移動(dòng)通信基站防雷保護(hù)的思考
文章來(lái)源:天鴻中光 發(fā)布時(shí)間:2015-04-21 點(diǎn)擊:3808次
1 引言
進(jìn)入雷雨季節(jié)以來(lái),通信基站遭受雷擊損壞設(shè)備、影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況頻繁發(fā)生。為此2003年浙江移動(dòng)著手進(jìn)行了基站防雷100個(gè)站的試點(diǎn)工作,目前正在進(jìn) 行之中。防雷是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,經(jīng)多年來(lái)的調(diào)查、分析與證實(shí),通信基站雷擊事故85%以上是雷電過(guò)電壓引起的。雷電過(guò)電壓是感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷、直擊雷等 多種雷電現(xiàn)象的綜合反應(yīng),通信基站的防雷措施應(yīng)建立在綜合治理、聯(lián)合接地、均壓等電位的基礎(chǔ)上。同理,還應(yīng)考慮雷電引起的電磁場(chǎng)空間分布特點(diǎn),合理劃分等 級(jí)防護(hù)和分壓保護(hù)措施。 防雷工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,應(yīng)貫穿于設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)的全過(guò)程,國(guó)家在防雷問(wèn)題上已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057—94《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(2000 年版)對(duì)建筑物防直擊雷及雷電電磁脈沖防護(hù)做出了規(guī)定,原郵電部、信息產(chǎn)業(yè)部也曾組織制定頒布了下面六個(gè)防雷方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,
1、 YDJ26-89《通信局站接地設(shè)計(jì)暫行技術(shù)規(guī)范》綜合樓部分。
2、 YD2011-93《微波站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》
3、 YD5068-98《移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范》
4、 YD5078-98《通信工程電源系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》
5、 YD/T5098-2001《通信局(站)雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》
6、 YD/T1235-2002《通信局(站)低壓配電系統(tǒng)用電涌保護(hù)器技術(shù)要求和測(cè)試方法》
上述有關(guān)防雷方面的規(guī)范是我們做好防雷工作的依據(jù)。至于通信基站雷電過(guò)電壓保護(hù)工程均提到的電涌保護(hù)器(簡(jiǎn)稱SPD)的怎樣安裝與使用?尤其是在電源 SPD部分,限壓型模塊式SPD已經(jīng)成為開(kāi)關(guān)電源的標(biāo)準(zhǔn)配置,而B(niǎo)級(jí)防雷器(箱)也越來(lái)越多地應(yīng)用在移動(dòng)基站的配電部分做為電源第一級(jí)防雷保護(hù)。然而在防 雷器(箱)性能參數(shù)的選擇,防雷器的安裝使用,以及在通信基站的一些與防雷相關(guān)的外部進(jìn)線方式上,還存在一些不甚明了的地方甚至是隱患,在此提出幾點(diǎn)建議 和思考。
2 第一級(jí)電源SPD通流容量的選擇
