移动通信基站整体的防雷设计方案(4)

防雷与接地的方法

应雷击虽然没有直接雷击猛烈，但其发生的几率比直接雷击高得多。下面我们来 分析一下高压架空线、馈线分别在雷电静电感应、电磁感应作用下是怎样将雷害 引入基站的。

①静电感应

当雷电来临时，雷云底部分布着大量的负电荷，它们将产生静电场。高压架空线路上将感应出大量与雷云底部电荷符号相反的电荷，这种静电感应作用随着与雷云正下方高压架空线路的距离的增大而迅速减小（与距离的三次方成反比）， 如图⒉⒉１所示。在雷云对地面或另一雷云放电后，雷云上所带的电荷，通过闪 击与异种电荷中和。此时，高压架空线路上虽未受到雷击，但已聚积的电荷却产 生了很高的电压，它必然要放电。而由于高压架空线路与大地间的电阻比较大， 感应电荷不能在同样短的时间内相应消失，这样就会形成高压架空线路上的感应 高压。

这样形成的感应高电压在高压架空线路可达300～400KV，电荷放电时，将产生一个很大的脉冲电流，其雷击效果虽然比直接雷击小一些，但由于电力线对雷电波的传输损耗小，雷电流几乎无衰减的沿电力线进入电源设备，也会造成设备损坏。

图⒉⒉１ 高压架空线路雷电静电感应示意图

②电磁感应

闪电电流在经铁塔入地过程中，在铁塔周围的空间产生磁场，这种磁场将随时间而变化，其感应作用随着与落雷点的距离的增大而较快地减少（与距离平方成正比），如图⒉⒉２所示。磁场在馈线同轴电缆的金属屏蔽层上激发出感应电流，屏蔽层的电阻会使屏蔽层产生相当高的电压降，此时，由于芯线上没有感应电流，即为电位零点，此电压降就成为屏蔽层与芯线之间的电压。

⒉３ 电磁脉冲辐射

雷电放电产生的第三种物理现象就是电磁脉冲辐射，闪电放电时，其电流是随时间而非均匀变化的。一次闪电往往由几个短脉冲放电组成，脉冲电流向外辐射电磁波，这种电磁脉冲辐射虽然也随着距离的增大而减小，但却比较缓慢（与距离的一次方成反比），闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬态电磁脉冲极其敏感的设备。

随着通信网日趋庞大，通信设备的集成化、数字化程度不断提高。此类设备一般工作电压低、耐压水平低、敏感性高、抗干扰能力低，受雷电影响及损坏的几率增大，即使是几公里以外的高空雷闪或地面雷闪都可能造成设备故障或损坏。 ⒉４ 雷电过电压侵入

当机房建筑物并不处于雷暴活动区域内，或者虽然在雷暴活动区域内，但机房设备已受到防直击雷的避雷装置的保护与屏蔽，有时仍会遭到雷害。其原因可能是在电力电缆、同轴电缆或金属管道上未采用防止雷电过电压侵入的措施。下面以电力电缆为例说明雷电过电压侵入对基站的危害。直击雷或感应雷都可能使电力电缆产生过电压，如图⒉⒉５所示。这种过电压沿着电力电缆从远处雷区或防雷保护区域之外传来，侵入设备内部，使交、直流电源和整流器损坏。由于雷电过电压波沿电力电缆传播的距离远，扩散面大，特别是当地并无雷电活动，工作人员毫无准备的情况下，突然袭来，所以，雷电过电压侵入造成的损失也比较严重。据统计，在电子设备遭受的雷击事故中，雷电过电压沿电源线侵入设备而造成的

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