防雷技术

2017-09-09 温州创捷防雷电器有限公司 149
  移动通信基站: 基站综合防雷技术及运用
摘 自: China通信网宣告时间: 2006-3-29 0:00:00
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2006-3-24  通信天下
择要:本文针对铁岭地理地位、景象形象条件,根据信产部行业标准、规范及国际一些防雷技术理论,重要从直击雷的防护、暂态过电压保护及接地三方面入手,对雷击不同模式的危险举办综合防治,以确保联通基站免遭雷击危险。
关键词:基站防雷技术 研讨
1 叙文
我省年平均雷暴日数较高,铁岭的年平均雷暴日数为:26.4日,属于中雷击行动区。而且经过铁岭联通的几期工程建树,新建基站多已位于山区或旷野较空闲暇区,金属构架的铁塔由于绝对地位较高,是最易诱发雷击的方针,铁塔一旦遭遇雷击,基站内设备将位于雷电搅扰中心(直击雷搅扰半径为500m),外部引线将产生凶猛的电磁认为,这类搅扰甚至直接作用于基站内各类设备的路线板,而形成其毁坏。其它雷电的电磁认为、二次效应以及地线的还击都会对基站内设备形成危险。以是对付平地和原野基站,作好直击雷防护相当重要。
多年的维护任务,亲历了无数的基站雷击的危险,查阅了大量国际、国外无关技术资料,连络任务教训,下列就谈谈对基站综合防雷技术及运用方面的几点概念和创议。还有许多不成熟的地方,真诚的愿望专家和同业们批评、指正。
2 直击雷的防护(铁塔顶部防雷保护)
首先谈谈直击雷的防护。通常的铁塔给与传统避雷要领,其任务原理是通过避雷针一次性较大能量的放电吸引雷电流打击避雷针本人,以其杰出的接地把雷电传布导上天来保护被保护方针。但是在避雷针引雷上天的历程中,被保护范畴四处的电磁场也将产生迅速的变化,由于雷电认为,机房的路线中产生认为电压和电流,对设备形成毁坏。是以,传统避雷要领能够无效地保护铁塔免受直击雷捣毁,却没法缩小(甚至减轻)其对基站内设备的搅扰甚至破碎摧毁。其它,地电位必将产生变化,这样就会影响设备间电位不平衡,从而形成设备的毁坏或组成还击。
经过多年理论和索求,国际已斥地并应用了“导体多短针雷电放散”装配。它是通过住手空中电荷的堆集及离子化通道的组成,能最大限制地缩小雷击在被保护范畴产生的几率,从而无效地保护基站内各类设备。
2.1,选型根据
现在,业内经常使用的优化避雷针是一种提前电子流发射避雷装配,它引雷后通过阻抗层(电感阻抗层或半导体阻抗层)举办限流,以缩小雷击危险。这类避雷针虽然能够通过其限流作用,来缩小地线还击及雷电认为的危险,但由于其引雷作用,却在另外一方面添加了直击雷在塔上产生的几率,从而添加了雷电认为对外部设备搅扰的次数。而且这类避雷针在遭雷击时,其阻抗层易受雷击毁坏,是以要在每次雷击其时举办搜索。
综上启事,创议上顶或坦荡地带基站铁塔给与“导体多短针雷电放散”形势,举办铁塔直击雷的防护。即通过在铁塔顶部平台、避雷针及悬挂天线上加装导体多短针雷电放散装配以最大限制地缩小直击雷产生的几率。“导体多短针雷电放散”装配是美国90年发明专利,1997年4月通过美国UL认证,也是现在国际惟一通过美国UL认证的防雷系列产品。
2.2,导体多短针雷电放散装配的任务原理
咱们都知道:尖端周围的电场强度越高越容易放电,而电场强度取决于下列因素:
E=Q/4πεr2
由上式不争脸出,雷同空气介质条件下,在电荷量Q确定的征兆下,尖端的曲率半径越小,电场强度越高。“导体多短针雷电放散”装配的放电尖端极细(直径0.2mm),是以在堆集电荷库仑量很少的征兆下,电场强度就曾经很高,尖端开端放电,同时,“导体多短针雷电放散”装配的放散电极许多(从几万到十几万不等),又能够担保堆集到塔顶的大量电荷获得实时放散,无效地住手电荷的堆集。由于每根针上堆集的电荷库仑量很少,没法远距离电气击穿,故不容易与云层的步进先导接通,是以不容易诱发雷击。而雷云是在空中一向移动的,只需在其移到铁塔上方的时间,禁止了雷电离子化通道的组成,此次雷击就住手了在被保护方针处产生。
“导体多短针雷电放散”装配将传统避雷针的一个较大的放电尖端,变为许多极细的放散电极,通过其大量放散电极的小能量、高频率的尖端放电,住手地电荷在铁塔顶部堆集,禁止雷击离子化通道的组成,住手或缩小雷击组成的也许。
2.3,导体多短针雷电放散装配的特性
2.3.1,放散电极数量许多、曲率半径极小,能够无效地住手电荷的堆集,最大限制地缩小雷击几率。
2.3.2,份量轻、低风载、安装方便。放散自重小,能够很方便地按照塔顶的布局及悬挂征兆举办加装,不需求对原有的构造物举办刷新,安装十分方便。且放散装配自己抗风手段强,能抗55米/秒的风速,不会添加铁塔的风载。
2.3.3,由于通信塔顶需求保护的设备较多(如微波天线、GSM、CDMA天线等),按滚球法测算,安装于塔顶的传统避雷针,很难使远离塔体的GSM、CDMA天线处于保护范畴之内。而设置中的点状放散装配能够肆意加装在需求保护的方针上(如天线抱杆),确保塔顶悉数设备位于保护范畴之内。