對(duì)于應(yīng)用在移動(dòng)通信基站電源第一級(jí)防雷保護(hù)的SPD的通流容量應(yīng)該具體 選擇多大?其實(shí)信息產(chǎn)業(yè)部的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和工程標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)有了非常具體和明確的規(guī)定,比如在信息產(chǎn)業(yè)部防雷工程標(biāo)準(zhǔn)YD5098《通信局(站)雷電過(guò)電壓保護(hù) 工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.7.7條的第四條和第五條,分別規(guī)定了在中雷區(qū)以上的郊區(qū)站和高山上分別可以采用沖擊通流容量大于60KA、100KA的限壓型 SPD或標(biāo)稱放電電流不小于15KA、25KA的開(kāi)關(guān)型SPD,又如在信息產(chǎn)業(yè)部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了特高型SPD(應(yīng)用在高山站上)的沖擊放電電流應(yīng)大于 150KA,高型SPD(應(yīng)用在郊區(qū)站上)的沖擊放電電流應(yīng)大于100KA。當(dāng)然實(shí)際中應(yīng)用應(yīng)根據(jù)基站的具體情況選擇通流容量,(比如根據(jù)基站的電源進(jìn)線 方式、基站的類型、所處的地理位置和雷擊頻度等),但其應(yīng)該符合一個(gè)規(guī)則,就是其通流容量起碼應(yīng)大于開(kāi)關(guān)電源C級(jí)防雷器的通流容量,即沖擊放電電流應(yīng)大于 40KA,標(biāo)稱放電電流應(yīng)大于20KA,因?yàn)榈谝患?jí)電源防雷器的作用就是為了泄放絕大部分的雷電流,但是在基站的實(shí)際應(yīng)用中,還有在交流配電箱處安裝標(biāo)稱 放電電流為10KA的防雷器做為第一級(jí)保護(hù)的,這種防雷器又怎能起到泄放絕大部分雷電流的作用呢?恐怕雷電流還沒(méi)泄放自己已經(jīng)損壞了!另外還有一個(gè)老生常 談的話題,就是我們所說(shuō)的通流容量是指每線的通流容量,而有的廠家和產(chǎn)品確和我們玩起了文字游戲,其在產(chǎn)品上標(biāo)注的是整個(gè)防雷器的通流容量,即對(duì)于每線只 有30KA的三相四線防雷器它竟然標(biāo)注為120KA,這明顯就是欺騙用戶的行為,另外有的產(chǎn)品標(biāo)明通流容量也不標(biāo)明是標(biāo)稱值還是最大值,這也是屬于不規(guī)范的行為。
3 基站的電源進(jìn)線方式
移動(dòng)基站的電源進(jìn)線情況,雖然在信息產(chǎn)業(yè)部工程標(biāo)準(zhǔn)中要求采用埋地引入基站的方式, (詳細(xì)參見(jiàn)3.7.1-3.7.5條款);然而現(xiàn)實(shí)中由于客觀環(huán)境和經(jīng)濟(jì)投入等原因,相當(dāng)數(shù)量的基站是采用市電架空直接引入的,這是標(biāo)準(zhǔn)中所不允許的,但 又是現(xiàn)實(shí)中實(shí)際存在的問(wèn)題。有兩個(gè)例子可以為證,一是我們2003年8月28日在金華武義對(duì)浙江移動(dòng)第一期防雷改造試點(diǎn)的宋村基站現(xiàn)場(chǎng),防雷改造后竟還采 用這樣的架空線。另外從嵊州移動(dòng)對(duì)移動(dòng)基站的統(tǒng)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)30個(gè)郊外站市電引入幾乎全部采用架空方式。