[00359813]通信局(站)系统防雷接地理论突破及技术创新与国内外应用

通信网络信息设备对雷电非常敏感，一旦遭受雷击损坏而引发网络瘫痪，其直接、间接经济损失及社会影响巨大。耸立的铁塔及站址环境恶劣，使得雷电对通信系统的危害更为严重。国内外传统通信防雷技术由于对雷击损坏设备渠道及机理不明，主要采用降低工频接地电阻、强调金属构件间的连接、雷电感应过电压抑制等措施，投资巨大仍无法有效解决雷害问题，通信防雷一直是世界工程难题。据工信部2006年仅10个省份统计，高达16022个通信局（站）遭受雷击损害，基站雷击损害率高达12%,直接经济损失数亿元。项目组通过长达12年、数千次雷害记录数据的统计、分析、火箭引雷及实验室试验，深入研究通信局（站）的雷电引入渠道与端口、地电位变化与雷电波形、地网与雷击的关系及特性，取得以下创新成果：理论突破:发现“地电位反击二次效应”是设备端口产生浪涌电压的首要因素，形成了“瞬态等电位”防雷新体系。发明了以雷电散流有效面积代替工频接地电阻值的方法,实现地网优化设计,地网投资节约90%以上。成果突破了通信局（站）原有雷电防护的思维方式及框架，其核心内容颠覆了防雷界一些固有理念，纠正了上世纪以来的一些错误方法。技术创新：首次提出地网是基础、等电位连接和过电压保护是关键的防雷新思路，开发了优化的等电位连接和浪涌抑制技术；明确了通信局（站）不同接地方式、直流配电系统的接地要求，解决了系统间的干扰问题；在国际上首次提出分布式基站的防雷方案，确保了3G、4G系统大规模发展的安全问题；研发了铁塔雷击时对周围居民影响评估及防护方法、基站变压器防雷技术，填补了国内外技术空白；研发了新型电源“3+1”限压型防雷器，取代了国外间隙型防雷器，解决了基站电源防雷器失火问题，打破国外跨国公司长期垄断国内市场的局面；理论计算和实验室测试论证了基站饿线无需安装SPD，避免了由此引入的插入损耗、三阶互调问题，提升了基站设备性能。主导标准、引领方向：国际电信联盟指定项目组主编ITU K. 97《分布式基站防雷》等8项国际标准，取得国际通信防雷领域的主导权；主编强制性国家标准GB50689《通信局站防雷接地工程设计规范》及通信行业标准12项，提高国内厂家在国内外的竞争力，直接推动了国内外防雷技术的发展。研究成果彻底解决了枢纽楼、云数据中心、基站、接入网、宽带等局（站）的雷害问题，雷击损坏率降低了99%。成果广泛应用于三大运营商、欧洲、美洲、亚洲、非洲及石化、银行等系统，仅提供的应用证明统计：应用局（站）近95万个，经济效益近60亿元。强制性国家标准直接推动成果全面应用于三大运营商通信建设，每年预估节省投资、降低损失达91亿元。获发明专利7项（另15项已受理)、实用新型专利50项；在国内外发表论文80篇，其中被SCI收录10篇、EI收录16篇，出版了90万字《现代通信局站防雷接地技术》专著。获省部级科学技术一等奖3项。2012年工信部通信科技委员会评审、2014年河南省科技厅鉴定认为：该成果达到国际先进水平，十余项技术与研究达到国际领先水平。