通信工程中設(shè)備防雷接地抗干擾設(shè)計(jì)思考

王亮

【摘要】隨著時(shí)代發(fā)展，各種電子產(chǎn)品深入到人們生活當(dāng)中，電子通信工程也越來(lái)越重要。但是電子通信設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，很容易受到外界環(huán)境的影響，比如雷雨天氣。一旦發(fā)生干擾情況，不僅會(huì)影響電子通信工程正常使用，同時(shí)也會(huì)損壞電子通信設(shè)備?；诖?，研究通信工程中設(shè)備防雷接地抗干擾設(shè)計(jì)有很非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵字】通信工程;防雷設(shè)備;抗干擾

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.011..031

在設(shè)計(jì)防雷接地設(shè)備的時(shí)，首先需要了解設(shè)備抗干擾的必要性，了解實(shí)際工作中存在的誤區(qū)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)防雷接地抗干擾系統(tǒng)，使其發(fā)揮出真正的作用，保證電子通信工程的可靠性。

1.通信設(shè)備抗干擾的必要性

干擾電子通信技術(shù)的因素有很多，自然因素或是人類因素產(chǎn)生的干擾都會(huì)影響電子通信設(shè)備的正常使用，容易引發(fā)故障，導(dǎo)致信息傳輸不準(zhǔn)確，更為嚴(yán)重的情況可能造成整個(gè)電子通信系統(tǒng)癱瘓。同時(shí)，區(qū)域性電子通信設(shè)備故障也會(huì)干擾就近功率較小的電子設(shè)備，影響人們正常使用。隨著信息產(chǎn)品越來(lái)越普及，加強(qiáng)通信工程抗干擾技術(shù)非常重要，能夠有效避免干擾問(wèn)題的發(fā)生。其實(shí)，在最初研究電子通信技術(shù)時(shí)，人們就已經(jīng)注意到抗干擾技術(shù)的重要性，到目前抗干擾技術(shù)已經(jīng)深入到電子通信工程的各個(gè)方面，可以看出通信設(shè)備抗干擾的必要性。

2. 實(shí)際通信抗干擾工作誤區(qū)

2.1 工作理念落后

在實(shí)際抗干擾工作當(dāng)中，部分工作人員思想觀念比較落后，對(duì)通信工程設(shè)備當(dāng)中防雷接地防干擾缺乏正確的認(rèn)識(shí)，這就導(dǎo)致防雷工作為能真正落實(shí)到實(shí)際工作當(dāng)中，自然也沒(méi)有發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，通信設(shè)備的安全難以得到保證。

2.2防雷接地系統(tǒng)不完善

為能有效的開(kāi)展防雷接地抗干擾的工作，需要建立完善的防雷接地系統(tǒng)。但在實(shí)際工作當(dāng)中，很多地區(qū)并沒(méi)有構(gòu)建完善、科學(xué)的防雷接地系統(tǒng).導(dǎo)致實(shí)際防雷工作存在很大的不足之處，難以保證通信設(shè)備穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。

2.3 綜合布線不合理

綜合布線不夠合理主要是通信線路之間的距離沒(méi)有按照規(guī)范的要求實(shí)施，有的線路難以做到屏蔽狀態(tài)。部分線路屏蔽層未接地或是只連接了一端等電位，都難以起到理想的防雷效果。其次，在部分建筑物當(dāng)中未使用空間屏蔽措施，沒(méi)有屏蔽金屬類型的門窗。最后，很多地區(qū)的通信線路只使用了PVC管，并沒(méi)有使用金屬屏蔽網(wǎng)。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，都會(huì)降低通信技術(shù)防雷效果。

3.防雷接地抗干擾設(shè)計(jì)原理及要求

3.1設(shè)計(jì)原理

在設(shè)計(jì)防雷接地抗干擾的過(guò)程中，工作人員首先應(yīng)當(dāng)連接信號(hào)源地面和信號(hào)測(cè)量的裝置，保證在實(shí)際過(guò)程中，通信設(shè)備模擬信號(hào)面積、連接保持一致，從而提升通信系統(tǒng)整體抗干擾能力。同時(shí)，工作人員在設(shè)計(jì)繼電器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)備時(shí)，為增強(qiáng)其運(yùn)作的安全性，應(yīng)進(jìn)行分離安裝，保證獨(dú)立運(yùn)行。最后，為使整體模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)在工作受到的干擾控制到最低程度，工作人員需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的地線，從而將兩者的控制保持在不同的界面。

3.2設(shè)計(jì)要求

工作人員在設(shè)計(jì)通信工作中防雷接地抗干擾系統(tǒng)時(shí)，需要按照以下四點(diǎn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：

（1）設(shè)置高壓防護(hù)接地裝置，其抗壓性應(yīng)當(dāng)大于3000V，從而避免在實(shí)際工作中出現(xiàn)擊穿、飛弧等問(wèn)題的產(chǎn)生。