這種電源引入方式可以說(shuō)是在浙江移動(dòng)范圍內(nèi)的郊區(qū)站 和高山站普遍存在的,這種進(jìn)入基站方式必須考慮雷電直擊-反擊或近區(qū)雷擊時(shí)防雷器可能通過(guò)非常大的雷電流,從而給基站的電源設(shè)備以及防雷器帶來(lái)相當(dāng)大的危 險(xiǎn)和考驗(yàn)。我在資料上曾看到裝在四川某基站的最大放電電流為100KA(8/20)的某進(jìn)口防雷器被打得底座稀爛,模塊飛到對(duì)面墻上又彈到地上的情況。所以對(duì)于這些基站除了在防雷器選擇上適當(dāng)加大通流容量外,在基站的建設(shè)時(shí)也應(yīng)同時(shí)考慮適當(dāng)改善基站電源線的進(jìn)線方式,比如可以適當(dāng)?shù)膶㈦娫淳€路埋地,哪怕幾 米都可以,并且要穿鋼管屏蔽并接地。慶幸的是2003年9月《浙江移動(dòng)通信基站防雷與接地系統(tǒng)工程施工和竣工驗(yàn)收規(guī)范討論稿》對(duì)此作為內(nèi)部規(guī)范已作出了規(guī) 定。
4 專線變壓器與基站共地的問(wèn)題
在信息產(chǎn)業(yè)部工程規(guī)范中明確規(guī)定須聯(lián)合接地,即對(duì)于通信基站應(yīng)將機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔 地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)連接組成基站聯(lián)合接地系統(tǒng)。對(duì)于為戶內(nèi)變壓器的基站基本符合上述要求。但對(duì)于戶外串架式變壓器的基站,由于變壓器安裝是委托電力部門施 工,而電力部門戶外串架式變壓器并未要求與機(jī)房共地,均采用角鋼或圓鋼直接在電力桿附近打個(gè)地樁作為變壓器的接地,這就造成戶外串架式變壓器的接地與基站 地未連通。例如紹興移動(dòng)型塘等25個(gè)戶外串架式變壓器只有大和基站在今年基站防雷試點(diǎn)改造時(shí)完成共地,其余均未連通;在2003年8月25日的雷擊中紹興 移動(dòng)C4網(wǎng)環(huán)5中的二個(gè)節(jié)點(diǎn)南錢清基站與湖塘基站均為戶外串架式變壓器因雷擊同時(shí)退服,造成環(huán)路中20個(gè)基站退服,教訓(xùn)不能不深刻。為此2003年9月2 日紹興移動(dòng)運(yùn)建部專門發(fā)文進(jìn)行基站戶外串架式變壓器的共地改造;但應(yīng)該說(shuō)浙江移動(dòng)該現(xiàn)象還是普遍存在的。例如2003年8月28日在金華武義縣的基站防雷 試點(diǎn)改造現(xiàn)場(chǎng)會(huì)中,試點(diǎn)的宋村基站也是同樣的情況,必須引起我們足夠的重視。
5 級(jí)與級(jí)之間配合的問(wèn)題
移動(dòng)基站中所使用的開(kāi)關(guān)電源現(xiàn)已普遍采用C級(jí)限壓型模塊式SPD作為過(guò)電壓保護(hù)裝置,而如果要在基站配電箱處添加前級(jí)防雷器(箱)就不但要考慮其性能參數(shù),還要考慮與開(kāi)關(guān)電源處的后級(jí)防雷器的配合問(wèn)題。
首先是距離上的配合,在國(guó)標(biāo)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》和信產(chǎn)部標(biāo)準(zhǔn)《通信局(站)雷電過(guò)電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中都做了具體的規(guī)定,要求開(kāi)關(guān)型和限壓型之 間要有10米以上的間距,限壓型之間要有5米以上的間距。在防雷器的安裝使用中要確保此項(xiàng)要求的實(shí)現(xiàn),杜絕某些不負(fù)責(zé)任的工程商將B、C級(jí)直接安裝在一 起,使兩級(jí)防雷設(shè)計(jì)實(shí)際上僅能收到一級(jí)防雷的效果,造成工程隱患和資源配置的浪費(fèi)。
