论文部分内容阅读
摘 要：在通信工程领域，防雷工作是十分重要和关键的一项工作，这是因为通信设备本身对电压的稳定性要求较高，若不做好防雷工作，那么势必将会严重影响到通信设备的电压，出现过电压现象，导致通信设备失灵，甚至还可能被雷电击毁。通信电源作为通信工程系统中的重要组成部分，做好其防雷防护工作自然也十分有必要。现本文就主要对通信电源的防雷防护工作进行探究分析。
关键词：通信；电源；防雷；危害
据相关调查数据显示，在通信系统的运行中，通信设备的损坏原因有八成以上都雷电危害。由此可见，雷电可以说是通信设备的主要杀手之一，我们在日常的通信工程管理维护工作中，一定要将防雷措施当做重点工作来看待。尤其是当前，通信事业得到了飞速的发展，在各个行业领域中都发挥着非常重要的作用，若雷电破坏了通信设备，将会给通信系统功能的发挥造成极大影响。通信电源作为通信设备的供电设备，其本身能够承受的瞬间过电压能力非常弱，必须要对其做好防雷措施，以保证通信电源的正常运行。
1 雷电的防护与常用防雷器件
雷电对通信电源及其供电设备造成的危害大部分是感应雷产生的过电压和地电位升高反击通信电源及其用电设备。目前引雷入地是雷电防护最基本的措施。另外还有等电位法和雷云驱散法。等电位法是在构筑建筑物时将所有导电物体（如钢筋、金属管道、金属门窗等）均用导体联接成一体，使其感应任何电场时均无电位差，建筑体也就不会遭雷击。雷云驱散法是西方部分国家用导弹将雷云驱散以防止雷击。
2 通信电源设备的雷电防护
三级防雷是通信电源设备必要的防护措施。由于通信局（站）的建筑物及机房内的电源设备及其他通信设备遭受直击雷或感应雷破坏的程度不同，所以对局（站）内的通信系统，应按雷击电磁场及电压、电流冲击波在通信系统各个交界处具有不同的强度分别采用相应的措施进行分级保护，这样才能使雷击的损失减少到最低程度。
如果将整个通信局（站）做为一个防雷的被保护整体（包括建筑物），一般是按建筑物整体、出入局（站）的电力电缆、机房内通信电源的交流配电设备及整流器的先后顺序将局（站）的通信电源系统划分为四级防雷保护区。
第Ⅰ级防雷保护设施主要包括通信局（站）建设物顶端的避雷针、避雷网、建筑物墙内的钢框架及钢筋互连结构，局（站）内每层楼的接地汇集线，贯穿整个局（站）楼接地总汇集线，接地引入线及接地网的联合接地方式。第Ⅰ级防雷保护设施一般是与通信局（站）的主体建筑一同设计并且要求一同施工完成。直击雷一旦与避雷针或避雷网发生雷击放电时，雷击浪涌电流将经过建筑物内的钢框架及钢筋互连结构流入接地引入线，最后经接地网泻放回大地。在雷击电流经过的导电体周围将产生很强的电磁场。
第Ⅱ级防雷保护主要对非直接的感应雷的防护措施，在第Ⅱ级防雷保护区内的设备由于感应雷击的电磁耦合将会感应出的浪涌电压，由于处在此保护区内的通信设备装有防雷过压保护装置，所以雷击感应的浪涌电压经过防雷过压保护装置以脉冲电流的形势释放掉，这个脉冲电流的波形一般为8/20μS。最大峰値电流不会超过20kA。通信局（站）入局的电力电缆，规定埋设于地下進入局内，其金属铠装护套应就近接地，电缆的芯线对保护地加装避雷器。此防雷保护对于上述直击雷保护系统来说可算是第Ⅱ级防雷保护。但对于通信电源设备来说则是第Ⅰ级防雷保护（该避雷器有时装在入局的交流配电屏内）。通信电源的第Ⅱ级防雷保护一般装在高频开关整流器的交流配电屏内。由于前面防雷保护的衰减，到达开关电源交流配电屏输入端的浪涌电压将被限制在4kV以下。因此开关电源交流配电屏输入端承受的雷击浪涌电压及浪涌电流都会明显减小，这一级的防雷保护器的通流量一般在15kA以下，残压在1.3kV-1.5kV，就可以对电源设备进行有效的保护。
通信电源的第Ⅲ级防雷保护一般在高频开关整流器整流模块的输入电路并联金属氧化锌压敏电阻，把尖峰电压的能量吸收掉，从而使整流模块得到保护。
3 通信电源常用防雷器及技术参数
3.1 阀式避雷器
又称阀型避雷器，由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内。火花间隙用铜片冲制而成，每对间隙用云母垫圈隔开。正常情况下，火花间隙阻止线路上工频电流流过，但在雷电过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片是用陶料粘固起来的电工用金刚砂（碳化硅）颗粒组成的。这种阀片具有非线性特性，正常电压时，阀片电阻很大；过电压时，阀片电阻变得很小。因此阀型避雷器在线路上出现过电压时，其火花间隙击穿，阀片能使雷电流顺畅地向大地泄放。当过电压一消失，线路上恢复工频电压时，阀片又呈现很大的电阻，使火花间隙的绝缘迅速恢复而切断工频续流，从而保护线路恢复正常运行。
