【浅谈对移动通信基站防雷接地系统的设计】防雷,雷电,电压,直流,基站,设备,电源,接地|论...

浅谈对移动通信基站防雷接地系统的方案作者：66文　前导发轫：www.66wen.com　更新时间：2008年11月23日　编 辑：db内容择要：2　住手地电压还击是基站防雷接地的重要课题 　　当雷电流基站四处的避雷器对地泄放时，因为接地电阻的存在必然诱发基站任务地的电位下降，基站直流负荷如bts电源、开关电源的监控单元、基站的能源环境监控器等设备绝对远端地一般都存在寄生电容，这些设备一端接任务接地，无流的远端地与基站的任务接地间存在电位差，于是产生差模脉冲电压。理论上在悉数基站设备产生过压毁坏的雷击事务中，防雷器保护空开行径占100%、防雷器失常占90%以上，显而易见，因为防雷器保护空开的断路作用，防雷器并无彻底起到泄放雷电、限定电压的作用，防雷器并无彻底起到泄放雷电、限定电压的作用。天下上没有任何一种防雷器能惬心悉数混合雷电袭击波、残压以及响应时间目标要求，以是应凭证表1中基站电源设备的绝缘等第划分防雷层次，完成多级防护，对雷电能量逐级削弱，使各级防雷器残压互相共同，终极使过电压值限定在设备绝缘强度之内。咱们以为应当连络yd5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的理论环境，从交流电力网高压路线开端，凭证基站重要电源配套设备的耐雷电袭击目标和防雷器残压要求，采用分级融洽的防护办法，举办基站的防雷系统设备。避关键词：防雷雷电电压直流基站设备电源接地择要：本文阐述了移动基站防雷接地系统一再显现的题目，连络多年运维教训，着实地提出凭证理论环境方案移动通信基站防雷接地系统的方案头脑.因为移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上，还有一局部安装在铁塔上，绝对周围环境而言，构成十分突出的方针，从而招致雷击几率增多。通信设备毁坏，花费了大量人力财力。怎么才气无效地预防雷害，确保移动通信基站设备和任务人员的恬适呢？几年来的维护教训照顾咱们：必须凭证每个基站的理论环境方案移动通信基站的防雷接地系统，实验基站针对性防雷。1认清移动基站雷害的重要启事移动基站防雷是一个烦复的系统工程，畴昔咱们凭证防雷理论，只管进步基站防雷系统的泄流手段，选用了80ka甚至100ka的大型防雷器，可是防雷结果却不尽人意，一再显现基站防雷器没有分明行径，基站设备却曾经产生毁坏。是防雷器欠好吗？不，防雷器都是检测合格的中计产品。正本是咱们没有凭证基站的理论环境方案防雷系统。咱们视察统计了全省近两年来的雷击事务，得出一条重要数据；基站内设备被直击雷和雷电认为破碎摧毁的几率为零。这是因为基站设备蕴含基站室外电力变压器的地位宽泛较低，彻底处于建筑防雷举措措施或铁塔以及架空路线避雷系统和建筑防雷等内围的避雷系统泄放，以是基站设备很难遭到直击雷危害。其它咱们基站内的设备外壳、天馈线、走线架等金融物全数安装了保护接地，再加之与室外的雷击点和避雷器接地引线有完善的距离，以是雷电认为也很难阐扬作用。几年来雷击事务的重要景遇为：基站b级防雷器保护空开行径，局部单订交流设备和直流设备毁坏。咱们从中不争脸出地电压还击和雷电波侵入是形成基站设备毁坏的重要启事。以是基站防雷系统应以住手地电压还击和雷电波侵入为重要方针。2住手地电压还击是基站防雷接地的重要课题当雷电流基站四处的避雷器对地泄放时，因为接地电阻的存在必然诱发基站任务地的电位下降，基站直流负荷如bts电源、开关电源的监控单元、基站的能源环境监控器等设备绝对远端地一般都存在寄生电容，这些设备一端接任务接地，无流的远端地与基站的任务接地间存在电位差，于是产生差模脉冲电压。当超过设备绝缘耐压的许愿限制时必然形成设备的毁坏。基站的单订交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上，当雷电流沿基站四处的避雷器对地泄放时，变压器的交流地和交流重复接地电位也会下降，是以基站的单订交流设备也一样存在地电压还击的题目。咱们把基站设备与接地无关的电路重大等效为路线电阻、路线寄生电感（可忽略不计）、路线负载（如传感器、bts、空调、灯具等）、终端对远端地寄生电容构成的勾串回路。