其次是限壓型SPD之間最大持續(xù)工作電壓UC的配合, 從能量配合的角度來(lái)講,要求前級(jí)的UC小于或等于后級(jí)的UC, 一般來(lái)講現(xiàn)在開(kāi)關(guān)電源處的C級(jí)防雷器是以320V和385V居多,(中興、華為、北京動(dòng)力源采用的都是385V),開(kāi)關(guān)電源配置的防雷器之所以選擇如此偏 高的UC值,主要是因?yàn)橹袊?guó)電網(wǎng)不穩(wěn)定,這點(diǎn)在郊區(qū)和山區(qū)基站尤為明顯。在我們的基站中經(jīng)??梢钥吹介_(kāi)關(guān)電源監(jiān)控裝置顯示A相超壓、B相超壓等狀態(tài)。如果 采用UC值偏低的防雷器,則非正常損壞率將會(huì)很高,正因?yàn)槿绱烁鞔箝_(kāi)關(guān)電源廠都普遍提高了UC值。所以在選配前級(jí)防雷器時(shí),一定要考慮現(xiàn)有開(kāi)關(guān)電源C級(jí)防 雷器的UC值,并且要保證添加在配電箱處的前級(jí)防雷器的UC值要比開(kāi)關(guān)電源的防雷器的UC值要低或者相等,以使二者之間順利實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)和能量上的配合,保證 前級(jí)防雷器先動(dòng)作并泄放絕大部分雷電流。
6 開(kāi)文式接線端子的應(yīng)用
在防雷器的安裝說(shuō)明書(shū)和防雷規(guī)范中,對(duì)于連接線的線徑和長(zhǎng)度都做了明確的要求,比如要求防雷器的接線端子與相線和零線之間的連線接長(zhǎng)度應(yīng)小于0.5 米,SPD的接地線的長(zhǎng)度應(yīng)小于1米。這種要求是正確的也是必須的,因?yàn)楸仨毧紤]由于線路電感量所引起的壓降。在《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說(shuō)明中就舉了 這樣一個(gè)例子,如圖1所示。
在按照?qǐng)D1a的接線中其兩端電壓UAB= 4KV+8.4X1=12.4KV(線路無(wú)屏蔽層)和U’AB= 4KV+2.52X1=6.52KV(線路 有屏蔽層),從中可以看出由于線路的電感引起的殘壓增加是巨大的,這也是各防雷器生產(chǎn)廠家和防雷規(guī)范對(duì)連接線長(zhǎng)度嚴(yán)加要求的原因。然而在實(shí)際安裝中這樣短 的長(zhǎng)度是很難做到的。(見(jiàn)圖2)
圖2是一個(gè)普通并聯(lián)式防雷箱在現(xiàn)場(chǎng)安裝中的實(shí)際位置圖,大家可以看到相線和零線的長(zhǎng)度達(dá)到1.5米左右,而地線的連接長(zhǎng)度可能達(dá)到6-7米,在這情況下 由于線路電感而引起的壓降恐怕早已超過(guò)防雷器的殘壓,使設(shè)備處于嚴(yán)重的危險(xiǎn)隱患中。但是如果采用帶有凱文式接線端子的防雷箱就可盡量減少這種危險(xiǎn)。
圖3是采用開(kāi)文式接線防雷箱的實(shí)際接線圖。當(dāng)然這種接線方式施工量是比直接并聯(lián)的情況相對(duì)要復(fù)雜,但相對(duì)于能增強(qiáng)基站設(shè)備的保護(hù)效果,這些工程量是微不足道的。
7 防雷器的脫扣裝置
現(xiàn)在在選擇防雷器的時(shí)候除了在注意防雷器的防護(hù)性能(比如通流容量、殘壓等)的同時(shí)還應(yīng)考慮和注重防雷器本身的安全性能, 為什么這么講呢?