接地来实现， 二者都是防直击雷不可缺少的重要环节。 !"! 分流 分流是把从室外来的导线 （包括电力电源线、 电话 线、 信号线或者这类电缆的金属外套等） 都要并联一种 避雷器至接地， 把沿导线传入的过电压在避雷器处经 避雷器分流入地。 雷击是一种巨大能量的释放过程， 防雷就是要将 这种能量尽可能地引向大地， 避免造成人、 财、 物的损 害。这种雷电能量的表现形式为雷电电流。分流的本 质就是将雷电电流引向大地， 使流经被保护物的电流 尽可能减小， 并在被保护物的允许承受范围内。 对通信站而言， 分流设施主要包括引下线和各种 形式的避雷器。引下线在通信站的防雷设计中一般考 虑得比较完善， 且在实际工作中的变化也不大。而避 雷器的分流由于涉及的环节、 对象较多， 情况复杂得 多。原电力部颁发的 《电力系统通信站防雷运行管理 规程》 对此有详细的规定。 事实表明， 绝大部分雷击受损是由各种电缆、 设备 进出两侧的避雷措施不到位造成的。原邮电部的分析 统计表明： 通信站 ’() 的雷击事故是由雷电波侵入电 江西狗卯尖微波站遭雷 源线造成。!((! 年 * 月 !* 日， 击， 击毁 "( +, 变压器及交流稳压器， 就是一起典型的 雷电波侵入电源线造成设备受损的事例。 分流措施的完善是已建通信站的防雷工作重点， 关键是要将防雷规程落到实处， 不能存侥幸心理。同 时还要注重技术分析， 确保不同环节所使用避雷器件 在性能参数上能相互配合， 这是在分流环节中容易被 忽视的一个重要问题。 分流的最终目的是将雷电流通过接地装置引入大 地。没有接地， 分流就无法实现； 没有分流， 接地也无 法完成防雷的任务。 !"% 等电位连接 等电位连接是防雷措施中极为关键的一项。因为 雷电流的峰值非常大， 其流过之处都立即升至很高的 电位 （相对大地而言） ， 因此对于周围的金属物、 设备或 人会产生旁侧闪络放电， 又使后者的电位骤然升高， 因 而要有较完善的等电位连接。 为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差， 特别 需要实行等电位连接， 目的是为了减小防雷空间的各 金属部件和各系统之间的电位差， 电源线、 信号线、 金 属管道、 接地线等都要通过过压保护器进行等电位连 接， 各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等
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! 引言
近几年， 全国电力系统利用电力杆塔架设了大量 的特种光缆。同时， 由于日益临近 .012 退频最后期 限的到来， 各级电力公司正在抓紧改造或新建微波电 路。通信网规模急剧扩大， 电网生产与管理对通信电 路的可靠性要求越来越高， 通信站的防雷工作任务更 加艰巨。 华中电网地处全国腹部， 承担着西电东送的重大 任务， 是全国电力联网的枢纽。为确保电网的安全、 稳 定、 经济运行， 华中网调每年在雨季来临之前组织一次 全网范围的通信站防雷检查， 以消除隐患， 保障通信电 路畅通。
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通信站的防雷与接地
王 强
（华中电力调度通信中心， 湖北 武汉 !"##$$）
摘要： 阐述了地与接地的概念以及分类， 分析了防雷措施和防雷的总原则及其防雷的实质， 详细地阐述 了接地与防雷的关系以及接地对防雷的重要作用， 并结合实际探讨了防雷工作中应注意的问题。 关键词： 接地； 防雷； 分流； 屏蔽
# 接地与防雷的关系
防雷的实质是通过采取各种技术措施利用接地系
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统将雷电流 （即雷电能量）尽可能地引入到大地中去， 从而避免建筑物或设备受到雷击的损害。 防雷包括接地、 接闪、 分流、 等电位连接、 屏蔽、 合 理布线等环节， 接地贯穿在每一个环节之中， 是整个防 雷工作的核心。 !"# 防雷接地 接地是避雷技术中最重要的环节， 不管是直击雷、 感应雷或其他形式的雷， 都将通过接地装置导入大地。 因此， 没有合理而良好的接地装置， 就不能有效地防 雷。接地装置的作用是把雷云对接闪器闪击的电荷尽 快地泄放到大地， 使其与大地的异种电荷中和。 接地网是接地系统的基础， 由接地环 （网） 、 接地极 （体）和引下线组成。以往常有一种误解， 即把接地环 作为接地的主体， 很少使用接地体， 在接地要求不高或 地质条件相当优越的情况下， 接地环也能够起到接地 的作用。但是通常的情况下， 这是不可行的。接地环 可以起到辅助接地作用， 主导作用是用接地体来完成 的。 广泛使用的接地工程材料有各种金属材料 （最常 用的如扁钢） 、 接地体、 降阻剂和离子接地系统等。金 属材料如扁钢， 也常用铜材替代， 主要用于接地环的建 设， 这是大多数接地工程都选用的； 接地体有金属接地 体 （角钢、 铜棒和铜板） ， 这类接地体寿命较短， 接地电 阻上升快， 地网改造频繁 （有的地区每年都需要改造） ， 维护费用比较高， 但是从传统金属接地极 （体）中派生 出一类特殊结构的接地体 （带电解质材料） ， 使用效果 比较好， 一般称为离子或中空接地系统； 另外就是非金 属接地体， 使用比较方便， 几乎没有寿命的约束， 各方 面比较认可。降阻剂分为化学降阻剂和物理降阻剂， 化学降阻剂自从发现有污染水源和腐蚀地网的缺陷以 后基本上不使用了， 现在广泛使用的是物理降阻剂 （也 称为长效型降阻剂） 。 仙女山微波站是位于湖北省境内的一个微波站， 该站是葛洲坝—上海微波主干线的一个中继站。该站 建在一个小山顶上， 周围都是平地， 所处位置是一片多 多次遭遇 岩地带， 岩石厚达数百米， 接地电阻达 !! !， 雷击。"##$ 年， 我们重点改造了该微波站的接地网， 采用了向外延伸和多级并联的方式来加大接地体以降 低接地电阻， 并与原有的接地网多点相连， 使改造后的 该站再无雷击受损现 接地电阻降为 " % #! !。& 年来， 象发生。 可见， 接地系统对防雷起着至关重要的作用。 !"$ 接闪 接闪是指通过接闪器， 把闪电电流传导入地， 保护 建筑物不受雷击， 它是防直击雷的主力军。 避雷针是最早的接闪器， 也是目前世界上公认的
降落也愈小。严格说， 应离接地极无穷远处才没有电 位降落， 即无穷远处是零电位， 称电气地或地电位。实 通常情况下电流 际上， 距接地极 .# 4 处的半球面上， 密度已经很小了， 可认为该处电位为 “零” ， 称 “电气地” 或 “地电位” 。