Microwave 版 (精华区)

发信人: Gforce (第三个代表), 信区: Microwave
标  题: 微波站防雷设施改善及完备 
发信站: 哈工大紫丁香 (Thu Oct 28 17:37:08 2004), 转信


微波通信站的防雷，是一个比较棘手的问题，它主要是微波通信站铁塔的高度要高出周围其它建筑物的高度，极易遭到雷击；再一个是微波站内通信设备电子器件多，抗过电压冲击能力差，一旦遭受雷击就会造成设备损坏，通信中断。 

1.       小二楼型微波站 

    这种类型的微波站通常都是有人值守型微波站。在土建施工时机房内都未做环型接地母线，仅留有一、二点接地点。对于这种类型的微波站，在做环型接地母线时我们采用了室内室外二种方式。

    （1）室内敷设环型接地母线的方式。在室内房间间隔较少，便于室内施工的微波站，我们尽量采用室内敷设环形接地母线的方式。通常是在室内一、二层距地20~30cm高的位置敷设环形接地母线，然后将一、二楼的环形接地母线四角与地下（埋在地下）的接地带相连接，接地点处采用焊接或搭接（采用防腐措施）。环形接地母线做好后，将室内所有用电设备及金属门窗、暖气、自来水管道等与环形接地母线相连接。 

    （2）室外敷设环型接地母线的方式。对于室内房间间隔较多，敷设室内环型接地母线比较困难的小二楼型微波站，我们采用了在室外一、二层位置敷设环型接地母线的方式。在小二楼型微波站的室外墙壁上，距室内地面20~30cm的位置，分别敷设固定环型接地母线，环型接地母线采用40mm×4mm的镀锌扁钢（抗锈蚀），然后根据室内房间间隔大小，分别从室外环型接地母线引进1~2根接地线，同室内的用电设备及金属构件相连接。室外环型接地母线在四角处与室外屋顶上的均压带、铁塔栈桥等相连接，然后在对称四点与微波站地下接地带相连接。 

    （3）对于孤立的小二楼型微波站的接地网，在做好铁塔同微波楼之间两点以上的接地就可以了。而对于处在变电所内或附近的微波站，由于微波站的自来水管道、暖气管道、电源线、音频电缆等都与变电所有联系，一但变电所遭受雷击或单相接地等过电压发生时（若两个接地网之间没有做好连接），就会在两个地网之间发生电位差，对微波站的人员和设备构成威胁。因此，一定要接好微波站与变电所之间的等电位连接，通常采用的方法是用一根40mm×4 mm的镀锌扁钢分别把两个地网连接起来，以保证2个地网处于等电位状态。 

2.    高山无人值守型微波站 

    高山无人值守型微波站，都处在当地最高点的位置，相对于平原地区的微波站更容易遭受雷击，而雷电流侵入的两条主要途径就是微波铁塔和交流输电线路。 

在铁塔上对高频馈线外导体采用2~3点接地，高频馈线进机房后，就近与室内接地环母线相连，在交流输电线路上，采用了输电线路上增设避雷线的方式。通常是在离微波站附近的输电线路的电线杆上加装防雷保护线，每一空杆的避雷线都要接地。在山上微波站的电源变压器，高低压侧都要加装避雷器。在交流电源线穿铁管地埋（深度1m，长度要大于10m）进入机房后，再串接1：1的电源隔离变压器，以提高雷电流入侵机房的隔离度。然后在交直流配电屏通信设备电源入口端，分配加装防雷组件及压敏电阻等。由于电源系统采用了多级防雷保护措施，所以该方案在改进和完善工作中实施后，从未发生一起因电源系统遭雷击而损坏通信设备的事故。

3．              塔楼式微波站 

这种类型的微波站通常是同办公室及其它专业机房设在一个楼内，而微波铁塔都在楼的顶部，对于这类微波站主要是做好高频馈线的防雷接地、塔灯电源的接地。由于塔楼型微波站的铁塔相对比较矮，通常在塔上馈线做两点接地就可以了。馈线进入机房后，一定要就近与环型接地母线连接，以保证感应雷电过电压进入高频馈线后迅速通过接地点泄放掉。塔灯的电源线采用铅皮或铠装电缆，电缆要直接敷设固定在铁塔上，保证电缆外皮与铁塔多点连接。塔灯电源的室内部分，加装防雷组件以防止雷电流通过塔灯电源线串入室内电源盘。

微波机房室内部分，可以机房内四周敷设环型接地母线，或将接地母线铺设在环型的地沟中，然后将设备就近接地，金属门窗等也就近与环型接地母线相连。由于塔楼型微波站通常是有人值守型微波主站、中心站或总站，对于数字微波的监控系统的防雷显得更为重要。在不影响传输监控信号的同时，可在数据监控通道加装防雷器件，这样防雷效果会更好。

