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通信设备设施集中监控系统的雷电防护探讨

第一篇：通信设备设施集中监控系统的雷电防护探讨人防通信设备监控系统的雷电防护探讨摘要:在简要分析通信设备设施集中监控系统雷击损坏的主要原因和雷电浪涌侵入途径的基础上，提出了监控系统雷电防护的基本措施。简单介绍了人民防空通信设备监控系统雷电防护的主要技术特点。Abstract:afterabriefanalysisofcentralizedmonitoringsystemofcommunicationequipmentandfacilitiesthemaincausesoflightningdamageandlightningsurgeinvasionpathwaysasthebasis,putforwardmonitoringsystemlightningprotectionmeasures.Briefintroductionofthecivilairdefensecommunicationsequipmentmonitoringandcontrolsystemoflightningprotectioninthemaintechnicalcharacteristics.关键词:监控系统雷电浪涌雷电防护布线线路屏蔽等电位连接浪涌保护器Keywords:Monitoringsystemlightningsurgeprotectionagainstlightningshieldingequipotentialconnectionwiringlinesurgeprotector引言近年来，随着集中监控系统在人防指挥信息保障系统特别是移动通信基站中的广泛应用，监控系统因遭受雷击而损坏的事故时有发生。这种状况不仅不利于通信网的长期稳定、可靠运行，还造成人力、物力和财力上的浪费。因此，如何做好监控系统的雷电过电压防护，有效降低雷击事故发生率，是摆在运营商和设备制造商面前的一个重要问题。概述雷电浪涌造成监控系统损坏的主要原因有：首先，监控系统采用了大量的高集成度微电子元器件，而这些元器件本身抗干扰的能力很低。随着微电子技术的迅猛发展，微电子元器件不断涌现，其集成度越来越高，所传递的信号电流也越来越小，对外界的干扰也越来越敏感。其次，人防通信，特别是移动通信基站的实际运行环境比较恶劣。由于大部分人防通信基站内设有铁塔，比周围的建筑物/构筑物都高，遭受雷击的可能性比较大。加之由于技术或经济上的困难，部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施，为站内监控系统留下了雷击隐患。最后，长期以来，人防通信基站设备防雷都是以防止雷电浪涌沿局外线路感应为主，对监控系统等在局站范围内的系统的防雷研究较少。但事实上，由于监控系统的连接线路较多，有些线路的敷设长度可达100～200米甚至更长，一旦这些线路遭受雷电电磁场的影响，将雷电浪涌传到各监控设备的接口电路中去，从而对接口电路产生影响和冲击。近年来，国内外相关标准对局站范围内部的各种通信系统（包括监控系统）的防雷问题也日益重视。如国际电信联盟(ITU)的K.40建议[1]对电信中心的雷电电磁脉冲的防护提出了指导性方法，而K.41建议[2]则规定了电信中心内部的通信线路和设备端口的浪涌抗扰性要求。这两个建议的提出表明，国际上已经开始重视通信局站内部设备的雷电浪涌的抗扰性要求。而在最新的通信行业标准YD/T5098-2001[3]中也已经明确提出监控系统的雷电过电压保护的设计要求。2雷电浪涌侵入集中监控系统的途径任何一个电磁干扰都必须具备以下三个条件：首先是干扰源，其次是传递干扰能量的途径或媒介（耦合途径），最后是对干扰产生反应的设备（敏感设备）。干扰源、耦合途径和敏感设备被称为干扰三因素。为减小到达敏感设备的干扰能量，必须先弄清干扰源的性质、干扰的耦合方式以及敏感设备自身的耐受能力，才能有的放矢，提出最有效的解决办法。本文所考虑的干扰源就是雷电电磁脉冲（LEMP），它包括雷电放电电流以及雷电放电时在其周围空间产生的瞬态电磁场，反映在设备上就是雷电浪涌；敏感设备就是监控监控系统；对监控系统而言，雷电浪涌的耦合途径主要有：1、近场感应。雷击通信局站或其邻近区域时，会在其周围空间产生强大的瞬态电磁场，该电磁场会在处于其空间范围内的金属导线上感应出一定幅值的瞬态过电压（主要是磁场感应），感应过电压的大小主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度、各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。它主要施加在与线缆相连的设备端口上，以共模分量为主，差模分量的大小则视线缆的结构型式而定。感应过电压是造成通信局站内监控系统雷击损坏的主要原因。2、公共地阻抗耦合。雷击时，雷电流沿接地体入地时会引起接地体的地电位升高，如果设备或系统布置不当或者接地不当，会在接地系统与设备间