假若基站的袭击接地电r为2欧姆，防雷器对地的泄放电流为2ka，这时候基站的接地排的瞬间电压为u=1*r=4kv，可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kv，如不采用办法，必然形成设备毁坏。3因地制宜消减还击电压那么怎么才气住手地电压还击形成的损失呢？咱们一般很天然会想到应用交流过压保护器和直流落涌抑制器，即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器；在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。悉数交流过压保护器和直流落涌抑制器必须靠拢被保护的设备安装，住手被保护设备因为接地或电源引线太长诱发脉冲反射。除此之外一个无比重要的题目等于将基站的任务接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分隔焊接，这样能够大大低落基站任务接地母排的电压浪涌幅值。众所周知，雷电电流沿地网泄放时，在避雷器引下线与地网衔接点四处泥土内构成一个强电位场，距离越近电压越高。将基站任务接地与室外避雷器接地分隔，能够大大低落基站的还击电压。以是yd5068-98《移动通信基站防雷与方案规范》明晰指出：基站任务地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m，条件准许时宜间距10-15m。理论上除电力路线外，基站的铁塔遭雷击次数起码，与铁塔共用接地网的基站一再遭到地电压还击的危害，假若铁塔地网边缘距离基站大于5m，应在基站四处另建环形任务接地网；条件差的基站能够沿铁塔地网与基站任务接地引接线，补设接地桩；只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与任务接地的引接点分袂在对角塔基上安装。对付山项基站特别应属意将基站的任务接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分隔，因为山顶基站的接地电阻较大，接地引线较长，雷电流泄放绝对缓慢，以是地电压还击对照严重。低落基站接地电阻也无利于电压还击事务。接地电阻较大的山上基站，可利用塔基钢筋、蓄池塘、无爆炸和电击危害的金属管路等天然接地体，埋设地桩有艰巨的山上基站也可从塔基沿山体的天然沟壑，最佳决定昏暗湿润的处所，制作横向辐射接地网，辐射接地网长度应小于30m，塔基四处辐射的横向接地网越多也无利于雷电散流。4适内地选用电源路线保护空开住手雷电波侵入避雷器的响应个性有远近软硬之分：气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙，当线中电压超过防雷器的击穿电压后，防雷器的绝缘电阻赶紧急剧下降，放电手段较强，残压绝对较高，回覆电压低于正本的击穿电压，属于硬响应个性：属于软响应个性的压敏电阻和浪涌抑制二极管，其特性是响应时间短，放电电流小，残压低，并且回覆电压根本不乱。硬响应个性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化也许形成路线短路，以是防雷器前面应当设置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路准许强度。假若主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度，应设避雷器分路保护空开。众所周知，雷电波的脉冲宽度为纳秒级，以是一般防雷器均以响应时间达到纳秒为标准。有人就把基站的防雷系统凭证纳秒纺防雷时间举办方案，例如在c级防雷器上加装了很小的保护空开如：20a或32a，以为这样既防雷又恬适。理论上在悉数基站设备产生过压毁坏的雷击事务中，防雷器保护空开行径占100%、防雷器失常占90%以上，显而易见，因为防雷器保护空开的断路作用，防雷器并无彻底起到泄放雷电、限定电压的作用，防雷器并无彻底起到泄放雷电、限定电压的作用。这类事例却从不和证实了应当选用较小的设备的保护空开，并且把防雷器紧靠被保护设备安装，使被保护设备与防雷器具备类似的恬适级别。 纳秒级的雷电波在对地泄放中产生的地电压还击和雷电波侵入作历时间也许被延伸至毫秒甚至更长。