現(xiàn)代防雷保護(hù)主要有三道防線,第一,外部保護(hù),將絕大部分雷電流直接引入地下泄散;
第二是內(nèi)部保護(hù),即阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號線侵入波危害設(shè)備;第三,過電壓保護(hù),限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過電壓幅值。這三道防線相互配合,各盡其職,缺一不可。
一、一般雷擊破壞的三種主要形式
1.直擊雷:帶電的云層與大地上某一點之間發(fā)生迅猛的放電現(xiàn)象。直擊雷只有在雷云對地閃擊時才會對地面造成災(zāi)害,也就是說直擊雷發(fā)生的幾率較低,而且直擊雷發(fā)生時一次只能襲擊一個小范圍的目標(biāo)。但是由于放電現(xiàn)象發(fā)生過程迅猛,被直接擊中的目標(biāo)會由于放電電流過大而造成較嚴(yán)重的損壞。直擊雷主要對室外物體產(chǎn)生破壞作用,所以把防直擊雷的系統(tǒng)稱為外部防雷系統(tǒng)。
2.二次雷(感應(yīng)雷):雷電在雷云之間或雷云對地的放電時,在附近的戶外傳輸信號線路、地埋電力線、設(shè)備間連接線上產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備,使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害的放電現(xiàn)象。感應(yīng)雷雖然沒有直擊雷猛烈,但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。感應(yīng)雷不論雷云對地閃擊還是雷云對雷云之間閃擊,都可能發(fā)生并造成災(zāi)害。哪怕是一次雷閃擊都可以在較大范圍內(nèi)的多個電子設(shè)備間產(chǎn)生感應(yīng)雷過電壓現(xiàn)象,并且這種感應(yīng)高壓可以通過基站供電線和信號中繼線等引入,并通過傳輸使雷害范圍擴大。感應(yīng)雷發(fā)生時一般對室內(nèi)的用電設(shè)備和電子元器件起到破壞作用,因此把防止感應(yīng)雷和雷電電磁脈沖波(LEMP)破壞的系統(tǒng)稱為內(nèi)部防雷系統(tǒng)。
3.球形雷:一種特殊的雷電現(xiàn)象,簡稱球雷。一般是橙或紅色(也有帶黃色、綠色、藍(lán)色或紫色的),或似紅色火焰的發(fā)光球體,直徑一般約為10~20厘米,最大的直徑可達(dá)一米,存在的時間大約為百分之幾秒至幾分鐘,一般是3至5秒,一旦遇到物體或電氣設(shè)備時會產(chǎn)生燃燒或爆炸,其主要是沿建筑物的孔洞或開著的門窗進(jìn)入室內(nèi),有的由煙囪或通氣管道滾進(jìn)樓房,多數(shù)沿帶電體消失。球形雷一般發(fā)生的較少,只有在一些特殊的地理環(huán)境或者特殊的基站位置上才會有球形雷的發(fā)生?梢酝ㄟ^鐵塔避雷系統(tǒng)、機房避雷系統(tǒng)、圍墻避雷系統(tǒng)等構(gòu)成多系統(tǒng)多層次的整個站區(qū)防護(hù)系統(tǒng),達(dá)到保護(hù)的目的。
二、外部防雷系統(tǒng)
一般防止直擊雷破壞是通過避雷裝置即避雷針、引下線和接地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完整的電氣通路后,將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀,但雷電會透過多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。對通信基站而言,天饋線系統(tǒng)和機房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊,可以通過合理設(shè)計避雷針的保護(hù)角和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。但需要說明,避雷針必須有足夠可靠,并且有接地電阻盡量小的引下線和接地裝置與其配套,否則,它不但起不到避雷的作用,反而會增大雷擊的損害程度。
避雷器與接地裝置之間的金屬導(dǎo)體稱為引下線。將避雷針通過引下線與大地做良好的電氣連接的裝置稱為接地裝置。接地裝置的作用是把由避雷針和網(wǎng)絡(luò)屏蔽引來的雷電流盡快地放瀉到大地中去,以保護(hù)人員、設(shè)備和建筑物的安全。
所謂的接地網(wǎng),是把需要接地的各系統(tǒng)統(tǒng)一接到一個地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來的接地網(wǎng)通過地下或者地上用金屬連接起來,使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。在接地處理過程中,一定要有一個良好的接地系統(tǒng),因為所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地,從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。如果基站接地系統(tǒng)做得不好,不但會引起設(shè)備故障,燒壞元器件,嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全。