首先在我國(guó)由于規(guī)范的不健全,目前各大防雷器廠家在中國(guó)還沒(méi)有做過(guò)防雷器的型式試驗(yàn),各廠家所做的檢測(cè)只是委托檢驗(yàn),也就是按照常規(guī)測(cè)一 下防雷器內(nèi)的氧化鋅閥片的參數(shù),而由于大家送檢的樣品都是采用質(zhì)量較好的氧化鋅閥片,所以所謂的測(cè)試結(jié)果都比較好,但這種委托測(cè)試根本體現(xiàn)不出來(lái)防雷器的 安全性能怎么樣,例如在前一段時(shí)間廣州電信科學(xué)院組織的摸底試驗(yàn)中竟然發(fā)現(xiàn)有一半左右的防雷器的熱穩(wěn)定性能(即脫扣特性)不合格,可見(jiàn)市場(chǎng)上銷售的各廠家 所謂的“優(yōu)良品質(zhì)的防雷器”其實(shí)有很多竟然還是不合格產(chǎn)品,所以廣大用戶必然對(duì)此引起重視,因?yàn)槊摽厶匦圆缓细?,也就意味著防雷器隨時(shí)可能出現(xiàn)燃燒、爆炸 的情況,這樣不但保護(hù)不了基站的設(shè)備,而且會(huì)成為極大的危險(xiǎn)隱患,這種因?yàn)榉览灼髅摽厶匦圆缓枚鸹鹑紵氖鹿试谛女a(chǎn)部門每年也都會(huì)發(fā)生幾起,其經(jīng)驗(yàn)和教 訓(xùn)也是慘痛的。在我們浙江移動(dòng)雖未發(fā)生過(guò),但應(yīng)引起足夠的重視。
所以對(duì)于生產(chǎn)較早的開(kāi)關(guān)電源由于自身所配備的防雷器件是采用氧化鋅閥片的簡(jiǎn)單保護(hù)結(jié)構(gòu),存在上述較大的危險(xiǎn)隱患,建議對(duì)其進(jìn)行更換。其原因再次總結(jié)如下:
1、 開(kāi)關(guān)電源所使用的做為防雷保護(hù)的氧化鋅閥片沒(méi)有脫扣裝置,防雷器支路上也無(wú)其它自我保護(hù)裝置,如空氣開(kāi)關(guān)、熔斷器等。
2、 此種形式保護(hù)結(jié)構(gòu)屬于簡(jiǎn)單的初級(jí)保護(hù),存在較大安全隱患,并且也不符合信產(chǎn)部電源防雷器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《通信局(站)低壓配電系統(tǒng)用電涌保護(hù)器的技術(shù)要求和測(cè)試方法》的相關(guān)要求。
3、 氧化鋅閥片與防雷器的差異主要在于防雷器具有內(nèi)部熱脫扣裝置,而氧化鋅閥片則是簡(jiǎn)單的元器件,沒(méi)有此類保護(hù)裝置。氧化鋅閥片與防雷器的對(duì)比圖請(qǐng)參見(jiàn)下圖,其中左側(cè)為氧化鋅閥片,右側(cè)為防雷器,右側(cè)的綠色部分為熱脫扣裝置。
氧化鋅閥片與防雷期對(duì)比圖
4、 氧化鋅閥片由于長(zhǎng)期并聯(lián)在電源線路上,在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中必然逐漸出現(xiàn)性能老化,其具體表現(xiàn)主要為泄漏電流增大,當(dāng)泄漏電流增大到一定程度時(shí),其產(chǎn)生的 熱量大于散發(fā)的熱量時(shí),必然會(huì)導(dǎo)致氧化鋅閥片的溫度不斷升高,由于氧化鋅閥片沒(méi)有熱脫扣裝置,所以有可能溫度繼續(xù)升高,最終很可能出現(xiàn)起火燃燒甚至爆炸的 情況。
5、 現(xiàn)在各開(kāi)關(guān)電源廠,已普遍認(rèn)識(shí)到了只使用氧化鋅閥片存在的這種危險(xiǎn),所以在新產(chǎn)品上基本上全部采用帶熱脫扣裝置的防雷器。
綜上所述建議將開(kāi)關(guān)電源前氧化鋅閥片更換為帶脫扣裝置的防雷器。
另外,由于現(xiàn)在信產(chǎn)部已經(jīng)出版了防雷器的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),并且可以進(jìn)行防雷器的安全性能測(cè)試,所以建議在基站防雷器選型上選用經(jīng)過(guò)防雷器安全性能測(cè)試的合格產(chǎn)品,即所投標(biāo)的防雷器應(yīng)提供指標(biāo)合格的防雷器安全性能測(cè)試報(bào)告。
8 SPD的輔助功能
