通信设备防雷设计
(武警呼和浩特指挥学院，内蒙古 呼和浩特 010051)
摘 要： 随着大规模集成电路在通信设备的广泛应用,使得通信设备的防雷要求也越来越高。文章从 雷电入侵通信设备的途径入手，依照“综合防护”的原则，从选择通信机房位置、安装避雷 与接地装置、屏蔽与隔离措施、综合布线、等电位连接、共用接地和安装防雷器七个方面对 通信设备防雷设计作了综合阐述。
关键词：通信设备；防雷；雷电电磁脉冲；等电位
中图分类号：TN915.08 文献标识码：A 文章编 号：1007—6921(2009)13—0085—02
通信设备防雷应根据IEC组织提出的DBSG的基本思想，按照“综合防护”的要求进行设计。 在设计前宜做现场雷电环境和电磁环境评估，根据所在地区雷暴等级、设备所在不同的雷电 防护区以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度采用不同的防护措施。具体从以下几方面综合考虑 ：
1 合理选择机房位置
根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB/50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划 分为LPZ0A，LPZ0B，LPZ1，LPZn+1等区。LPZ0A区，在本区内的物体都可能遭到直接雷击， 区内电磁场没有衰减；LPZ0B 区,在本区内的物体不可能遭到直接雷击，区内电磁场也没有 衰减;LPZ1区，在本区内的物体不可能遭到直接雷击，区内的电磁场有可能衰减; LPZn+1区 为后续防雷区。根据以上分区原则,应尽可能把通信机房放在LPZn+1区，以减少雷电电磁脉 冲对通信设备的影响。对高层建筑，还应把机房设在4层以下首层以上的空间内。
2 安装避雷与接地装置
避雷与接地装置可将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散，是防止直击雷破坏的 主要手段。避雷与接地装置主要由避雷针（避雷网、避雷线和避雷带等接闪器）、引下线、 接地体等构成。对通信设施而言，天（馈）线系统和机房建筑物易遭受直击雷的袭击，通过 合理设计、安装避雷与接地装置可以起到有效的保护作用。
安装避雷针或接地装置应该注意以下几点：①避雷针应当高于天线尖端数米，间隔>1.5个 波长，防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果；②避雷地线的直流通路 电阻要足够低，电感尽量小；③接地引入线长度应不大于30m，其材料应采用热镀锌扁钢或 铜排，截面积应不小于40mm×4mm；④为了增大地表层的过电压的泄放面积，可采用埋设有 一定间隔的多根接地体，且相互焊接。对一些重要的通信工程来说，可以考虑安装放射性避 雷装置。
3 屏蔽和隔离措施
比较脆弱或重要通信设备应建立屏蔽室，把闪电以及强干扰的电磁脉波在空间的入侵通道全 部阻断，保护设备安全。屏蔽室与等电位接地端子或接地带进行可靠连接，与其相连的尤其 是进出屏蔽区域的电缆应采用屏蔽电缆，有时为了加强屏蔽作用，还需要将电缆穿入铁管之 内，并将铁管两端以及在防雷区交界处进行等电位连接。
敏感的通信设备尽可能避开或远离雷电和浪涌容易干扰或破坏的地方。比如把通信设备安放 在远离窗户以及大功率电感性或电容性负载的地方；使用光缆进行连接（光缆的加强钢筋应 在两端做等电位接地连接）；不用手或只用带静电手套（手腕）的手直接接触通信设备的元 器件、线路板和端口等。
4 合理综合布线
将容易引起干扰的线缆（比如强电和弱电线缆、架空和非架空线缆、室外进线和室内线缆等 ）分开敷设，并保持一定间距，并且符合国家标准GB/T50311规范的规定；或者利用金属走 线槽进行分开走线。大楼建筑物电气线路的主干线，应敷设在建筑物的电气竖井内，并且应 当避开作为防雷引下线的结构柱子，防止雷电感应高电压的袭击。接入串联型浪涌保护器的 输入和输出线路不应交叉重叠；当闭合线路较长时，闭合线路所包围的面积应尽可能小。通 信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部，并尽可能远离建筑物立柱或横梁。