咱们把受地电压还击和雷电波侵入影响的基站设备重大等效为寄生电感、回路电阻、对地电容构成的勾串的电路。因为电感、电容的储能作用，即使不产生震动，高压脉冲在衰减历程中其存在时间也会被大大延滞，其它雷击一再形成电网利用过电压的继续时间更长，以是咱们在选用防雷器和设备的保护空开时，应凭证防雷器的最大准许熔丝电流和路线的进线许愿短路电流以及设备的负荷电流综合思索。y-brd+yaoickmr5+fy0o_]rb}=i ?w5完成分级防雷防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数，一般来讲，泄流手段强的防雷器，响应时间长，残压高。天下上没有任何一种防雷器能惬心悉数混合雷电袭击波、残压以及响应时间目标要求，以是应凭证表1中基站电源设备的绝缘等第划分防雷层次，完成多级防护，对雷电能量逐级削弱，使各级防雷器残压互相共同，终极使过电压值限定在设备绝缘强度之内。其它多级防护对付某一级防雷器失效、防雷器的残压不共同设备绝缘强度等也是必须的。咱们以为应当连络yd5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的理论环境，从交流电力网高压路线开端，凭证基站重要电源配套设备的耐雷电袭击目标和防雷器残压要求，采用分级融洽的防护办法，举办基站的防雷系统设备。避雷器的直流1maa参考电压是咱们决定避雷器的绝缘要求，选历时应思索电网的电压摆荡下限值和利用过电压远小于直流1ma参考电压，细心基站重要设置设备的耐雷电冲目标和防雷器残压要求如表1：表1基站配套设备的耐雷电袭击目标和防雷要求防雷级别基站设备称号额定电压（v）模仿雷电袭击波电流峰值（kv）(1.25/50μs)模仿雷电袭击波电流峰值（kv）(8/20μs)避雷器压峰值要求（kv）直流1ma（v）备注a电力变压器1000≥75≥20≤45(5ka)23000电力变压器高压侧b交流稳压器220/380≥6≥3≤2.6(1.5ka)600/1200变压器低压则和低压供电户端c交流配电器220/380≥4≥2≤1.3(1.5ka)600/1200基站内d交流整流器220/380≥2.5≥1.25≤1.3(1.5ka)600/1200基站开关电源、空调e直流配电屏直流-48≥1.5≥0.75安装在直流屏后，直流设备前完成各级防雷器的能量调配与电压共同的要点在于利用两级防雷器之间线缆本人的感抗。电缆本人的感抗有必然的阴碍电流及分压作用，使雷电流更多地被调配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时，要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右，当防雷器接地线与被保护电缆有必然距离（>1m），这时候要求线缆长度大于5m即可。在一些不安妥采用线缆本人作退耦办法的，如两级防雷器靠拢或线缆长度较短时，可利用专门的退耦器件，这时候无距离要求。择要：本文阐述了移动基站防雷接地系统一再显现的题目，连络多年运维教训，着实地提出凭证理论环境方案移动通信基站防雷接地系统的方案头脑。因为移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上，还有一局部安装在铁塔上，绝对周围环境而言，构成十分突出的方针，从而招致雷击几率增多。通信设备毁坏，花费了大量人力财力。怎么才气无效地预防雷害，确保移动通信基站设备和任务人员的恬适呢？几年来的维护教训照顾咱们：必须凭证每个基站的理论环境方案移动通信基站的防雷接地系统，实验基站针对性防雷。1认清移动基站雷害的重要启事移动基站防雷是一个烦复的系统工程，畴昔咱们凭证防雷理论，只管进步基站防雷系统的泄流手段，选用了80ka甚至100ka的大型防雷器，可是防雷结果却不尽人意，一再显现基站防雷器没有分明行径，基站设备却曾经产生毁坏。是防雷器欠好吗？不，防雷器都是检测合格的中计产品。正本是咱们没有凭证基站的理论环境方案防雷系统。咱们视察统计了全省近两年来的雷击事务，得出一条重要数据；基站内设备被直击雷和雷电认为破碎摧毁的几率为零。这是因为基站设备蕴含基站室外电力变压器的地位宽泛较低，彻底处于建筑防雷举措措施或铁塔以及架空路线避雷系统和建筑防雷等内围的避雷系统泄放，以是基站设备很难遭到直击雷危害。