需要指出的是对于塔楼型微波站（微波站在办公大楼里），由于楼内有计算机机房、远动机房、交换机机房等其它专业机房，所以要求微波机房防雷接地与办公楼的建筑钢筋、原土建时的预留接地点等，多点相连保证其等电位形成一个完整的“法拉第笼”。同时也要做好微波机房的接地系统与计算机、远动、交换机等机房的等电位，因为微波机房与这些机房联系较多，各种音频电缆、同轴电缆，相互之间的连接复杂，一旦某个机房的电位升高都会对其它的机房造成威胁，因而与其它专业机房的连接拟采用专门敷设2条接地线为好。而对于专业机房要求接地系统必须独立成网的情况时，微波机房与这样的专业机房（如计算机机房）地网之间宜采取相应的措施，如在微波机房的接地网与专业的接地网之间采用二极管隔离措施，防雷元件隔离措施等。做到正常时，两个地网之间相互隔离，互不干扰。一旦某个地网地电位升高，将会击穿两个地网之间的隔离二极管或防雷组件，使两个地网的地电位又达到等电位的目的。

4．              无源转接微波站 

由于我省山区较多，地理结构复杂，对于无源转接微波站的防雷接地如何做，一直未得到比较明确的答复，对地理结构比较正常的无源转接站，接地电阻可做到10Ω以下时，通常是按照其它有源微波站的防雷接地措施做就行了。对于周围都是岩石的山顶，接地引下线要引出上百米再做接地体的无源转接站来说，这样的接地效果并不好而且费用高，我们认为它既然是无源转接微波站，根本就没有用电设备，所以也就不存在雷电击坏设备的可能。即便雷电真的击中铁塔上的避雷针，也不会对天线构成威胁。因此在对微波站的防雷系统改进和完善过程中，对于高山上的无源转接站防雷接地问题根本没有考虑，而且经过几年的实际运行证明，无源转接站未发生雷击事故。

5．              综合实例分析 

    我省电力系统微波电路，从单一的哈尔滨－齐齐哈尔的国产模拟微波电路，发展到哈尔滨－牡丹江、哈尔滨－长春－沈阳、哈尔滨－佳木斯－双鸭山、哈尔滨－大庆－齐齐哈尔－伊敏等进口数字微波电路。由于微波电路具有容量大、通信质量好、可靠性高、抗自然灾害能力强等优点，所以微波通信已经成为我省电力系统业务及行政联系的主要通信手段。正是由于数字电路的发展，大规模集成电路的采用，相应地也带来了通信设备电子元件抗雷电冲击能力下降，很容易造成通信设备及电源系统的损坏。我省各地区的雷电日通常在26~33日/年，与全国其它省份相比属偏少地区，但在防雷设施改进和完善工作实施之前，每年都有微波站遭受雷击，造成微波站通信设备损坏或电路中断的事故。在哈尔滨－牡丹江微波电路中，尚志微波站由于遭受雷击造成用户板、接口板等复接器设备损坏。该站属于典型的小二楼型微波站，处在尚志变电所外，该地区属半山区平坦地带，塔高84m，接地电阻1.5Ω。遭雷击损坏设备后，经现场测试分析认为，遭受雷击引起复接器设备损坏的主要原因是，微波站与变电所之间的地电位不平衡，雷电通过微波站与变电所之间的音频电缆串入通信设备，是造成复接器损坏的直接原因。因而我们在防雷设施改进和完善工作中，对于这种处于变电所内或附近的微波站（小二楼型），在保证微波塔接地电阻尽量小的同时，主要是做好微波站与变电所之间的电气回路、音频回路、自来水管道、暖气管道等的两端接地，保证至少2条镀锌扁钢做为变电所和微波站两个地网之间的可靠连接（焊接）。在哈尔滨－牡丹江微波电路中，九江微波站也曾遭受雷电冲击，造成电源盘、整流器等设备损坏。该站位于山区属当地最高点，塔高30m铁塔接地电阻10Ω以下为无人值守型微波站。从该站遭受雷击损坏电源系统的情况分析，雷电流主要是从输电线路引入的。该站的电源变压器是安装在山下，距山上微波站1km处的位置。由于低压输电线路较长，直击雷落到输电线路上或落地雷在输电线产生的感应过电压，经过输电线路直接串入微波站，击坏微小站的电源系统。因而在微波站防雷接地系统的改造过程中，对于这一类的高山无人值守型微波站在降低铁塔接地电阻的同时，主要是采取一些相应的措施堵住雷电流通过办电线路进入微波站。主要采取的措施是，在输电线路进入微波站之前，在输电线路的上方增设避雷线，避雷线要多点接地。 
 

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