5 等电位连接
国家标准《建筑物防雷设计规范》GB/50057-94（局部修订条文）明确规定：各防雷区交接 处，必须进行等电位联结。进入建筑物的所有金属导体、管道、电缆的外屏蔽层，应在LPZ0 B 区与LPZ1区交界处或在LPZ1区与LPZ2区交界处作等电位连接与接地，不能直接连接时，应 通过等电位连接体进行连接。配置有通信设备的机房内应设等电位连接端子板，端子板应可 靠接地。机房内的电气和电子设备的金属外壳（包括机柜和机架）、屏蔽线外层以及各种SPD接地端均应以最短的距离就近与等电位连接端子板连接。
6 联合共用接地
一个完整的接地系统包含建筑物地网、铁塔地、电源地、逻辑地、防雷地等。接地网是把需 要接地的各系统，统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属 连接起来，使它们之间成为电气相通的统一接地网，即共用接地。共用接地的接地电阻应以 接入设备中最小值确定，一般不宜大于4Ω。某些通信设备要求交直流工作地、安全保护地 、防雷地必须独立时，根据国家JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》有关规定，地网间距 离必须大于20m。如果相互之间距离达不到规范的要求，则容易出现地电位反击事故。因此 ，各接地系统之间的距离达不到规范要求时，应尽可能使它们连接在一起，保证各类接地点 的基准电位是惟一值。
7 安装防雷器（SPD）
在高压变压器后端到楼宇总配电盘的电缆芯线两端对地加装防雷器，作为一级保护；在楼宇 总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端对地加装防雷器，作为二级保护；在所有重要设备 以及UPS的前端对地加装防雷器，作为三级保护。为确保遭受雷击时高电压首先经过一级电 源防雷器，然后再经过二级电源防雷器，一级电源防雷器和二级电源防雷器之间的距离要大 于10～15m，如果两者间距不够，可采用带线圈的防雷箱，这样可以避免二级电源防雷器首 先遭受雷击而损坏。
所有进入楼宇的通信电缆两端（光纤除外，但光缆金属加强芯应接地）接入设备前串接信号 防雷器；架空线入室前埋地，埋地长度≥15m；金属铠装电缆直接埋地，非金属铠装 电缆穿金属管道埋地，金属管道外壁与接地网相连，铠装电缆入室后，金属外皮与接地网相 连。馈线在塔顶与天线连接处接地，进机房前与地网就近接地，进入机房后，与设备连接处 接地，馈线与设备接口处加装防雷器。天线铁塔和机房之间装设支撑电缆的金属过桥或悬挂 电缆的钢绞线时，过桥和钢绞线在电气上与铁塔连通，在电缆进入机房外侧时，将过桥和钢 绞线、电缆外护层连在一起，并通过最短路径与接地网相连。当设备间有跨防雷区信号连接 时，应在两端加装信号防雷器；处在中雷区以上的机房内部控制系统的信号线，虽未跨防雷 区连接，但线的长度大于50m,小于100m，则应在其一侧的终端设备采用防雷器；若长度大于 100m，其两侧的终端设备输入口均应具有防雷器保护。
一个完善的通信设备防雷工程，上述七个综合措施缺一不可。如果某一个环节考虑不周，即 使进行了防雷方面的工作也起不到防雷作用，还有可能引雷入室而造成通信设备失灵或永久 性损坏。 另外，为保证防雷设施工作正常，应在每年雷雨季节前后或春、秋检修时定期检 测地阻值和防雷器，确保完好。
［参考文献］
［1］ 国家标准.建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）［S］.北京：中国计 划出版社，2001，(2).
［2］ 中南建筑设计院主编.建筑物防雷设计安装99D562［M］.北京：中国建筑标准 设计研究所出版，1999，(12).
［3］ 朱林根.主编21世纪建筑电气设计手册下册［M］.北京：中国建筑工业出版社 ，2001，(3).