【摘要】本文通过对雷电侵入空管通信机房的各种途径进行分析，提出了通信机房的综合防雷措施。这些防雷措施能有效地防止雷击对电子设备、通信系统的侵害，对通信设备稳定高效的运行提供了可靠的保证，对于工程实践具有实际的指导意义。
【关键词】通信机房;防雷;措施
引言
近几年随着民航空管系统的不断发展，特别是通信导航监视设备等系统的建设，精密电子设备被广泛应用到空管工作中。由于精密电子设备存在抗过电流、过电压、电磁脉冲的能力低、绝缘强度低以及抗干扰能力弱等问题，一旦受到雷击等类型的过电压冲击，则会出现系统运行中断，设备永久性损坏。作为保障对空通信以及雷达自动化监视等系统运行的空管通信机房，如何规避雷击的影响，为设备的正常运行提供一个可靠的内外部环境，避免设备的损坏，确保在雷电环境下管制部门对空通信以及飞行动态监视的正常，已经成为空管运行保障工作中的一项重要内容。
一、雷电对通信机房的危害
雷电主要是由于云和空气间或不同云团之间以及云和大地之间的电位差达到一定程度时，发生的强烈的放电现象。通常雷击对通信机房容易造成的危害主要有两个方面：直击雷和感应雷。
（一）直击雷
当雷云对地面的某个地方发生强烈放电，它有可能会直接击中建筑物、设备等。当雷电击中电线、信号线等，雷电流便沿着线缆进入机房内的设备，从而造成设备的损坏。
（二）感应雷
由于直击雷放电而引起周围的金属导体发生电磁感应，从而生成电磁浪涌。它分为静电感应雷和电磁感应雷。由于雷电流变化的幅度较大，会生成强烈的交变磁场，使周围的金属物体产生感应电流，该电流可能会向四周的物体放电。电流感应到传输的线路上，会对设备产生强烈的破坏性，附近如果有可燃物就会引发火灾或爆炸。
1.静电感应雷：雷云中的大量负电荷积聚时，在金属导线上将会感应出被电场束缚的正电荷。当雷云放电时，感应出的这些被束缚的正电荷在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路对机房内的设备产生大电流冲击。
2.电磁感应雷：当雷云放电或击中避雷针时，迅速变化的雷电流会产生强大的交变电磁场，该电磁场的能量以电磁波的方式传播，并感应于线路，最终将作用到电子设备上。
据相关统计表明：直击雷对设备所造成的损坏仅占15%，而感应雷造成的损坏则占到了85%。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能进入通信机房内危及重要的通信、监视等电子设备。由于通信机房中的电子设备对雷电电磁脉冲的耐受能力很弱，因此极易因感应雷电过电压而损坏。
（三）雷电侵入空管通信机房的主要途径
1.通信机房中对空通信的甚高频设备中所使用的天线、馈线的引接。
2.出入机房的各种电源线、接地线。
3.各种信号线路的引接。
（1）从外部引接至通信机房的信号：例如从雷达站引接至通信机房内空管自动化系统的雷达信号;从遥控台引接至内话语音系统的地空通信信号、程控电话信号等。
（2）在建筑物内长距离的信号线路，例如从通信机房引接至塔台的各种终端设备的信号线。
二、通信机房的防雷措施
通信机房的防雷体系应按综合防雷概念，将外部防雷措施与内部防雷措施整体统一考虑。
（一）外部防雷措施
外部防雷主要是对直击雷的防护，采用的防护方案是以接闪器接闪，引下线和接地体泄流构成完整的电流通路来加以防护。外部防雷系统的构建应在建筑物设计与施工阶段就予以考虑，以便利用建筑物自身的金属部件达到经济实用的防雷目的。
1.接闪器，是用于接受雷击的金属导体，分为主动式避雷针和被动式避雷针。被动式避雷针目前使用比较普遍，主要是避雷针、避雷带、避雷网等。但它保护范围小、容易侧向跳火，存在导通量小、可靠性低等缺点。主动式避雷针能控制雷击点，保护范围大。由于传统避雷针、避雷网等价格便宜，制作简单，因此在机房的安装过程中是首先考虑的对象。对防雷要求较高的通信机房，必须采用主动式避雷针。
2.引下线是接地装置与接闪器连接的金属导体，使雷电流构成通路，是释放雷电电流的主要通道。对于空管部门这种有大量重要的电子设备通信机房，应单独设置相对独立的接闪器和引下线，以避免强大雷电流对机房内部设备的危害。