必须注意：雷电流流过阀片电阻要产生电压降，这就是残余的过电压，称为残压。这个残压要加在被保护的设备上，如超过设备绝缘允许的耐压值，设备绝缘仍要被击穿。
3.2 排气式避雷器
通称管型避雷器，由产气管、内部间隙和外部间隙等三部分组成。产气管由纤维、有机玻璃或塑料制成。内部间隙装在产气管内，一个电极为棒形，另一个电极为环形。
当线路上遭到雷击或感应雷时，过电压使排气式避雷器的外部间隙和内部间隙被击穿，强大的雷电流通过接地装置入地。但是，随之通过避雷器的是供电系统的工频续流，其值也很大。雷电流和工频续流在管子内部间隙发生强烈电弧，使管子内温度急剧升高，产生大量灭弧气体。由于管子容积很小，这些气体的压力很大，因而从管口喷出，强烈吹弧，在电流第一次过零时电弧既可熄灭，全部灭弧时间至多0.01s。这时外部间隙的空气恢复了绝缘，使避雷器于系统隔离，恢复系统的正常运行。
排气式避雷器具有残压低的突出优点，且简单经济，但动作时有气体排出，因此只用于室外供电线路上。
3.3 金属氧化物避雷器
又称压敏避雷器，这是一种没有放电间隙只有压敏电阻片的新型避雷器。压敏电阻片是由氧化锌或氧化铋等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的阀阻特性。在工频电压下，它呈现极大的电阻，能迅速有效地抑制工频续流；而在过电压下，其电阻又变得很小，能很好地泄放雷电流。压敏避雷器的几项技术参数主要是压敏电压（U1mA）、漏电流、残压、通流容量、响应时间。
结束语
总之，通信系统是当前生产中不可缺少的一个基础系统，必须要保证通信系统的正常运行，为生产提供通常的通信通道。作为通信系统中的供电系统，通信电源的重要性不言而喻，若其遭受雷电影响而出现损坏现象，将会造成通信系统的瘫痪。为此必须要做好电源的防雷措施，避免雷电对通信设备造成危害，提高通信系统的运行稳定性与可靠性。
参考文献
[1]苏金友.通信电源设备的雷电过电压防护分析[J].电子技术与软件工程，2013（8）.
[2]王学孟，郭志勇，容翠莲.浅谈电子设备的雷电防护[J].广东科技，2011（10）.
[3]刘民.高速公路机电系统雷电防护技术应用研究[J].科技风，2011（23）.
[4]杨畅，王帅.通信站电源系统防雷设计与应用[J].中国高新技术企业，2009（15）.
关键词：通信；电源；防雷；危害
据相关调查数据显示，在通信系统的运行中，通信设备的损坏原因有八成以上都雷电危害。由此可见，雷电可以说是通信设备的主要杀手之一，我们在日常的通信工程管理维护工作中，一定要将防雷措施当做重点工作来看待。尤其是当前，通信事业得到了飞速的发展，在各个行业领域中都发挥着非常重要的作用，若雷电破坏了通信设备，将会给通信系统功能的发挥造成极大影响。通信电源作为通信设备的供电设备，其本身能够承受的瞬间过电压能力非常弱，必须要对其做好防雷措施，以保证通信电源的正常运行。
1 雷电的防护与常用防雷器件
雷电对通信电源及其供电设备造成的危害大部分是感应雷产生的过电压和地电位升高反击通信电源及其用电设备。目前引雷入地是雷电防护最基本的措施。另外还有等电位法和雷云驱散法。等电位法是在构筑建筑物时将所有导电物体（如钢筋、金属管道、金属门窗等）均用导体联接成一体，使其感应任何电场时均无电位差，建筑体也就不会遭雷击。雷云驱散法是西方部分国家用导弹将雷云驱散以防止雷击。
2 通信电源设备的雷电防护
三级防雷是通信电源设备必要的防护措施。由于通信局（站）的建筑物及机房内的电源设备及其他通信设备遭受直击雷或感应雷破坏的程度不同，所以对局（站）内的通信系统，应按雷击电磁场及电压、电流冲击波在通信系统各个交界处具有不同的强度分别采用相应的措施进行分级保护，这样才能使雷击的损失减少到最低程度。
如果将整个通信局（站）做为一个防雷的被保护整体（包括建筑物），一般是按建筑物整体、出入局（站）的电力电缆、机房内通信电源的交流配电设备及整流器的先后顺序将局（站）的通信电源系统划分为四级防雷保护区。
第Ⅰ级防雷保护设施主要包括通信局（站）建设物顶端的避雷针、避雷网、建筑物墙内的钢框架及钢筋互连结构，局（站）内每层楼的接地汇集线，贯穿整个局（站）楼接地总汇集线，接地引入线及接地网的联合接地方式。第Ⅰ级防雷保护设施一般是与通信局（站）的主体建筑一同设计并且要求一同施工完成。直击雷一旦与避雷针或避雷网发生雷击放电时，雷击浪涌电流将经过建筑物内的钢框架及钢筋互连结构流入接地引入线，最后经接地网泻放回大地。在雷击电流经过的导电体周围将产生很强的电磁场。