目前監(jiān)控設(shè)備在移動(dòng)基站的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,而且基站也要求在出現(xiàn)盜警、市電掉電、市電超壓等時(shí)提供報(bào)警,同樣,對(duì)于防雷器的運(yùn)行狀態(tài),也要求提供輸出信號(hào)給予監(jiān)控,所以要求防雷箱可以提供一些必要的輔助功能。例如提供以下輔助功能
1) 故障報(bào)警遙信功能
2) 故障聲光報(bào)警功能(帶復(fù)位鍵,可以消除報(bào)警)
3) 雷擊計(jì)數(shù)功能
4) 雷擊電流記錄功能
5) 雷擊時(shí)間記錄功能
6) 實(shí)時(shí)工作電壓顯示
7) 遠(yuǎn)程通訊功能
8) 斷電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能等
通過(guò)這些輔助功能,使電源防雷器不但能滿足現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)顯示和報(bào)警,還能提供遠(yuǎn)程故障顯示,以及雷擊計(jì)數(shù)和雷擊電流記錄、雷擊時(shí)間記錄功能,使用戶對(duì)防雷器的使用情況及歷史動(dòng)作情況有清晰了解,以對(duì)防雷器容量的選擇和維護(hù)工作的進(jìn)行有一個(gè)明確的判斷依據(jù)。
9 基站雷擊途徑分析和雷擊原因判斷
移動(dòng)基站的運(yùn)行維護(hù)人員在日常維護(hù)工作中可能經(jīng)常會(huì)遇到基站內(nèi)設(shè)備因雷擊而損壞的情況,當(dāng)這種事故發(fā)生時(shí)除了迅速修復(fù)(更換)設(shè)備以恢復(fù)通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn) 行之外,還應(yīng)該對(duì)于這些雷擊事故原因有一個(gè)正確而理性的分析和判斷!也就是要弄清真正的雷擊原因是什么?雷擊途徑從哪里來(lái)?以后怎樣進(jìn)行預(yù)防?只有真正的 弄清了這些問(wèn)題之后,才能有的放矢提出針對(duì)性解決措施,防止雷擊事故的再次發(fā)生。也才能辨別防雷產(chǎn)品供應(yīng)商或者防雷工程商的事故原因分析報(bào)告是否在推卸責(zé) 任?也才能知道防雷工程商提出的整改方案或者添加的防雷設(shè)備是否合理?是否能真正解決問(wèn)題?
9.1 通信基站的雷擊途徑種類
1) 直擊雷的襲擊
直擊雷襲擊也就是雷電直接擊打在建筑物或者設(shè)備并且直接對(duì)其放電,由于現(xiàn)在基站普遍采用了避雷針或者鐵塔做為接閃裝置,所以此種可能雷擊途徑發(fā)生的概率 比較低,只是對(duì)于沒(méi)有鐵塔的直放站、城市內(nèi)較高建筑物上的通信天線和設(shè)備以及遠(yuǎn)離鐵塔的專用配電變壓器等情況發(fā)生直擊雷襲擊的可能性比較大。
2) 電源線路侵入的雷擊
由于現(xiàn)在進(jìn)入通信基站的電源線路多為遠(yuǎn)距離經(jīng)過(guò)發(fā)電廠和各級(jí)變配電變壓器傳輸過(guò)來(lái),而且多采用架空線路,所以電源線路遭遇雷擊的可能性非常大。電源線路 上的雷擊又可分為兩類,一類為雷電直接擊打在基站附近的電源線上并沿電源線傳導(dǎo)進(jìn)基站,此種雷電能量較大。另一類為雷電發(fā)生時(shí)由于電磁感應(yīng)或者靜電感應(yīng)在 電源線路上產(chǎn)生并傳導(dǎo)進(jìn)基站的感應(yīng)過(guò)電壓和過(guò)電流,此種雷電能量相對(duì)前者較小一些。
3) 信號(hào)線路侵入的雷擊
現(xiàn)在通信基站采用的有線傳輸方式主要有兩種,一種為2兆金屬數(shù)據(jù)線傳輸,一種為光纜傳輸,并且布線多采用室外架空走線,所以信號(hào)線路上空或者附近發(fā)生雷擊時(shí),會(huì)在信號(hào)線路上會(huì)產(chǎn)生幾KV到幾十KV的感應(yīng)過(guò)電壓,并沿信號(hào)線路傳導(dǎo)進(jìn)基站,造成設(shè)備端口的損壞。
