袁太平
隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)通信也不斷得以發(fā)展壯大。我局近些年形成了以數(shù)字微波、光纖通信、擴頻通信、電力線載波通信等多種通信方式和數(shù)字程控交換機組成的較為完備的通信網(wǎng)絡，而且隨著發(fā)展，通信在電力系統(tǒng)的作用顯得也愈來愈大。另一方面，隨著通信技術的日新月異，設備集成度愈來愈高，體積愈來愈小，而其抗雷的能力卻越來越弱。據(jù)資料顯示，電力系統(tǒng)通信站特別是微波通信站發(fā)生了多起雷擊事件，電力生產(chǎn)造成了巨大的損失，所以加強電力系統(tǒng)通信站的雷電防護，是擺在我們面前的一項艱巨任務。
1．雷電入侵的主要途徑
對于微波通信站，需要充分考慮雷電的入侵方式，只有這樣我們才能有針對性地進行雷電防護，而雷電入侵的主要途徑有：雷電直擊微波塔上的避雷針（或者消雷器等其他受雷裝置），雷電電流經(jīng)鐵塔、地網(wǎng)入大地，地電位升高，對設備反擊，損壞通信設備。雷電經(jīng)天饋線引入機房，經(jīng)機架入地，同軸電纜上產(chǎn)生感應電壓，侵入并損壞微波機。通信機房外接的音頻電纜遭雷擊，通過音頻電纜過電壓入侵損壞通信設備。室外交流電源線遭雷擊，過電壓入侵電源室，通過電源室進一步侵入通信設備。在避雷針、音頻電纜、交流電源線遭雷擊后，一般要經(jīng)過防雷裝置向地泄放電流，從而會在周圍形成強大的磁場，這一磁場會感應出過電壓侵入并損壞通信設備。
雷擊情況是多樣化的，以上幾個方面只是雷擊的主要形式，并未代表全部。所以需要我們依據(jù)通信站實際，認真分析雷擊途徑的多種可能，主動防雷。
2．分析雷擊的一般特點
通過以往一些通信站雷擊情況的資料分析，我們得出以下一些比較普遍的雷擊特點：電源側雷擊率要高。這是因為為了可靠，一般微波站都采用10kV電源供電。但這為雷害提供了一個重要的入侵途徑，若通信站接地情況稍不好，極易遭雷擊。高山微波站雷擊率高。這主要是因為此類通信站地處高山，海拔較高，地質條件惡劣、接地電阻高，受雷擊的可能性較大。地質條件差的微波站防雷難度大，防雷最有效的辦法就是降低接地電阻，接地電阻越小越好。但是地質條件惡劣的通信站，接地電阻較大，且不易解決。遭雷擊的通信站，防雷措施一般都不完善。
3．我局的通信站防雷工作的開展情況
我局現(xiàn)有的玉溪電力大樓微波站、江川微波站、龍馬山微波站、老尖山微波站等四個微波站。我局現(xiàn)已形成了較為完備的調度交換網(wǎng)絡，局內通信網(wǎng)正是通過微波電路與上級進行聯(lián)網(wǎng)，下級匯集信息主要也是通過微波傳至局內。微波線路是我局電力通信的主干聯(lián)系線路之一，責任重大，若出現(xiàn)故障，后果不堪設想，所以通信站防雷一直是我們的一項主要工作。我局四個微波站的簡況如表1所示。
表1 微波站簡況
微波站名 作用 地理簡況
電力大樓微波站 匯集信息 海拔1700m，微波鐵塔10m，位于城區(qū)，屬多雷區(qū)
江川站 匯集信息 海拔1900m,微波鐵塔15m，位于四周空曠的變電站內，屬多雷區(qū)
龍馬山站 中繼站 山頂海拔 2450m，微波鐵塔30m，處多巖地區(qū)，屬多雷區(qū)
老尖山站 中繼站 山頂海拔 1800m，微波鐵塔30m,處多巖地區(qū)，屬多雷區(qū)
