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高山微波站的防雷

我省高山微波站一般都处在海拔一千多米的山峰上，由于山高树木少，极易成为雷击的目标。山上土少石头多，接地电阻很难降得很低，有的站达20--30Ω，使雷电流的泄放造成很大困难。也有的站地线没有形成一个环形封闭网，难以做到电位均衡。因此各高山微波站均不同程度的遭受过雷击。为保证电路传输，减少雷击现象，应根据我省高山微波站特点，采用切实可行的防雷措施。
通过多年实践，人们发现雷电作为一种破坏因素时，其呈现的形式不是单一的，有直击雷、感应雷、雷电入侵波等，而雷电对现代某一特定对象的破坏渠道也不是单一的，有空间通道、馈线通道、信号通道、供电通道、地电位反击通道、地电流反冲通道和落雷点高位冲击通道等。而人类社会发展至今，如防雷技术水平还局限于任何一个单一的防雷器件，就无法保证所有保护对象的防雷安全。采用综合治理、整体防范、多重保护、层层设防的综合防治雷害的方针是行之有效的，或者说采用各种特定的防雷器件，构成特定的工程网络，在某一特定的保护空间的一切进雷通道上，采用引、泄、堵、消、防、避的方法，来保护被保护对象(通信设备、人身、房屋)安全。网络的设计和网络工程的规模又和当地的技术经济条件，所处地域的雷暴日数，保护对象性质，配置器件的连接方式及遭雷击历史等有密切关系。要保证设备群体安全、操作人员安全必须在该整体的一切进雷通道上消散、疏导、抑制掉直击雷、感应雷和雷电入侵波。
一、避雷针防雷
1752年富兰克林发明了世界上第一根避雷针，当时认为避雷针在雷雨云的感应下，产生尖端放电，能中和雷雨云中所带的电荷，从而避免雷击，而经过多次实验表明，避雷针在雷雨云的电场作用下，所释放的电量一般只有几个微安到几十个微安，而一次中等的雷电能释放大约25—30库仑的电量，相当于几千根避雷针在几十分钟内放电的总电量，从而指出，避雷针在雷暴期间放电电流太小了，它的作用是把闪电引向自身，并沿着它流入大地。而避雷针所产生的二次效应，即感应过电压和反击过电压，避雷针本身无法解决。传统的阀式避雷器、真空放电管等，也已不适应现代通信设备的避雷要求，已停用。氧化锌避雷器由于导通性能好，导通时间快而被广泛应用，但它的残压较高，对高速率或精密设备仍难以胜任防雷需要。例如：当di／dt＝100kA／2.6μs时避雷针的二次雷击效应在附近平行导线上产生的感应电压：
Vj＝0．2[λn1000／a-l／2]di／dt×l0-6
式中a为避雷针至平行导线的距离
算出平行导线感应电压与距离的关系：
通过避雷针的雷电流产生的高电位反击效应：
Vx＝LoHdi／dt十ir十iR
式中：
r为测试点至接地体的电阻
i通过引下线的雷电流100kA
Lo为引下线单位长度电感
Lo＝1．67／μH／m
H为测试点距大地的高度，取H＝l0
R为接地电阻
当r＝0，R＝10Ω时，Vx＝1．6MV
当r＝0，R＝0时，Vx＝0．6MV
从以上情况看，避雷针局限性集中反映在di／dt上，如想法减少di／dt时，即减少△i，增加dt值，都会使避雷的效果提高。目前，常用的避雷针有几种基本形式，一是传统的避雷针，主要是吸引雷电流，通过良好的接地将雷电流传导到地，来保护特定目标。二是提早电流发射终端，它的曲率半径较大，有更强的积累电荷的能力，由于这个积累，它将在更远的距离内击穿空气发射电流，因此更易于与雷击的步进先导放电接通，拦截了附近目标的雷击，如接闪器就是利用这个道理。三是电子流延缓发射装置，它的曲率半径小，积累电荷很少时就会尖端放电，放散电荷形成电晕，降低目标顶端电势，避免或延缓离子化通道的形成，减少雷击的几率。还有根据阻抗限流和钳位分流原理开发的避雷针。避雷的关键是引雷入地，入地好就可以减少或避免雷击，引雷入地传统的方法用扁铁引雷入地，也有的用铜线引雷入地，还有的用引线电缆引雷入地，这是较好的方法，同轴电缆特性阻抗低，使雷电流直接入地，同时有两层屏蔽，大大减少了雷电的感应电压，保护了特定防雷目标。
微波通信天线比较高，馈线较长，馈线接地良好是避雷的良好措施之一，因此要求馈线在天线端、中间、进机房前采取三处接地处理，馈线较长的可在中间增加接地点，保证接地良好，以进行多级防护。
目前，有些厂家为满足现代化设备的防雷需要，研究开发了新型避雷针装置，如中光的ZGZ系列、ZGU系列，易事达接闪器和引线电缆装置等。
二、接地电阻的降低
在传统的接地工程中，通常使用扁铁、铜捧等作接地材料，山区沙石或高阻土壤使用时，需加入食盐、木炭等、后发展为化学降阻剂以及非金属接地模块，均使接地电阻有所降低。
l、非金属接地模块具有较强的保湿性，吸湿性，充分发挥了接地体中电解质的导电作用，增大了接地体和土壤的接触面积，从而增大了接地体本身的散流面积，减少了接地体和土壤的接触电阻。
2、化学降阻剂是普遍使用的一种接地材料，