2.3.4,“导体多短针雷电放散”装配是全金属布局,缩小维护量,无任何副效应。
2.4,导体多短针雷电放散装配的公允安装地位
2.4.1,当雷云移到铁塔上方时,地电荷沿着塔腿向上移动,将首先达到铁塔顶部边际并在此堆集。设置中的“线状雷电放散”装配安装于塔顶四处,可使地电荷随时堆集随时放散,从而低落铁塔顶部的电势,无效地住手直击雷从塔顶产生。
2.4.2,塔顶避雷针所处地位最高,最易诱发直接雷击,需在此加隐瞒状放散装配。
2.4.3,通信铁塔所处地理地位较高,安装于塔顶顶部的GSM、CDMA天线、微波天线抱杆一样有遭遇雷击的也许性,需在这些部位加隐瞒状雷电放散装配,以住手这些部位诱发雷击。
2.5,导体多短针雷电放散装配的稳定性
具不彻底统计,到现在为止,国际所安装的“导体多短针雷电放散”装配。无一例因应用或安装及技术等题目遭遇直击雷(能否遭遇直击雷可从装配中的放散电极能否完全鉴定)。
3 认为雷防护(站内暂态过电压保护)
再谈谈认为雷电对电子设备形成的危险,在基站遭遇雷击的事务中,有很大一局部是因认为雷沿供电路线引入诱发的,为住手这类危险的产生。经过多年试验的总结,创议在基站内给与分阶段保护办法来抑制雷电认为和系统利用诱发的暂态过电压,使设备免受暂态过电压的破碎摧毁。
3.1,交流系统第一阶段防护
在交流路线引入基站后,在主配电盘处加装通流容量为80KA的暂态过电压保护装配,以住手认为雷沿交流路线引入对站内设备的危险。这一级的防雷产品因距离设备较近,除拥有大的通流容量外还应拥有快的反应时间。
这里创议给与每雷同流容量为80KA(极限峰值为120KA)的“暂态过电压保护”装配举办这一级防护。对付郊区或供电电缆埋地引入的其余基站,为只管低落建树本钱,也可给与每雷同流容量为40KA的“暂态过电压保护”装配举办这一级防护。
3.1.1,选型根据:
防雷装配能否无效地对通信设备起到应有的保护作用,关键因素有二个,一是对雷击浪涌电流的经受和泄罢休段;二是反应时间。
3.1.1.1,泄流手段的决定根据
按照统计资料,雷电平均强度为25-40KA,迄今为止有记录的最强的雷击电流为200KA,是认为使绝大局部雷击诱发的浪涌获得无效的抑制,暂态过电压浪涌抑制器的通流容量应在40KA以上。
若是基站地理地位较高,且交流路线架空引入,雷击危险将越发严重,以是浪涌抑制器应拥有更大的泄流手段。创议给与每雷同流容量为80KA(极限峰值120KA)的“暂态过电压保护”装配。
但郊区或供电电缆埋地引入的基站因其遭遇直击雷的几率较少,认为雷强度较低,可应用每雷同流容量为40KA的“暂态过电压保护”装配。
3.1.1.2,反应时间越短越好
雷击为大能量、高频率放电,这就要求浪涌抑制器要有极快的反应速度,不然浪涌抑制器未及反应,浪涌已进入设备形成通信设备毁坏。
创议给与拥有大的通流容量和快速反应时间的产品。
3.2,交流路线第二阶段防护
在单独设备空气开关处加装通流容量为20-40KA暂态过电压保护装配(视该地区的雷击强度及铁塔能否有诱发直击雷也许确定),以逐级限定过电压及抑制外部路线认为及系统利用过电压。因开关电源自己配备的20-40KA的避雷模块能够惬心这级防护的要求,在此可不重复设置。
3.3,电源系统第三阶段保护
对接地电阻较高或山区的基站,为住手地线还击,可在电源设备的正负极间加装48V直流落涌吸收装配。
3.4,天馈线和数据线、信号线保护
因天馈线外部拥有金属樊篱层,雷电认为多会集于此,是以,若是馈线在塔顶、塔中和进入基站前多次杰出接地,为缩小信号耗费和刷新驻波比目标,可不加装馈线避雷器,而且通信设备提供商通常已在基站内配有馈线避雷器,可不重复设置。
4 无效的衔接和接地
4.1,单点接地电位基准
着末谈谈若何无效的设备衔接和接地。正确的衔接与接地,对住手由于空中的跨步电压对设备形成的危害十分重要。以是,创议在基站内的设备衔接,给与单点接地技术以住手这局部危险的产生。
4.1.1,所谓单点接地是指:
4.1.1.1,基站内悉数设备的外壳应单点接地;
4.1.1.2,悉数进线(交流电源线、馈线、电话线)在进入基站前应完成单点接地。
浪涌保护器,防雷器,压敏电阻
4.2,设备地线应分区接地
在接地汇流排上应将易产生浪涌的设备(如主配电箱、电源设备等)地线和易受浪涌搅扰的设备分区接地以更无效地住手浪涌搅扰。
5  完结语
雷电会招致多种不同模式的危险,没有任何一种产品或技术能够同时住手雷电悉数模式的危险,是以防雷是一项系统工程,需求从营造物雷电防护、暂态过电压浪涌抑制以及无效的衔接和接地等几方面综合思索,才气达到志向的防雷结果。
参考文献:1,信息财产部标准YD5068《移动通信基站防雷与接地方案规范》、2,信息财产部标准YD5078《通信工程电源系统防雷技术规定》、3,信息财产部标准YD2011《微波站防雷与接地方案规范》
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