野外监测站遥测终端机总被雷打坏怎么防

野外监测站遥测终端机总被雷打坏怎么防-辰稀物联

每到雷雨季，运维群里总会出现同一类消息：站上前两天还好好的，一早发现数据全断了，人到现场一看，终端机指示灯不亮，接在它上面的传感器也没反应。这种站在平原和山地都一样，海拔不高，周围也没什么高大建筑，照样能被打。

很多人的第一反应是"这站被雷劈了"。真要较真，被雷直接劈中的概率其实不高。把设备打坏的大多是雷电电磁脉冲顺着线感应进来的，跟雷具体落在哪儿，关系没那么直接。

直接劈上的少，顺着线摸进来的多

雷电对野外站的破坏走两条路。一条是直击雷，雷打在杆体、光伏支架或者线路上，瞬时电流极大，杆上任何一个金属连接件都可能烧断。这条要靠接闪杆、杆体引下和接地来处理，《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 讲的就是这套外部防护。

另一条是感应雷，野外站真正的高发项。

雷击点周围几公里范围内电磁场剧烈变化，会在几十米长的电源线和信号线上感应出很高的电压。这个电压不需要雷打到站上，落在附近的田里、山坡上就够。一根从传感器拉到机箱的 RS485 线，或者从杆顶光伏板下来的两条直流线，就是现成的接收天线。

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012 把这类防护拆成等电位连接、浪涌保护器、屏蔽与合理布线几件事，缺哪一样都补不齐。

雷从哪条线进来，坏的第一块通常是它

野外站看着简单，入口却有好几个：市电进线到开关电源、光伏板到充放电控制器、传感器到终端机的信号线、摄像头到终端机的网线，还有天线馈线。每一个入口都是一条通道，哪条没做保护，等于哪扇门还开着。

太阳能站比市电站更吃亏。光伏板通常架在整个站最高处，本身就是一块大金属板，直流侧线路又长，充电控制器和蓄电池离机箱不远，感应出来的过电压几乎没经过衰减就进了设备。同一片区域里，太阳能供电的站出问题的概率往往更高。

坏的第一块，多数不是终端机本体，而是被它挡在前面的东西。

开关电源和充放电控制器是最先牺牲的一批，它们直接挂在长线上，输入端又恰恰是最薄弱的整流滤波部分。坏了的现场表现很干脆：整机没电，指示灯一点不亮。

第二块是通信接口。RS485 芯片工作电压就几伏，线却可能拉出去几十米，感应电压一上来芯片先烧。表现是设备有电、也能连上平台，但某一路或几路传感器的数一直报零、报固定值，或者干脆超时。

再往后才是主板、SIM 卡座、网口。到了这一步，通常说明前面几道防线全都没拦住。

网线和摄像头线路最容易被人忘掉。摄像头装在三五米高的杆上，一根网线一头在杆顶、一头进机箱，这条路同样能把感应电压送进去，很多站给电源和信号都装了保护，唯独网线是直接插上去的。天线馈线也一样，接头防水一旦失效，进水之后接触电阻变大，雷电流到这儿容易打火。埋地穿管的那段线也别漏，管子两端接地，才不至于让管子自己变成一条引雷的通道。

一个站上，这样的入口通常有五六个。

现场判断按分段隔离来做。先看外观，机箱里有没有异味和焦痕，电源模块、保护器的外壳有没有鼓包变色；再用万用表量电源输出，电压不对就先解决供电；然后把传感器一路一路接上试，哪一路接上就出问题，毛病就在那一路。

有个坑见过不止一次：换台新机上去，过段时间同样的位置又坏一台。原因就是只换了打坏的那一节，没有回头看雷是从哪条线进来的，那条路上该装的保护一样没装。第一次雷击只是把问题露出来，第二次才是白白交学费。

顺便交代一句，CX-L102、CX-L200 这类终端机本体是带防雷的，电源、串口、网口都做了防护，RS485 口能扛 ±15KV 雷击。但本体防雷是最后一道，它保证的是设备别直接被打死，不等于线路上的过电压不存在。指望靠设备自带的一层就万事大吉，还是够呛。