3.接地体是防雷保护的关键部件，其作用是向大地均匀泄放雷电流，使防雷装置对地电压不至于过高，因此接地体的接地电阻要小（一般不超过10Ω）。接地体分为自然接地体和人工接地体。自然接地体是利用建筑物基础中的钢筋导体做为接地体，它们具备数量多、入地深、与地接触好等特性，是良好的泄流途径。人工接地体是指人工另行开挖、围绕建筑物周围人工铺设接地装置。但是存在维护成本、引下线、铺设面积等问题，因此，人工接地体最好能与自然接地体连接，组成一个完整的接地系统。
（二）内部防雷措施
内部防雷主要指对感应雷侵入的防护，避免电子设备遭受雷电电磁脉冲的影响而损坏以至于无法工作。
1.电源线路防雷
电源防雷措施主要为了防止雷电流通过电源线路对通信设备造成危害。为避免因更大的雷电流在击毁避雷器后继续损坏后端的设备，以及防止线缆遭受二次感应，电源线路的防雷保护应采取三级保护：第一级在总配电箱处，安装60-100KA放电电流较大的三相电源避雷器;第二级在重要楼层或重要设备电源的进线处安装20-40KA单相电源避雷器;第三级在机房内重要设备前端加装避雷器。
2.信号线路防雷
在铺设通信机房的内部线缆时，应该特别注意信号线缆与机房内的电源线、其他金属管线等的距离，避免因距离太近，由于金属导体耦合而产生过电压对电子设备造成损害。同时要确保设备的信号线与电源线所构成的回路面积必须尽可能小，以避免感应雷产生回路感应电势而损坏设备。
其次，感应雷会在信号传输线路中产生感应电压从而损坏电子设备，因此必须对信号线缆进行有效的屏蔽以降低感应雷对电子设备的损坏。目前通信机房内的大部分线路采用穿管布线或者使用上桥架铺设信号线缆，因此在对信号线路进行屏蔽时，应做好屏蔽管线或者上桥架的接地，套管或桥架的两端都必须要有效接地，同时应与均压等电位带连接，尽可能地减少感应雷击的途径。此外，还应重点做好入户的电缆线路、金属管网等屏蔽。
3.SPD防护
当雷电击中通信机房所在的建筑物时，最大可能会有50%左右的雷电流通过与建筑物相连的各金属管网进入建筑物内。如果通信机房内的电子设备能够被良好的屏蔽，那么约有70%左右的电流会在屏蔽层被分流。通过加装电浪涌保护器（SPD），能更有效的阻挡剩余的雷电流，保护机房内的电子设备。SPD的保护原理为，当雷电流浪涌值超过SPD的启动值时，SPD对地导通，释放浪涌电流;当雷电流小于SPD的启动值时，SPD断开对地的连接恢复至高阻抗状态。SPD包括信号类和电源类，分别对信号和电源提供过电压保护，避免设备遭受雷电闪击引起浪涌过电压而造成损坏。正确选用各类SPD对侵人机房内的电子设备、信号线、传输设备及甚高频无线系统天馈线的雷电过电压进行抑制，可有效减少雷电对设备的损害。
三、减少雷击损失的人为因素
（一）要做好防雷装置的常规检测和防雷工程的施工监督和竣工验收。定期检测是防雷系统后期维护的必要措施，每年至少应该在雷雨季节到来之前，委托当地有资质的防雷公司对防雷系统进行一次安全检测，雷雨季节期间，应该加强巡视，经常检查防雷设备的性能参数。
（二）维护人员必须要熟悉、掌握好相关的技术规范、熟悉避雷器的相关性能参数以及相关防雷专业知识，熟练掌握雷雨气候应急保障工作流程。
（三）建立高素质的防雷队伍，加强在岗培训工作。采取举办防雷技术培训班，邀请专家讲课等措施，组织对防雷技术规范、技术规定进行专题学习，扩大维护人员的知识面，提高防雷技术水平。
四、结语
防雷工程是保证通信网络畅通和设备安全的重要环节，涉及土建、供电、信号线路布线、设备安装、周围建筑环境等各个方面，必须根据通信机房建设的具体情况采用相应的防雷技术方案，并结合机房和设备的具体情况，从各个方面进行整体的、综合的雷电防护，才能有效减少灾害损失。本文通过对雷电侵入空管通信机房的各种途径进行分析，提出了通信机房的综合防雷措施。这些防雷措施能有效地防止雷击对电子设备、通信系统的侵害，对通信设备稳定高效的运行提供了可靠的保证。
参考文献
[1]潘家利.建筑物防雷设计方法探讨[J].广西气象，2003.