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无线电通信设备的防雷措施（冯爱国 阎完成）
[摘要] 本文首先介绍了雷电的物理特性，然后介绍了通信设备防雷的几种措施，包括
安装避雷针和放射性避雷装置，以及在天馈系统中安装避雷器，消除感应雷击等。
[关键词] 通信防雷；防雷措施；避雷设备
雷电是一种自然天气现象，如不注意防护将对人们的生命财产造成严重的危害。对
于无线电通信工程而言，在进行工程设计时，尤其要把防雷设计作为一项重要的工作来
做。
l 雷电的物理特性
根据观测，地球上每秒钟要出现大约100次的闪电雷击。自古以来雷电就是一种令
人畏惧的自然现象，给人类社会造成了一定的危害，因此了解它的形成过程，寻求有效
地防护措施意义十分重大。
在春夏之交、夏秋之交冷暖空气活动频繁之际，上升暖空气在高处逐渐冷却，凝结
出水滴或冻结的冰晶在重力作用下下降，水滴与速度较大的上升气流摩擦，分裂成带不
同电荷的大小不一的水滴。上升气流的“分选”作用致使云的上部充满了带正电的小冰
晶，而下降速度较大的冰雹把负电带到了云的下部，持续的对流运动，使电荷越聚越多，
便形成了具有很强电场的雷暴云。云中的电荷分离后使云与云之间、云与地面之间、云
的不同部位之间的电位梯度加大了。当电位梯度大到一定程度，在雷暴云之间或在暴云
对地之间放电，这种现象就是雷电。当通信设备的天线架设很高时，带电的云层会在天
线上产生感应电荷，如果天线与大地之间有直流通路，电荷会通过土地随时泄放而不会
积累起来。因此也不会由于感应在天线与大地之间产生高电位而引起放电，否则就有可
能遭受雷击。
2 通信设备的防雷措施
一般来说，建筑物的避免雷击的途径大致有四条：①疏导，即将雷云中的电荷疏导
至大地，从而避免直接雷击或感应雷击电流流经被保护的建筑物或设备，从而使这些建
筑物或设备免受雷击。②隔离，即将雷电信号和被保护物隔离开来从而避免雷击。③等
位，即将铁塔地、工作地、建筑物的公共地等置于同一电位。④消散，即释放出异性电
荷和雷云中的电荷进行中和，从而阻止雷电的形成。根据以上的四种避雷途径，具体到
一个无线电通信工程的防雷设计来说，其主要的防雷措施有以下几种方法。
2.1 安装避雷针或避雷装置
大部分通信设备的防雷措施，主要是在通信塔上安装避雷针，这种方法经济、简单
，但要严格按照以下要求进行安装。
①避雷针应当装在高于天线尖端数米，避雷针与天线之间应有一定的间隔，以防止
由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线
塔体的主杆，通信天钱却装在避雷针外线大约1.5个波长以外。
②避雷地线的直流通路的电阻要求足够低，一般为10-50Ω，由于雷电浪涌电流较
大，频谱较宽且持续时间短，因此要求必须有尽量小的电感量。
③地线不能用扁平编织线或绞合线，因为这种线电感较大，不利于泄放雷击电流，
且容易被腐蚀。要尽可能使用3毫米以上的实心导线，且最好是相同的金属材料。
④为了增大地表层的泄放面积，可采用埋设有一定间隔的多根接地体，且相互焊接。
如在建筑物的四周以1至2米的间隔埋上10根左右的铜管，并把它们焊接起来。
在通信塔上安装避雷针虽然经济简单，但却难做万无一失。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。放射性避雷装置可以说是目前世界最先进的防雷
保护装置之一。
放射性避雷装置的关键部分是放射源，它能连续自行发射α粒子，使周围空气电离
产生大量电子。在雷电场的作用下这些电子不断加速，对空气产生连锁的多极电离或雪
崩电离，形成与电场强度成正比的电子流，这时产生的由放射源指向雷云的电离通导会
永不间断地中和及释放空间电荷，把已有的低电场消除掉，把可能形成的高电场降为低
电场，从而有效地防止发生雷击，起到显著的消雷作用。这种放射性避雷装置的防护面
积较大，其半径大约为260米左右，且安全可靠对人身无伤害。
2.2 防感应雷击的方法
除在通信铁塔上安装避雷针或避雷装置的同时，还要注意消除感应雷击，其通常的
做法是在天馈系统中安装避雷器。
在天馈系统中安装避雷器时要注意以下方面的问题。一是避雷器的接地端必须与地
可靠连接，接地电阻不得大于5Ω，否则将影响防雷效果。二是因避雷器存在一定的插
入损耗，对于天线辐射信号的强度造成了一定的影响，同时还要注意驻波比的变化，一
般要求天馈系统的驻波比小于或等于1.5。三是安装通信天线时，天线支撑杆要与铁塔
可靠连接，连接电阻等于零。债统应从铁塔内部垂下，并每隔一段距离用铜丝与铁塔固
定。
对重要的通信工程而言，除在天馈系统中安装避雷器外，还要注意供电系统的防雷
，一般的做法是在变压器和配电房安装避雷装置。
摘自《移动通信》
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