接地做一半，等于没做

接地是整套防护里最容易糊弄的一环，埋在地底下，验收完就没人再去看。常见的做法是：杆子旁边打一根角钢当防雷地，机箱单独接一根，屏蔽层再找根钢筋搭一下，三四个地各管各的。

地没做通，装多少保护器都白搭。

这样做的后果，在雷击那一刻就出来了。雷电流入地时，各接地点之间的电位不是同时升高的，两点之间会出现很大的电位差。设备两端分别挂在不同的地上，这个电位差就直接加在设备和信号线身上，本想保护它，结果成了打坏它的通路。

所以规范里强调共用一个接地网，把机箱、杆体、保护器接地端、屏蔽层收到同一个接地点上，让它们始终处在同一个电位。这就是等电位连接的意思。

还有两件小事容易漏。一是杆体当引下线用的时候，法兰和抱箍位置如果有油漆、有锈，导电是断的，得用铜编织带跨接把它接通。二是引下线要留出检查口，方便每年测一次接地电阻，具体数值以当地防雷设计和项目要求为准，不要凭经验报数。

浪涌保护器装在哪，比装不装更要紧

保护器不是装上就完事，位置和接线方式往往比型号更影响效果。

先分两级。进线侧，也就是市电总闸或充放电控制器输出侧，装一级电源保护器，把大的能量在总口放掉。机箱内部直流侧再装一级，型号要跟线路的直流电压匹配，交流用的保护器接到直流回路上是不行的。挑的时候看参数表里的持续工作电压，要高于线路正常工作电压。

信号侧同理，装在机箱入口、终端机接线端子之前，让感应电压在进设备以前就被放掉。串在回路里的那种要注意别接反。

位置不对，效果能差一大截。

接线有个讲究：保护器的接地引线尽量短、尽量直，别绕弯。引线上有电感，雷电流通过时会在引线上产生压降，引线越长，真正加到设备端的残压越高，保护效果越打折。这一条很多人不在意，装得整整齐齐，一根线绕着机箱走了半圈。

还有一句得提醒：浪涌保护器是耗材。动作过一次性能就下降，指示窗会变色或者熄灭。不少站的保护器早就不亮了，也没人换，墙上还挂着那么个东西，实际等于没有。

成套机箱这块可以省点心，配套的户外机箱交付时就带网口防雷和电源防雷，立杆适配 76~114mm，箱体防水防虫，不用现场临时拼配。

屏蔽和走线，管的是少让雷进来

信号线尽量用屏蔽双绞线，屏蔽层按单端接地处理，在终端机这一侧接，传感器那头悬空。两端都接反而形成环流，把干扰引进设备。

走线要分开，信号线不和动力线捆在一个槽里，别长距离平行，能垂直交叉就别平行。线槽用金属的，槽体本身要接地；埋地那一段尽量穿管，管子两端接地。

这几条不额外花钱，就是施工时多一句话的事。后面再补做，几乎要把线全部重拉一遍，费工费时。

雷雨季前后各走一遍，比坏了再修省事

与其等设备坏了再抢修，不如把这几件事固定成节气活。

雷雨季前看一圈：接地引下线跟杆体的连接处有没有锈蚀、松动；保护器指示窗是不是还在正常状态；机箱密封条和进线口防水有没有老化开裂；天线接头上的防水胶带还在不在；接闪杆有没有歪、有没有被顺手拆走。

站上常备的备件也别省：一块同型号终端机、一个开关电源、两三个信号保护器。雷雨季里坏一台换一台，比等快递快得多。

这几项都不费事，就是没人盯着。

最后落一句大白话：防雷防的不是那一下雷击，是那条把雷引到设备上的路。接地做通、入口装保护器、走线和屏蔽按规矩来，这三件做齐，剩下的交给运气也不会太难看。

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雷雨季来之前把这几项过一遍，比事后换机省事得多。