无线电监察站避雷路径研究

本文作者：黄绍润 单位：贵州省无线电管理局六盘水分局监测站

直击雷的防范措施主要是安装避雷针、避雷带（网、线）等传统避雷装置，避雷针是最常见的直击雷防范装置。现以空旷地带的无线电监测站为例进行说明（见图1）：要求室外铁塔天线在避雷针的有效保护半径Rx内，避雷针接地电阻小于等于4欧姆。如图1所示，设定h为避雷针高度，单位为米，hx为保护高度（单位为米），hr为滚球半径（通常最小半径30米），rx为保护半径（单位为米），这样可以计算出H（避雷针高度）。接地电阻r0，由土壤电阻率ρ、地网半径R所决定；降低土壤电阻率ρ、增大地网半径R都可以减小接地电阻。根据土壤电阻率ρ，确定接地网半径R，使用降阻剂，并打多口深井，将接地网联在一起，可以使接地电阻小于等于4欧姆。增加地网半径和降低土壤电阻率都可以减小接地电阻，可以采用接地模块、电解质接地棒、金属快装接地极、降阻剂等来增强效果。一般要求接地电阻在大电流（30kA）冲击下无变化。

雷电电磁脉冲辐射以及雷云电场的静电感应防护是在入侵通道上将雷电过电压、过电流泄放入地，从而达到保护电子设备的目的。一般采用隔离、钳位、均压、滤波、屏蔽、过压与过流保护、接地等方法将雷电过电压、过电流以及雷电电磁脉冲消除在设备外围。目前防雷器件主要包括气体放电管、放电间隙、高频二极管、压敏电阻、瞬态二极管、晶闸管、高低通滤波器等元件。浪涌保护器是一种非线性元件。根据IEC标准规定，浪涌保护器可以抑制传导过来的线路过电压和过电流。浪涌保护器必须承受预期通过的雷电电流，并且通过电涌最大钳压有效消除在雷电流通过后产生的工频续流，把串入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地。

浪涌保护器按用途可以分为三种：

电源避雷器：按电压的不同，分220V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器（安装时主要是并联方式，也有串联方式）。“电源防雷器”安装在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。

信号线路SPD:随着信息系统的广泛应用，由于网络线路多，电子设备的耐压水平较低，雷击对信息系统的危害越来越大。雷电对信息系统的危害主要是雷击电磁脉冲造成的，包括沿线路传导的雷电过电压波、雷电流在接地线产生的高电位反击、雷击电磁场的静电感应和电磁感应。对电磁脉冲的防护措施有：拦截、分流、等电位联结、屏蔽、接地、合理布线等。在信号线路上安装SPD是信息系统防电磁脉冲的一个重要措施，它可以同时起到拦截、分流、等电位联结的作用。信号线路SPD应连接在被保护设备的信号端口上。其输出端与被保护设备的端口相连，有串接和并接之分，一般是串联安装在信号线路上。因此，在选择信号SPD时，应选用插入损耗较小的SPD。

天馈线避雷器：适用于有发射机天线系统和接收无线电信号设备系统，连接方式也是串联。图2为贵州六盘水六枝无人测向站避雷结构图，市电输入端、各天馈线输出端、传感器、网络摄像头、交换机都安装了浪涌保护器（SPD），所有浪涌保护器防雷地线连接至一块接地汇集牌(所有接地处在同一电位)后接入大地。

防雷设施的维护：必须对防雷设施进行定期维护，检查避雷网是否完好，铁塔接地电阻是否小于4Ω，机房防雷地网接地电阻是否小于1Ω。对浪涌保护器SPD进行检测，发现失效的浪涌保护器要及时更换。

防雷保护是一个比较复杂的问题。无线电监测站的防雷保护设计不仅取决于防雷装置的性能，更重要的是在监测站的设计施工前要考虑到监测站所在地的地理环境、防护要求等具体情况。总之，防雷保护设计只有综合考虑了各种因素才能获得良好的效果。