無線信號通信站的防雷保護措施
前言:通信站臺因為其地理位置一般處于高出,而且里面的設備采用高度集成的電子電路,抗雷擊水平很低,對雷電浪涌比較敏感,各地的站臺經(jīng)常受到雷擊的危害。本文著重介紹一下無線信號通信站的一些防雷要點!
一、雷電對無線信號通信站的損害
自上世紀50年代以來,隨著微電子技術的發(fā)展,超大規(guī)模集成電路誕生,數(shù)以十萬計的元器件集成在一個小小的芯片上,從而使微處理器的成本大大降低, 各種電子信息設備隨之大量涌現(xiàn)。微電子技術已廣泛滲入各行各業(yè)以及居民的日常生活,它既成了各種儀器設備的“心臟”,也是雷電主要襲擊的對象,雷災的后果常是牽一發(fā)而動全身。由于通信電子設備的技術特征是集成度高,器件耐過壓、過流的能力弱,對外部電磁干擾敏感。設備元器件從電子管發(fā)展到大型集成電路,器件的耐受能量從0.1~10J降至10-8~10-6J,每次雷電(雷電計數(shù)器校驗儀)釋放的數(shù)百兆焦耳(MJ)能量已遠遠超過了足可影響敏感設備的毫焦耳(mJ)級能級,導致通信電子設備損壞率驟然升高。因而電子設備很容易遭到LEMP干擾的侵害,輕者導致性能下降,影響系統(tǒng)正常運行;重者可以造成系統(tǒng)癱瘓和人身傷亡事故,損失無法估量。
雷電可以摧毀建筑物,可以造成火災和人員傷亡,其強大的電磁脈沖可導致電子設備損壞。在實際工作中,以雷擊為代表的電磁脈沖對通信系統(tǒng)造成的直接和間接經(jīng)濟損失已相當嚴重,危害很大。因此,提高人們防雷意識,加強電子信息設備和系統(tǒng)的雷電(雷電計數(shù)器校驗儀)電磁脈沖防護工作,這是當前防雷工作和理論研究的當務之急。
二、雷電波對無線信號通信站入侵途徑
雷電(雷電計數(shù)器校驗儀)是自然界中強大脈沖能量的放電過程,也是zui大的電磁干擾源,它一般通過輻射、傳導或其復合方式進行傳播。如LEMP可以通過電力輸電線、信號線、天線饋線、地下線纜、各種金屬管道等導體傳輸。這些導體在傳輸LEMP時,可能由于它們自身的天線效應而再次構成輻射源,或上述導體又有可能會被LEMP強大的電磁場變化感應出過電壓、過電流,以雷電(雷電計數(shù)器校驗儀)波形式侵入通信系統(tǒng)。
雷電(雷電計數(shù)器校驗儀)波侵入無線信號通信站的途徑,共有兩類五種方式。
(1)雷電擊中無線信號通信站所在建筑物引起過電壓,有兩個入侵途徑:
a──雷電擊中建筑物外部,在接地電阻上引起暫態(tài)電壓降;
b──雷電擊中建筑物外部,在建筑物內部感應出過電壓。
(2)遠處雷擊引起過電壓,有三種侵入途徑:
a──雷電擊中遠處電源架空線纜引起過電壓;
b──云層之間的雷電感應到電源架空電纜上形成過電壓;
c──雷電擊中遠處地面,地下通信電纜由于地電位上升或感應引起過電壓。
雷電(雷電計數(shù)器校驗儀)侵入無線信號通信站的方式,導致現(xiàn)代防雷技術是在三維空間進行的綜合防雷,其基本措施主要包括接閃、泄流、等電位連接、接地(、屏蔽和隔離等,這種對LEMP的綜合防護方法可以概括綜合防雷保護法。
三、無線信號通信站防雷的基本措施
無線信號通信站防雷(雷電計數(shù)器校驗儀)設計的基本思想是就是努力實現(xiàn)等電位,目前主要綜合采用分流、屏蔽、箝位、接地等方法來近似實現(xiàn)系統(tǒng)等電位,的等電位只是一種理想模式。這些措施經(jīng)多年的實踐證明是行之有效的。
要真正解決無線信號通信站的防雷問題、必須從我國國情出發(fā),修改和完善有關建筑設計規(guī)范,從土建設計開始就應考慮臺站直擊雷和LEMP的防護問題。一些基本的防雷措施應包括:
(1)提高無線信號通信站建筑設計要求,重要機房的樓層位置應預先確定,機房墻壁、走線槽井等采用鋼筋混凝土澆灌或利用鐵板、鐵網(wǎng)構建,墻面鋼筋焊接牢靠,并與周圍的柱、梁形成良好的電氣連接焊接。
(2)無線信號通信站主樓樓頂天面,若無通信設施或其它電氣設備,不架設避雷針,而用隱埋的避雷網(wǎng)或沿屋頂周邊的避雷帶作為接閃裝置。
(3)無線信號通信站底層宜構建地線均壓環(huán)。進站線纜和所連設備(如電源配電柜和通信電纜總配線架)放在底層或同一樓層,其防雷地線直接接在均壓環(huán)上,以減輕外線大電流進站時,對地線系統(tǒng)帶來的影響。
(4)預埋固定機房設備的絕緣支撐架,保證通信設備在安裝時與建筑鋼筋絕緣。
(5)機房設備安裝設計時,應同時考慮設備的防雷裝置設置(包括地線設置、管線屏蔽、接口防雷等),保證設備開通的同時,防雷問題也得到了處理。
(6)無線信號通信站內所有設備的金屬外殼都應接地,金屬走線架、水管等金屬物也必須接地。站內金屬設施良好的接地不但是用電安全的要求,也是屏蔽雷電感應、均衡設備電位的重要措施。
(7)接地匯集線(匯流排)應布置在靠近避雷器的地方,以使避雷器(雷電計數(shù)器校驗儀)的接地連接線zui短。各樓層的分匯集線應直接與樓底的總匯集線相連。
四、無線信號通信站的LEMP保護
無線信號通信站的雷害包括直接雷危害和感應雷電磁脈沖危害兩種。直接雷的危害雖大,但無線信號通信站遭受直擊雷擊的概率很小。由于無線信號通信站通過電力電纜和各種通信傳輸電纜與外界相連,無線信號通信站各系統(tǒng)要素之間也有極其復雜的連接網(wǎng)絡(電源網(wǎng)絡、信號網(wǎng)絡及地線網(wǎng)絡等),同時無線信號通信站設備中大量的集成電路通過金屬導線相連,這些都為感應雷的侵入提供了良好的條件,再加上如接口板損壞、內部通信口損壞、整流模塊損壞等雷害形式,感應雷損害的往往是通信設備的核心器件,會直接影響通信的順暢。因此,無線信號通信站的防雷重點是對LEMP的防護。為了保障通信系統(tǒng)在遭受LEMP作用時仍能正常運行及確保人身安全,必須要采取相應有效的防護措施。
作為防雷保護*道防線的接閃器是指專門用來接受直接雷擊的金屬物體,包括避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等。所有接閃器都必須經(jīng)過接地引下線與接地裝置相連接,其功能是把雷電流傳導泄入大地,讓大地吸收耗消雷電的能量。