简论通信电源及其电子设备的防雷技术

简论通信电源及其电子设备的防雷技术

龚华刚

关键词：通信电源；电子设备；防雷技术

1、通信电源及其电子设备防雷的简述

1.1通信电子设备由于雷击而受损的基本原理

受到电云负电的感应，会让电子设备在地面上积累一定的正电荷，在此种条件下，雷云与地面间会产生一些电厂。由此可见，若电荷的密集度达到程度点，就会产生临界值，进而会发生向下的雷云阶梯式放电情况。若地面的物体与雷云间存在一定的距离，在强电场的影响下，会产生地面物体放电问题，继而出现向上的雷云放电现象，若两者相汇合，最终会形成一个完整的雷电通路系统。一旦发生雷电问题，雷电流会穿过金属物体，进而会产生一定的冲击电压，最终会顺着物体进行扩散与蔓延，最终引发一系列的雷电危害。

1.2通信电源防雷设备的作用

防雷器在通信设备中所起到的作用就显得尤为重要，就是要求在最短的时间（纳秒级）释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。使用避雷器，接线也一定要按要求，接线标志正确接线，接地线用截面积不小于25mm的绝缘黄绿铜导线，接地线长度尽可能的短，以减少接地电阻。而且要定期检查电源避雷器的工作情况：避雷器正常时，工作指示灯绿灯亮，当避雷器上劣化指示灯亮时，表明该避雷器内部重要元器件失效，需要立即更换。在低压配电中使用的电源防雷箱的雷电计数器范围在0-99次，电源防雷箱是当感应雷电侵入电源传输线路时避雷器的防雷组件以纳秒级的速度呈低电阻状态，迅速将雷电流泄放至大地，并且把雷电流引起的过电压限制在被保护设备的允许承受范围内，以确保设备安全运行，使电源设备免于受损。

还有由于所有机房电力供给都是由高压设备经过变压器到低压配电设备引入，这些设备的防雷保护也经在设备中及电力供给部门实施，因此对于UPS电源系统的防雷也是不容忽视的，考虑到机房不同用电设备耐压能力，要采用的防雷方案，防护效果一定是稳定可靠的。由于UPS不间断电源设备是机房各系统用电设备高质量用电环境的唯一重要设备，并且是由市电供电转入机房的重要途径，所以将对UPS不间断电源的保护做了三级保护，一级保护，在机房配电柜前装三相电源防雷器，二级保护在UPS电源前装三相电源防雷器，三级保护，在重要设备处装电源防雷插座。以确保服务器，数据传输系统监视监控设备，交换机等重要通信设备，安全稳定可靠的运行。

2、雷击对通信电源及其电子设备的主要危害

2.1雷击对通信电源的危害

2.1.1雷电具有很强电流，如果雷电直接和物体接触，就会产生非常强大的瞬间电流，然后快速转化为机械能，导致物体被损坏。当雷电击中避雷针或者接闪器时，其蕴涵的电流就会向地面逐渐释放，就会瞬间提升对地电位，其电流就会向周围的物体进行跳击，进而发生更大的损坏。雷电流大致可以发分为三大类，第一类：200kA、10/350s；第二类：150kA、10/350s；第三类：100kA、10/350s。就第一类而言，200kA的电流，由整个电力系统共同承担，通常情况下，电源能够承受100kA的电流，也就雷电流的50%，就三相四线而言，每条线路分担的雷电流大为25%也就是25kA，剩下的50%由通信网络和地网成本承担，从这几组数据中可以看出，加强对电源防雷系统的保护显得非常重要；

2.1.2感应雷破坏，也就二次破坏，根据安培定理可知，磁可以生电，电也可以生磁，当雷击发生以后，就会在周围产生很大的交变磁场，使得附近所有的金属物体都产生一定的感应电流，进而发生火灾或者爆炸，损坏通信网络的电源系统和相应的电子设备。

2.2雷击对电子设备危害

雷电流会促使电网地位升高，通过与电子设备相连的线路，进入电子设备中，从而损坏电子设备造成直接损伤。雷电流在进入地面时，会产生强大的磁场，就会在金属物体上形成感应电流，导致电气设备在运行过程中形成过电压，从而造成电子设备损坏。

3、通信电源及其电子设备的防雷保护技术

3.1通信电源防雷保护技术

3.1.1一级保护通信电源防雷保护技术

一级保护主要目的防止雷电流随着架空进入室内对相应的设备造成损坏。也是防止通信电源被损坏第一重保护，泄放电流控制在25kA，从而积极吸收高压脉冲，防止内部感应电流对配电系统造成损坏，一级保护也是通信站的防雷总保护系统，能够行之有效的保护配电系统上免受雷击损失。

3.1.2二级保护通信电源防雷保护技术

二级保护通信电源防雷保护技术，是根据防雷设计原理和雷区的总体划分，为最大限度上避免雷击对通信电源的损坏，在电源柜上专门安装一台三相电源防雷器，其泄流为20kA，主要原理是通过吸收从配电前端引入的高压脉冲，从而达到保护通信电源的目的。

3.1.3三级保护通信电源防雷保护技术

三级保护通信电源防雷保护技术也就是直流电源防雷保护系统，在直流电源的配电柜上安装制度安装一台直流防雷器，其泄流为10kA，其主要作用是实现通信电源相关设备的精细化保护，通过吸收少设备中的过电压、电磁脉冲的方式，把传导下来的雷电流降低到允许范围值当中。

3.2电子设备的防雷保护技术

电子设备的防雷保护的主要技术是在适当的位置安装防雷器，就是要求在最短的时间（纳秒级）释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，进而达到降低设备端口电位差的目的，从而保护电路设备的安全性。在避雷器使用过程中，各种接线必须按照正确的方式进行连接，确保每根接地线的截面积都在25平方毫米以上，接地线的长度尽可能短，从而达减少接地电阻的目的。并定期对避雷器的工作状态进行全方位检测，当避雷器能够安全稳定运行时，工作指示灯绿灯常亮，如果在检查过程中发现绿色指示灯不亮或者闪烁不定，也就说明给避雷器某工作元件发生损坏，需要及时维护或者更换，在低压配电中使用的电源防雷箱的雷电计数器范围在0～99次，电源防雷箱是当感应雷电侵入电源传输线路时避雷器的防雷组件以纳秒级的速度呈低电阻状态，迅速将雷电流泄放至大地。

结束语

通信电源及其电气设备的防雷技术是一项系统综合的工作，并非一朝一夕就能实现的。而且防雷技术属于一种全新技术，在具体应用和完善过程中，并没有刻意借鉴的经验和启示。对此，通过查询相关文献，笔者结合日常工作实践，分析了雷击对通信电源和电子设备的危害，并提出相应的防雷保护措施，希望对于同行可以带来一定的借鉴作用。

参考文献

[1]祁志宏.电力通信网中通信电源故障的分析与维护[J].技术与市场，2014.

[2]赵彦峰.通信电源现状及发展趋势[J].信息技术与信息化，2014.