（2）在設(shè)計(jì)機(jī)架高壓防護(hù)裝置的過(guò)程中，工作人員應(yīng)當(dāng)使接地設(shè)備和防護(hù)架之間絕緣電阻不低于1000Ω，從而保證整個(gè)通信設(shè)備抗壓能力，維持系統(tǒng)的安全性。

（3）在設(shè)計(jì)防雷接地抗干擾系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使高壓機(jī)架設(shè)備和所連接端子之間的截面積不低于36㎡。

（4）在設(shè)計(jì)機(jī)架高壓防護(hù)接地裝置的過(guò)程中，使用的線路應(yīng)全部采用金屬絕緣體進(jìn)行防護(hù)，與接地連接線之間的截面積應(yīng)該大于6㎡。同時(shí)，在通信工程實(shí)際運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)以及安裝的設(shè)備進(jìn)行多次檢測(cè)，測(cè)試其防護(hù)效果，采集數(shù)據(jù)與理想值進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并不斷優(yōu)化通信防護(hù)設(shè)計(jì)工作。

4. 防雷接地抗干擾設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1 分流散流設(shè)計(jì)

防雷工作開(kāi)展的首要任務(wù)就是進(jìn)行接地工作，運(yùn)用有效的接地系統(tǒng)，增加雷電泄流速度，從而減少雷電在通信工程設(shè)備中所停留的時(shí)間，達(dá)到防雷效果。在實(shí)際工作中，工作人員需要展開(kāi)接地電阻的設(shè)計(jì)，計(jì)算接地母線與地體之間的距離，來(lái)設(shè)計(jì)接地表面和土地之間接地電阻，在此基礎(chǔ)上選擇大小、材質(zhì)都適合的電阻，保證接地點(diǎn)電阻發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

為能更好的開(kāi)展分流散流設(shè)計(jì)工作，需要設(shè)計(jì)散流電阻，結(jié)合區(qū)域土壤散流狀態(tài)，基于接地體逐漸向四周擴(kuò)散約為20m左右長(zhǎng)度。結(jié)合相關(guān)研究表明，影響散流效果最主要的原因在于土壤內(nèi)含水量大小。因此，工作人員在設(shè)計(jì)散流的電阻時(shí)，應(yīng)當(dāng)從測(cè)算埋藏電阻最佳的深度、不等長(zhǎng)技術(shù)以及化學(xué)降阻等方面作為切入點(diǎn)，從而達(dá)到預(yù)期效果。在測(cè)算垂直接地體的合理埋深，能夠?qū)⑸⒘麟娮杩刂圃谙鄳?yīng)的范圍內(nèi)。因此，工作人員在測(cè)算垂直接地體埋深的數(shù)據(jù)以及接地網(wǎng)半徑時(shí)，需要結(jié)合三維接地網(wǎng)的實(shí)際特點(diǎn)，制定出合理的埋深范圍。在設(shè)計(jì)分流散流過(guò)程中，工作人員需要合理的使用不等長(zhǎng)接地技術(shù)。因?yàn)樵诮拥鼐W(wǎng)中，不同的接地體之間所埋深的位置有一定的間距，間距長(zhǎng)度約為接地體2倍左右。如果電流進(jìn)入到某一接地體當(dāng)中，接地體之間相互影響，就會(huì)組織電流的流散過(guò)程。這種現(xiàn)象稱為不等長(zhǎng)接地體屏蔽作用。合理的使用不等長(zhǎng)接地體，能夠解決單一接地體所存在的屏蔽問(wèn)題，提升電阻的利用率，也能減少接地體散流電阻，使防雷接地工作達(dá)到預(yù)期效果。

4.2 等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)

等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)是防雷接地抗干擾工作中非常關(guān)鍵的部分，其主要是通過(guò)外部與設(shè)備之間所存在的等電位、建筑物內(nèi)部的等電位等，采取等電位聯(lián)結(jié)措施，達(dá)到防雷接地效果。工作人員在設(shè)計(jì)等電位聯(lián)結(jié)時(shí)，需要將通信工程設(shè)備上的金屬外殼直接與等電位的母排相互聯(lián)結(jié)，或是直接與接地基準(zhǔn)的平面聯(lián)結(jié)。

4.3 接地與屏蔽設(shè)計(jì)

為達(dá)到防雷接地要求，工作人員應(yīng)當(dāng)將接地與雷電屏蔽，從而提升通信設(shè)備抗干擾能力。比如，工作人員可以在通信設(shè)備用電高壓一側(cè)位置安裝避雷針，避免避雷針在低壓位置影響通信設(shè)備正常使用。其次，在對(duì)低壓側(cè)進(jìn)行接地保護(hù)措施時(shí)，工作人員需要使出線電纜的剛鎧能夠接地，并安裝多個(gè)線路，保證其運(yùn)行過(guò)程中的安全性。最后，在保護(hù)微機(jī)通信設(shè)備時(shí)，為減少雷電對(duì)設(shè)備的影響，工作人員可以采用雙絞層屏蔽電纜對(duì)通信信號(hào)采取屏蔽的處理方式，從而減少雷電入侵的影響。比如，針對(duì)通信設(shè)備中的儀器，其中包括數(shù)字和模擬兩種電路，工作人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要將這兩部分電路進(jìn)行分離處置。如果沒(méi)有將兩種電路分開(kāi)，不僅在使用時(shí)容易互相影響，而且也會(huì)影響整個(gè)通信工程運(yùn)行的安全性。

