雷电防护在移动通信基站的应用

雷电防备在挪动通信基站的应用中国联通分企业伟民联通经过十五期工程建设，有好多新建基站建在山区或郊野较空阔地域，金属构架的铁塔因为相对地点较高，是最简单引起雷击的目标，铁塔一旦遭到雷击，基站设备将位于雷电扰乱中心（直击雷扰乱半径为500m），部引线将产生激烈的电磁感觉，这类扰乱甚至直接作用于基站各样设备的线路板，而造成其破坏。此外雷电的电磁感觉、二次效应以及地线的还击都会对基站设备造成危害。所以关于高峰和野外基站，作好雷电防备至关重要。一、雷电对通信设备的危害及分类尽人皆知，雷电有很大的破坏力，可破坏通信设备或设备，危害到人的生命安全。雷电的破坏作用有三个方面，即电性质的破坏作用、热性质的破坏作用、机械性质的破坏作用。雷电的破坏作用表现形式为雷击。挪动通信基站的铁塔是属于易遭到雷击的修建物之一。为保证国家财富和保护人员的生命安全，挪动通信基站的防雷也是十分必需的。雷电大概可分为直击雷、感觉雷、球雷、雷电侵入波等。1、直击雷：带电的云层与上某一点之间发生迅猛的放电现象。直击雷只有在雷云对地闪击时才会对地面造成灾祸，也就是说直击雷发生的几率较低，而且直击雷发生时一次只好侵袭一个小围的目标。可是因为放电现象发生过程迅猛，被直接击中的目标会因为放电电流过大而造成较严重的破坏。直击雷主要对室外物体产生破坏作用，所以把防直击雷的系统称为外面防雷系统。2、二次雷（感觉雷）：雷电在雷云之间或雷云对地的放电时，在邻近的户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连结线上产生电磁感觉并侵入设备，使串连在线路中间或终端的电子设备遇到伤害的放电现象。感觉雷固然没有直击雷剧烈，但其发生的几率比直击雷高得多。感觉雷无论雷云对地闪击仍是雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾祸。哪怕是一次雷闪击都能够在较大围的多个电子设备间产生感觉雷过电压现象，而且这类感觉高压能够经过基站供电线和信号中继线等引入，并经过传输使雷害围扩大。感觉雷发生时一般对室的用电设备和电子元器件起到破坏作用，所以把防备感觉雷和雷电电磁脉冲波（LEMP）破坏的系统称为部防雷系统。．球形雷：一种特别的雷电现象，简称球雷。一般是橙或红色（也有带黄色、绿色、蓝色或紫色的），或似红色火焰的发光球体，直径一般约为10～20厘米，最大的直径可达一米，存在的时间大概为百分之几秒至几分钟，一般是3至5秒，一旦碰到物体或电气设备时会产生焚烧或爆炸，其主假如沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室，有的由烟囱或通气管道滚进楼房，多半沿带电体消逝。球形雷一般发生的较少，只有在一些特别的地理环境或许特别的基站地点上才会有球形雷的发生。能够经过铁塔避雷系统、机房避雷系统、围墙避雷系统等构成多系统多层次的整个站区防备系统，达到保护的目的。4、雷电侵入波：架空电力线路或金属管道等，遭到直击雷后，雷电波沿着这些击中物流传，即为雷电侵入波。二、防雷技术和雷电防备、外面防雷系统一般防备直击雷破坏是经过避雷装置即避雷针、引下线和接地网络构成完整的电气通路后，将雷电流泄入。但是避雷针、引下线和接地装置的导通只好保护安装避雷针的物体自己免受直击雷的损毁，但雷电会透过多种形式及门路破坏电子设备。对通信基站而言，天馈线系统和机房建筑物简单遭到到直击雷的侵袭，能够经过合理设计避雷针的保护角和优秀的接地系统起到保护作用。但需要说明，避雷针一定有足够靠谱，而且有接地电阻尽量小的引下线和接地装置与其配套，不然，它不只起不到避雷的作用，反而会增大雷击的伤害程度。避雷器与接地装置之间的金属导体称为引下线。将避雷针经过引下线与做优秀的电气连结的装置称为接地装置。接地装置的作用是把由避雷针和网络障蔽引来的雷电流赶快地放泻到中去，以保护人员、设备和建筑物的安全。所谓的接地网，是把需要接地的各系通通一接到一个地网上或许把各系统本来的接地网经过地下或许地上用金属连结起来，使它们之间成为电气相通的一致接地网。在接地办理过程中，必定要有一个优秀的接地系统，因为全部防雷系统都需要经过接地系统把雷电流泄入，进而保护设备和人身安全。假如基站接地系统做得不好，不只会惹起设备故障，烧坏元器件，严重的还将危害工作人员的生命安全。此外防扰乱、防静电等问题都需要成立优秀的接地系统来解决。一般整个基站的接地系统有建筑物地网、铁塔地、电源地、逻辑地（也称信号地）、防雷地等。当各地网之间一定独即刻，假如互相之间距离达不到规要求的话，则容易出现地电位还击事故。当各接地系统之间的距离达不到规的要求时，应尽可能连结在一同，照实质状况不一样意直接连结的，可经过地电位平衡器实现等电位连结。、部防雷系统有靠谱的外面防雷举措同时，更需要完美部防雷举措。