第Ⅱ级防雷保护主要对非直接的感应雷的防护措施，在第Ⅱ级防雷保护区内的设备由于感应雷击的电磁耦合将会感应出的浪涌电压，由于处在此保护区内的通信设备装有防雷过压保护装置，所以雷击感应的浪涌电压经过防雷过压保护装置以脉冲电流的形势释放掉，这个脉冲电流的波形一般为8/20μS。最大峰値电流不会超过20kA。通信局（站）入局的电力电缆，规定埋设于地下進入局内，其金属铠装护套应就近接地，电缆的芯线对保护地加装避雷器。此防雷保护对于上述直击雷保护系统来说可算是第Ⅱ级防雷保护。但对于通信电源设备来说则是第Ⅰ级防雷保护（该避雷器有时装在入局的交流配电屏内）。通信电源的第Ⅱ级防雷保护一般装在高频开关整流器的交流配电屏内。由于前面防雷保护的衰减，到达开关电源交流配电屏输入端的浪涌电压将被限制在4kV以下。因此开关电源交流配电屏输入端承受的雷击浪涌电压及浪涌电流都会明显减小，这一级的防雷保护器的通流量一般在15kA以下，残压在1.3kV-1.5kV，就可以对电源设备进行有效的保护。
通信电源的第Ⅲ级防雷保护一般在高频开关整流器整流模块的输入电路并联金属氧化锌压敏电阻，把尖峰电压的能量吸收掉，从而使整流模块得到保护。
3 通信电源常用防雷器及技术参数
3.1 阀式避雷器
又称阀型避雷器，由火花间隙和阀片组成，装在密封的瓷套管内。火花间隙用铜片冲制而成，每对间隙用云母垫圈隔开。正常情况下，火花间隙阻止线路上工频电流流过，但在雷电过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片是用陶料粘固起来的电工用金刚砂（碳化硅）颗粒组成的。这种阀片具有非线性特性，正常电压时，阀片电阻很大；过电压时，阀片电阻变得很小。因此阀型避雷器在线路上出现过电压时，其火花间隙击穿，阀片能使雷电流顺畅地向大地泄放。当过电压一消失，线路上恢复工频电压时，阀片又呈现很大的电阻，使火花间隙的绝缘迅速恢复而切断工频续流，从而保护线路恢复正常运行。
必须注意：雷电流流过阀片电阻要产生电压降，这就是残余的过电压，称为残压。这个残压要加在被保护的设备上，如超过设备绝缘允许的耐压值，设备绝缘仍要被击穿。
3.2 排气式避雷器
通称管型避雷器，由产气管、内部间隙和外部间隙等三部分组成。产气管由纤维、有机玻璃或塑料制成。内部间隙装在产气管内，一个电极为棒形，另一个电极为环形。
当线路上遭到雷击或感应雷时，过电压使排气式避雷器的外部间隙和内部间隙被击穿，强大的雷电流通过接地装置入地。但是，随之通过避雷器的是供电系统的工频续流，其值也很大。雷电流和工频续流在管子内部间隙发生强烈电弧，使管子内温度急剧升高，产生大量灭弧气体。由于管子容积很小，这些气体的压力很大，因而从管口喷出，强烈吹弧，在电流第一次过零时电弧既可熄灭，全部灭弧时间至多0.01s。这时外部间隙的空气恢复了绝缘，使避雷器于系统隔离，恢复系统的正常运行。
排气式避雷器具有残压低的突出优点，且简单经济，但动作时有气体排出，因此只用于室外供电线路上。
3.3 金属氧化物避雷器
又称压敏避雷器，这是一种没有放电间隙只有压敏电阻片的新型避雷器。压敏电阻片是由氧化锌或氧化铋等金属氧化物烧结而成的多晶半导体陶瓷元件，具有理想的阀阻特性。在工频电压下，它呈现极大的电阻，能迅速有效地抑制工频续流；而在过电压下，其电阻又变得很小，能很好地泄放雷电流。压敏避雷器的几项技术参数主要是压敏电压（U1mA）、漏电流、残压、通流容量、响应时间。
结束语
总之，通信系统是当前生产中不可缺少的一个基础系统，必须要保证通信系统的正常运行，为生产提供通常的通信通道。作为通信系统中的供电系统，通信电源的重要性不言而喻，若其遭受雷电影响而出现损坏现象，将会造成通信系统的瘫痪。为此必须要做好电源的防雷措施，避免雷电对通信设备造成危害，提高通信系统的运行稳定性与可靠性。
参考文献
[1]苏金友.通信电源设备的雷电过电压防护分析[J].电子技术与软件工程，2013（8）.
[2]王学孟，郭志勇，容翠莲.浅谈电子设备的雷电防护[J].广东科技，2011（10）.
[3]刘民.高速公路机电系统雷电防护技术应用研究[J].科技风，2011（23）.
[4]杨畅，王帅.通信站电源系统防雷设计与应用[J].中国高新技术企业，2009（15）.