其它咱们基站内的设备外壳、天馈线、走线架等金融物全数安装了保护接地，再加之与室外的雷击点和避雷器接地引线有完善的距离，以是雷电认为也很难阐扬作用。几年来雷击事务的重要景遇为：基站b级防雷器保护空开行径，局部单订交流设备和直流设备毁坏。咱们从中不争脸出地电压还击和雷电波侵入是形成基站设备毁坏的重要启事。以是基站防雷系统应以住手地电压还击和雷电波侵入为重要方针。2住手地电压还击是基站防雷接地的重要课题当雷电流基站四处的避雷器对地泄放时，因为接地电阻的存在必然诱发基站任务地的电位下降，基站直流负荷如bts电源、开关电源的监控单元、基站的能源环境监控器等设备绝对远端地一般都存在寄生电容，这些设备一端接任务接地，无流的远端地与基站的任务接地间存在电位差，于是产生差模脉冲电压。当超过设备绝缘耐压的许愿限制时必然形成设备的毁坏。基站的单订交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上，当雷电流沿基站四处的避雷器对地泄放时，变压器的交流地和交流重复接地电位也会下降，是以基站的单订交流设备也一样存在地电压还击的题目。咱们把基站设备与接地无关的电路重大等效为路线电阻、路线寄生电感（可忽略不计）、路线负载（如传感器、bts、空调、灯具等）、终端对远端地寄生电容构成的勾串回路。假若基站的袭击接地电r为2欧姆，防雷器对地的泄放电流为2ka，这时候基站的接地排的瞬间电压为u=1*r=4kv，可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kv，如不采用办法，必然形成设备毁坏。3因地制宜消减还击电压那么怎么才气住手地电压还击形成的损失呢？咱们一般很天然会想到应用交流过压保护器和直流落涌抑制器，即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器；在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。悉数交流过压保护器和直流落涌抑制器必须靠拢被保护的设备安装，住手被保护设备因为接地或电源引线太长诱发脉冲反射。除此之外一个无比重要的题目等于将基站的任务接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分隔焊接，这样能够大大低落基站任务接地母排的电压浪涌幅值。众所周知，雷电电流沿地网泄放时，在避雷器引下线与地网衔接点四处泥土内构成一个强电位场，距离越近电压越高。将基站任务接地与室外避雷器接地分隔，能够大大低落基站的还击电压。以是yd5068-98《移动通信基站防雷与方案规范》明晰指出：基站任务地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m，条件准许时宜间距10-15m。理论上除电力路线外，基站的铁塔遭雷击次数起码，与铁塔共用接地网的基站一再遭到地电压还击的危害，假若铁塔地网边缘距离基站大于5m，应在基站四处另建环形任务接地网；条件差的基站能够沿铁塔地网与基站任务接地引接线，补设接地桩；只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与任务接地的引接点分袂在对角塔基上安装。对付山项基站特别应属意将基站的任务接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分隔，因为山顶基站的接地电阻较大，接地引线较长，雷电流泄放绝对缓慢，以是地电压还击对照严重。低落基站接地电阻也无利于电压还击事务。接地电阻较大的山上基站，可利用塔基钢筋、蓄池塘、无爆炸和电击危害的金属管路等天然接地体，埋设地桩有艰巨的山上基站也可从塔基沿山体的天然沟壑，最佳决定昏暗湿润的处所，制作横向辐射接地网，辐射接地网长度应小于30m，塔基四处辐射的横向接地网越多也无利于雷电散流。4适内地选用电源路线保护空开住手雷电波侵入避雷器的响应个性有远近软硬之分：气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙，当线中电压超过防雷器的击穿电压后，防雷器的绝缘电阻赶紧急剧下降，放电手段较强，残压绝对较高，回覆电压低于正本的击穿电压，属于硬响应个性：属于软响应个性的压敏电阻和浪涌抑制二极管，其特性是响应时间短，放电电流小，残压低，并且回覆电压根本不乱。