在外面防雷举措中，避雷设备在雷电发生的瞬时，接地引下线会有很大的瞬变电流经过，也就是说在四周会产生很大的雷电磁脉冲波（LEMP），此时就需要部防雷举措。部防雷工程主要由障蔽、防雷器和等电位连结三部分构成。建筑物部防雷工程波及面较宽，概括起来有高电压引入和电磁脉冲波，此中危害最大的是高电压引入。高电压引入是指雷击产生的高电压经过金属线引入到其余地方和室，造成破坏的雷害现象。高电压引入的门路有二种：其一是直击雷直接击中金属导线，让高压雷电以波的形式沿着导线两边流传而引入室；第二种是来自感觉雷的高电压脉冲，即因为雷雨云对放电或雷雨云之间快速放电形成的静电感觉和电磁感觉，感生出几千伏到几十千伏甚至数百千伏的地电位还击，这类还击会沿着电力系统的零线、保护接地线和各样形式的接地线，以波的形式传入室或流传到更大的室围，造成大面积的危害。、过电压保护所谓的过电压保护就是限制被保护设备上雷电过电压幅值。依据IEC1312拟订的雷电电磁脉冲防备标准，用对电源部分和信号部分安装电源类SPD和通信网络类SPD（瞬态过电压保护器）进行过电压保护。SPD是保护电子设备在受雷电闪击或许其余扰乱造成浪涌过电压危害的有效手段。关于正常工作状态下的低压系统，安装SPD后要求不会对原有系统和原有设备工作特征造成影响；关于出现浪涌等非正常工作状态的低压系统，SPD应实时对浪涌做出反响，通过SPD限制瞬态过电压和分走浪涌电流的特征，将过电压降到IEC60664-1规定的各种型不一样设备耐冲击过电压额定值以下。关于经历了非正常状态的低压系统，即经过浪涌后恢复正常状态的SPD，应恢复其高阻抗特征，并采纳举措防备或克制电力线上的续流。当浪涌电压超出设计的最大承受能力和放电电流容量时，SPD可能会无效或被破坏。SPD的无效模式大概分为开路和短路两种方式。处于开路模式时，被保护设备将不再受保护。这时，因为处于开路模式的SPD对系统自己不会产生影响，很难发现SPD己无效。为了保证在下一次浪涌到来以前，能将无效的SPD替换掉，要求SPD一定具备无效指示的功能。处于短路模式时，短路电流由配电系统流向无效的SPD，无效的SPD往常并未完整短路且有必定阻抗，在开路前将产生热能惹起焚烧，此时，对处于短路无效模式的SPD要求安装一个适合的离开装置（断路器），使被保护系统与无效的SPD发生离开。三、雷电防备在挪动通信基站的应用挪动通信基站设备是经过接地来达到保护设备的目的。基站的接地分为保护接地、工作接地、防雷接地。这三种接地合设一组接地体时称为三合一接地系统。保护接地、工作接地的地排部署在机房，防雷接地的地排部署在机房外。接地有助于减少雷击破坏和人为噪声，所以对挪动通信设备进行优秀接地是十分重要的。、馈线的防雷接地为了防止在雷击时由馈线引入高电位，应在馈线进入机房前将同轴电缆的外导体做三级靠谱的接地，即第一级天线端、第二级铁塔中部、第三级馈线引入机房前。三级接地线应接至机房外处排。铁塔上架设的馈线、同轴电缆金属外护层应分别在上、下端及进入机房进口处外侧就近接地，当馈线及同轴电缆长度大于60m时，其障蔽层宜在塔的中间部位增添一个接地连结点，室外走线架始末两头均应和接地线、避雷带或地网连结,接地连结线为不小于16mm2。、机房设备的工作接地和保护接地机房通信设备及其供电设备正常不带电的金属部分，进局电缆的保安装置接地端，以及电缆的金属护套均应做保护接地。DDF架ODF机架应做接地保护。室的走线架及各种金属构件一定接地，各段走线架之间一定电气连结。基站全部设备的外壳应单点接地；全部进线（沟通电源线、馈线）在进入基站前应实现单点接地。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）地线和易受浪涌扰乱的设备分区接地以更有效地防备浪涌扰乱。机房设备机架、走线架都应与室接地排做靠谱连结。自接地排至各样设备分别用1×25及1×35mm2电缆连结，接地线要尽量短。、接地装置与接地电阻的测试因为接地系统的质量常常成为发生雷击事故的重点，所以对山区基站、平原孤立山上的基站接地装置的质量更加重要。接地装置的资料一般采纳φ50×5×2500的无缝热镀锌钢管做接地极，－×4的热镀锌扁钢做水平连结导线。施工时先挖一条0.7米深的沟，在沟底部按尺寸要求夯入φ50×5×2500的无缝热镀锌钢，钢管上部距地面0.5米，再用－40×4的热镀锌扁钢把夯入的钢管焊接起来，焊接处需做防腐办理。接地电阻的测试：电压极、电流极可采纳三角形部署方法。一般取d2=d1≥2D，夹角约为30°。d2电压极)≈30°d1电流极D—被测接地装置的最大对角线长度d1--

被测接地装置至电流极的距离d2--

被测接地装置至电压极的距离挪动通信基站的工频接地电阻一般控制在

10Ω之、地网的等效半径应在10m

左右；当基站的土壤电阻率大于

1000

Ω·m

时，可不对基站的工频接地电阻予以限制，但要求其地网的等效半径应大于等于20m，并在地网四角加以2