我局微波通信站地形、地質和氣候等自然情況比較復雜，微波站所處地區(qū)屬多雷區(qū)，雷電頻繁，特別是架設在山頂?shù)奈⒉ㄌ炀�鐵塔極易遭雷電襲擊。針對此狀況，我局專設通信站防雷負責人，并認真貫徹執(zhí)行頒發(fā)的通信防雷規(guī)程、規(guī)范及技術措施，制定并實施了防止雷害的主要技術對策，并完成對各微波站的防雷接地電阻的年度測量及接地網(wǎng)的完善和改造的工作。
3．1 仔細分析接地網(wǎng)和分流、均壓的關系
微波站接地裝置對雷擊電流起泄流作用，是保證設備和人身安全的重要環(huán)節(jié)。微波站遭雷擊，其主要原因就是接地電阻過大，無法給雷擊電流提供一個良好的泄流條件，致使雷擊瞬間微波站地電位過高，損壞設備，因此，降低接地電阻是關鍵。還有很重要的一點是要把整個接地網(wǎng)連接在一起，并與自然接地網(wǎng)相聯(lián)，構成等位體，實現(xiàn)均壓。
3．2 完成接地網(wǎng)測試和改造
按接地電阻小于4Ω的要求，對微波站接地電阻進行了檢查測試（采用交流－電壓表法），并通過增大接地面積和加灌降阻劑等施工工藝，使其符合要求。表2是我局微波站接地電阻測試值（測試設備為中試所校驗設備）。
表2 微波站接地電阻測量值（單位：Ω）
微波站名 1996年 1997年 1998年 1999年
電力大樓機房鐵塔 0.586
0.577
0.788
0.810
0.768
0.790
0.780
0.820
江川站機房鐵塔 0.590
0.580
0.590
0.580
0.590
0.580
0.590
0.580
龍馬山站機房鐵塔 1.980 2.320 0.280 2.220 1.980 2.020 1.860 1.800
老尖山站機房鐵塔 2.210 2.100
0.180 1.920 0.910 1.980 2.080 1.880
3．3 采取對雷電及過電壓危害的其他功能防范措施
建成并完善均壓接地網(wǎng)，最大限度降低站內設備的電壓差。為了防止雷電危害及通信和人身安全，首先將微波站的接地系統(tǒng)按照均壓等電位理論改造設計，將微波機房防雷接地鐵塔接地，交流變器接地，電力、通信引入電纜外層接地，組成聯(lián)合的大接地網(wǎng)。對四個微波站進行了不同程度的完善和改造，主要進行了以下的一些工作。
（1）天饋線防雷
完善微波天線防雷擊的保護措施。天線鐵塔設避雷針，并經(jīng)25mm2 的銅線直接入地，使雷電流沿最短路徑接入接地網(wǎng)，這樣塔上的天線都在其保護范圍內，免受雷電，而且使天線引下線都多點接地。
天線鐵塔和機房之間裝設支撐電纜的金屬過橋或懸掛電纜的鋼絞線。過橋和鋼絞線在電氣上與鐵塔連通，在電纜進入機房外側時，將過橋和鋼絞線、電纜外護層連在一起，并通過最短路徑與接地網(wǎng)相連，盡可能減少經(jīng)天饋線進入機房的雷電壓幅值。
塔燈電源鎧裝鋼帶屏蔽層采用多點接地，并在機房入口處對地加裝氧化鋅無間歇避雷器，并將零線接地。
（2）機房防雷
首先，設置了防直擊雷的保護措施，如在房頂設置了避雷帶；其次，機房設備防雷擊的保護措施，在機房內設接地匯流排并使機房接地網(wǎng)和微波塔接地網(wǎng)互聯(lián)。
（3）電源引入線防雷
在配電變壓器的高低壓側都安裝了避雷器，在低壓架空線路和終端桿上安裝了避雷器。
（4）交直流電源防雷
交流零線與機房接地母線連接，電源室電源屏的交流輸入前裝設防雷柜等，在交流輸入端裝設避雷器。直流輸出電源采用屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地。直流電源正極線在電源輸出端、機房配電屏輸入端分別接地母線，直流電源負極端線在機房配電屏輸入端加裝壓敏電阻。