硬响应个性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化也许形成路线短路，以是防雷器前面应当设置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路准许强度。假若主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度，应设避雷器分路保护空开。众所周知，雷电波的脉冲宽度为纳秒级，以是一般防雷器均以响应时间达到纳秒为标准。有人就把基站的防雷系统凭证纳秒纺防雷时间举办方案，例如在c级防雷器上加装了很小的保护空开如：20a或32a，以为这样既防雷又恬适。理论上在悉数基站设备产生过压毁坏的雷击事务中，防雷器保护空开行径占100%、防雷器失常占90%以上，显而易见，因为防雷器保护空开的断路作用，防雷器并无彻底起到泄放雷电、限定电压的作用，防雷器并无彻底起到泄放雷电、限定电压的作用。这类事例却从不和证实了应当选用较小的设备的保护空开，并且把防雷器紧靠被保护设备安装，使被保护设备与防雷器具备类似的恬适级别。纳秒级的雷电波在对地泄放中产生的地电压还击和雷电波侵入作历时间也许被延伸至毫秒甚至更长。咱们把受地电压还击和雷电波侵入影响的基站设备重大等效为寄生电感、回路电阻、对地电容构成的勾串的电路。因为电感、电容的储能作用，即使不产生震动，高压脉冲在衰减历程中其存在时间也会被大大延滞，其它雷击一再形成电网利用过电压的继续时间更长，以是咱们在选用防雷器和设备的保护空开时，应凭证防雷器的最大准许熔丝电流和路线的进线许愿短路电流以及设备的负荷电流综合思索。5完成分级防雷防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数，一般来讲，泄流手段强的防雷器，响应时间长，残压高。天下上没有任何一种防雷器能惬心悉数混合雷电袭击波、残压以及响应时间目标要求，以是应凭证表1中基站电源设备的绝缘等第划分防雷层次，完成多级防护，对雷电能量逐级削弱，使各级防雷器残压互相共同，终极使过电压值限定在设备绝缘强度之内。其它多级防护对付某一级防雷器失效、防雷器的残压不共同设备绝缘强度等也是必须的。咱们以为应当连络yd5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的理论环境，从交流电力网高压路线开端，凭证基站重要电源配套设备的耐雷电袭击目标和防雷器残压要求，采用分级融洽的防护办法，举办基站的防雷系统设备。避雷器的直流1maa参考电压是咱们决定避雷器的绝缘要求，选历时应思索电网的电压摆荡下限值和利用过电压远小于直流1ma参考电压，细心基站重要设置设备的耐雷电冲目标和防雷器残压要求如表1：表1基站配套设备的耐雷电袭击目标和防雷要求防雷级别基站设备称号额定电压（v）模仿雷电袭击波电流峰值（kv）(1.25/50μs)模仿雷电袭击波电流峰值（kv）(8/20μs)避雷器压峰值要求（kv）直流1ma（v）备注a电力变压器1000≥75≥20≤45(5ka)23000电力变压器高压侧b交流稳压器220/380≥6≥3≤2.6(1.5ka)600/1200变压器低压则和低压供电户端c交流配电器220/380≥4≥2≤1.3(1.5ka)600/1200基站内d交流整流器220/380≥2.5≥1.25≤1.3(1.5ka)600/1200基站开关电源、空调e直流配电屏直流-48≥1.5≥0.75安装在直流屏后，直流设备前完成各级防雷器的能量调配与电压共同的要点在于利用两级防雷器之间线缆本人的感抗。电缆本人的感抗有必然的阴碍电流及分压作用，使雷电流更多地被调配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时，要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右，当防雷器接地线与被保护电缆有必然距离（>1m），这时候要求线缆长度大于5m即可。在一些不安妥采用线缆本人作退耦办法的，如两级防雷器靠拢或线缆长度较短时，可利用专门的退耦器件，这时候无距离要求。