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无线电监测站接地系统技术探讨 国家无线电监测中心成都监测站 陈良 摘 要 对无线电监测站设备容易遭雷击的原因和监测站常用接地方式加以分析，依据现有的防雷技术规范和相关理论提出多层“法拉第笼”接地系统进行监测站防雷保护。 关键词 接地 法拉第笼 防雷 1 前言 近年来，无线电监测站设备遭雷击损坏时有发生，主要原因是： （1）随着微电子技术发展，无线电监测站配备了大量的电子设备，包括通信设备、网络设备、计算机及监测设备等，这些设备极低的工作电压和错综复杂的电气连线，极易在遭受雷击时受到雷电磁脉冲冲击影响导致系统错误或设备损坏。 （2）无线电监测站具有大量的接收天线，尤其是国家级监测站配有大量的大基础短波天线、机房楼顶架设卫星参考源接收天线，由于天线体积大和位置高，容易成为雷击目标。 （3）为获得较好的监测效果，无线电监测站选址一般选在良好电磁环境的郊区，周围一般无高大建筑物遮挡，这样监测站机房往往成为该区域最高的建筑，容易成为雷击目标。 根据2010年2月发布的全国主要城市年平均雷暴日数统计数据，表1对我国9个国家无线电监测站所在城市的平均雷暴日数进行统计，有7个国家级监测站处于多雷区（20天＜年平均雷暴日≤40天）、高雷区（40天＜年平均雷暴日≤60天）甚至强雷区（60天＜年平均雷暴日）。因此，无线电监测站防雷是一项非常重要的系统工程，而接地是防雷技术中最重要的环节，可以抵御雷击电磁脉冲，有效地保障设备和人生安全，如何建立科学合理的无线电监测站接地系统是本文研究的重点。 表1 地名雷暴日数（天/年）深圳市73.9昆明市63.4厦门市47.4北京市36.3成都市34.0上海市28.4哈尔滨市27.7西安市15.6乌鲁木齐9.32 接地种类 一般无线电监测站具有以下接地： 直流工作地:计算机网络系统中所有逻辑电路的共同参考点(逻辑地),同时又是计算机网络系统中数字电路的等电位地。直流工作地的接地电阻按计算机系统具体要求确定。 交流工作地:就是把机房中使用交流电的设备作二次接地或经特殊设备与大地作金属连接。交流工作地实质上是中性点接地,要求接地电阻不大于4Ω。 保护接地：也称安全接地，是为了人身安全而设置的接地，即电气设备外壳(包括 HYPERLINK /view/327800.htm \t _blank 电缆皮)必须接地，以防外壳带电危及人身安全，要求接地电阻不大于4Ω。 静电接地:为了消除计算机系统运行过程中产生的静电电荷而设计的一种接地系统,主要由防静电活动地板、引下线和接地装置构成，监测机房静电接地电阻一般不大于10Ω。 屏蔽接地:为了防止外来电磁波干扰(含雷电电磁感应和静电感应)机房内的设备,以及防止机房内部设备产生的电磁辐射传出机房而设置的特殊接地，如监测机房的机柜，接地电阻一般小于2Ω。 防雷接地。按建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)，无线电监测站防雷接地应按二类防雷建筑设计,冲击接地电阻要求不大于10Ω。 3 常用的接地方式 根据接地的种类，一般可以采取分别接地和联合接地。 （1）分别接地。对每种地分别设立接地体，分别接地。但对于电子设备较多的建筑物，由于设备系统较复杂，各种接地较多，并且难于处理各种接地间的等电位和满足各种接地安全间距，所以在大型无线电监测站不推荐使用。 （2）联合接地。利用建筑防雷网（避雷带）、建筑物结构内部的钢筋柱网、室内设备等就近通过等电位连接器与共用接地装置相连，整个建筑物采用同一个接地系统，构成同一个等电位体。当遭受雷击或产生感应产生电动势时，通过接地装置释放电流，等电位体使建筑物中各个设备电势差处于安全电压范围之内。联合接地的接地电阻要求为各种接地的接地电阻中的最小值。该方法利用了建筑物中的钢筋，使建筑物各部分等电势，在现代建筑物中应用较广。但由于建筑物内的钢筋交叉处一般采用的是绑接而非焊接，连接处电阻较大，并且钢筋的导电性劣于设备的接地铜缆，这样会造成遭雷击时电流从设备接地处泄放较多，设备之间容易产生电压差，损坏设备和威胁人身安全。 以上两种常用的接地方式都有一定的缺陷，最大的问题是无法有效控制雷击电流泄放路径，带来安全隐患。 4 多层“法拉第笼”接地 在电磁兼容理论中，通过金属屏蔽盒可以实现内部电路免于外部电磁场的干扰。同样在在防雷理论中，使用类似于金属屏蔽盒的“法拉第笼”可以很好的减少雷击电磁脉冲影响。法拉第笼是一个由 HYPERLINK /view/6314.htm \t _blank 金属或者良导体形成的笼子，其笼体与大地连通，当外部有电场时，笼体是一个等位体，内部电势为零，电场为零，电荷分布在笼体外表面上。利用“法拉第笼”屏蔽外部电磁场保护内部电路免受影响的特点，我们可以将无线电监测站建筑