4.4 浪涌保護(hù)器設(shè)計(jì)

如果通信設(shè)備在使用過(guò)程中出現(xiàn)了雷電入侵的情況，那么通信設(shè)備中的開(kāi)關(guān)、繼電器以及其他設(shè)備等會(huì)出現(xiàn)浪涌電壓，直接影響到設(shè)備的安全。因此，工作人員在設(shè)計(jì)防雷接地防干擾時(shí)，需要重視浪涌電壓對(duì)設(shè)備的影響，可以使用浪涌保護(hù)器設(shè)備。浪涌保護(hù)器工作原理是等電位理論，能夠?qū)⑦@種高壓電直接泄放入大地當(dāng)中，從而達(dá)到保護(hù)通信設(shè)備的目的。浪涌保護(hù)器在實(shí)際工作時(shí)，一旦感應(yīng)到浪涌電壓，便會(huì)瞬變電壓用來(lái)啟動(dòng)抑制二極管，將輸出鉗位控制在截止電壓之內(nèi)，從而能夠有效降低過(guò)載電壓對(duì)通信設(shè)備造成的損害。當(dāng)抑制二極管的放電電流上升到一定程度時(shí)，會(huì)使充氣式的放電壓一端的電壓超過(guò)設(shè)備中的點(diǎn)火電壓，從而自動(dòng)開(kāi)始泄放電流入大地當(dāng)中。這時(shí)，充氣式放電器會(huì)處在低阻的狀態(tài)內(nèi)，兩端電壓會(huì)維持在10～30V之間，可以有效減少對(duì)抑制二極管造成的損害。需要注意的時(shí)，工作人員在設(shè)計(jì)浪涌保護(hù)器的同時(shí)，也要結(jié)合壓敏電阻以及各種金屬間隙元件，在多種元件共同作用之下，達(dá)到防雷接地防干擾的效果。

4.5 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)是在將區(qū)域內(nèi)變電引線給所需要用電的通信設(shè)備，如當(dāng)通信設(shè)備需要用電時(shí)，為了減少雷電風(fēng)險(xiǎn)，就會(huì)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選擇接地系統(tǒng)。這一系統(tǒng)中的接電線PE會(huì)與通信設(shè)備連接，并在通信工程運(yùn)行的過(guò)程中處于的不帶電狀態(tài)，中性線N處于帶電狀態(tài)。當(dāng)N線和PE線的引線從同一位置接地體引出時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇適合的電阻，使得不同的通信設(shè)備都能的獲得接地基準(zhǔn)電位點(diǎn)，完成整體接地的狀態(tài)，從而達(dá)到規(guī)避雷電風(fēng)險(xiǎn)的效果。

（2）TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)，是三相四線接地系統(tǒng)，在通信工程設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，不管三相負(fù)荷有沒(méi)有處在平衡的狀態(tài)，中性線是不是帶電，其設(shè)備所外露的導(dǎo)電部分也不帶電，有利于設(shè)備運(yùn)行的安全性。為有效規(guī)避雷電襲擊，提升整個(gè)設(shè)備的防雷接地抗干擾性能，TT接地系統(tǒng)可以取得一定基準(zhǔn)接地的電位，從而使通信系統(tǒng)有一定防雷接地抗干擾效果。

4.6 對(duì)防雷裝置進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)

工作人員在設(shè)計(jì)并安裝防雷接地抗干擾系統(tǒng)和設(shè)備之后，也要采用正確的方式定期維護(hù)和保養(yǎng)。在每年雷雨季節(jié)到來(lái)之前都需要提前檢測(cè)設(shè)備的性能。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，必須及時(shí)采取正確的補(bǔ)救措施。同時(shí)，工作人員也要檢查接閃帶與接地裝置腐蝕的情況，做好全面防護(hù)，從而避免造成嚴(yán)重后果。

5. 結(jié)語(yǔ)

工作人員在進(jìn)行通信工程設(shè)備防雷接地抗干擾設(shè)計(jì)工作時(shí)，為能達(dá)到預(yù)期效果，應(yīng)結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況，以及雷電入侵的情況進(jìn)行分析，結(jié)合防雷接地抗干擾設(shè)計(jì)工作的原理以及具體要求，制定出最為適合的技術(shù)方案，有效的提升通信設(shè)備的安全性。同時(shí)，工作人員也要定期維修保養(yǎng)防雷接地抗干擾設(shè)備，使通信工程得以正常、穩(wěn)定的運(yùn)行。

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