4) 天饋線線路侵入的雷擊
由于天饋線路是沿著鐵塔塔身布線到塔頂通信天線的,所以一旦做為接閃裝置的鐵塔(或者鐵塔上的避雷針)將雷電接閃下來(lái)并沿塔身泄放時(shí),就會(huì)在與其并行的天饋線線路上產(chǎn)生較高的雷擊過(guò)電壓并傳導(dǎo)進(jìn)基站。
5) 地電位反擊
由于現(xiàn)在通信的需要,郊區(qū)和山區(qū)基站一般都建在地理位置較高的山上,而這些基站由于環(huán)境的因素一般接地電阻都比較高,所以直擊雷擊發(fā)生的瞬間基站接地系 統(tǒng)的電位是非常高的,這時(shí)會(huì)對(duì)電源端口和信號(hào)端口發(fā)生強(qiáng)烈的反擊現(xiàn)象,如果電源線路和信號(hào)線路沒(méi)有安裝SPD或者SPD性能較差的話,就會(huì)造成通信基站設(shè) 備的損壞。
6) 電磁場(chǎng)造成的磁破壞
當(dāng)基站的鐵塔或者基站附近發(fā)生直接雷擊時(shí),會(huì)在基站附近的空間內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)非常強(qiáng)烈的電磁場(chǎng),如果建筑物或者設(shè)備屏蔽措施做的不好的話,其強(qiáng)烈的磁場(chǎng)就會(huì)造成通信設(shè)備內(nèi)集成電路和芯片的損壞,從而造成設(shè)備的損壞。
9.2 通信基站設(shè)備雷擊損壞原因的判斷
1) 直擊雷損壞設(shè)備的判斷
直擊雷由于能量較大,所以一旦發(fā)生設(shè)備的損壞情況會(huì)非常嚴(yán)重,設(shè)備基本上會(huì)被打爛,而且會(huì)呈漆黑熔化狀。所以此種雷擊情況也非常好判斷。
2) 配電箱、電表箱雷擊損壞原因判斷
如果雷擊是沿電源線路侵入的話,其所經(jīng)過(guò)的途徑必然是經(jīng)過(guò)電表箱、各級(jí)配電箱、最后到達(dá)開(kāi)關(guān)電源的整流模塊,也即一旦發(fā)生配電箱內(nèi)的空氣開(kāi)關(guān)或者電表發(fā) 生損壞的情況基本上可以斷定為電源線路侵入的雷擊。如果配電箱內(nèi)或者電表箱附近安有SPD的話,也說(shuō)明SPD保護(hù)水平不夠或者沒(méi)有起到應(yīng)有的作用。
3) 開(kāi)關(guān)電源整流模塊雷擊損壞原因判斷
如果開(kāi)關(guān)電源整流模塊交流部分發(fā)生損壞,則有一種雷擊途徑和二種可能原因。一種雷擊途徑為沿電源線路侵入的雷擊。二種可能原因的第一種為雷電流特別大, 超過(guò)了SPD的承受范圍造成整流模塊的損壞,此種情況應(yīng)伴有SPD損壞或者空氣開(kāi)關(guān)跳閘等情況。第二種可能原因?yàn)橛捎赟PD的產(chǎn)品質(zhì)量或者安裝因素導(dǎo)致 SPD沒(méi)有起到應(yīng)有的作用。
如果開(kāi)關(guān)電源整流模塊直流端口發(fā)生損壞,則有二種可能原因,第一種原因?yàn)檠仉娫淳€路侵入的雷擊能量特別大,擊穿整 流模塊后造成直流部分的損壞,但此種原因的可能性非常低。第二種原因?yàn)榈仉娢环磽粼斐?,由于直流部分有一極是接地的,(比如-48V電源是正極接地),而 雷擊一瞬間地電位是非常高的,也即表示直流部分正負(fù)極之間的電壓差是非常大的,所以造成直流端口的損壞。
4) 通信主機(jī)雷擊損壞原因判斷
如果通信主機(jī)的電源端口發(fā)生損壞,則是由于地電位反擊造成的,其損壞原因與開(kāi)關(guān)電源直流部分損壞原因一樣。
如果通信主機(jī)的天饋線端口發(fā)生損壞,則是由于天饋線線路侵入的雷擊造成的,應(yīng)該檢查天饋線外皮接地情況是否良好和合理以及使用的天饋線SPD的性能質(zhì)量。
如果通信主機(jī)的數(shù)據(jù)線端口發(fā)生損壞,則是由于信號(hào)線線路侵入或者感應(yīng)的雷擊造成的,如果使用了信號(hào)線SPD應(yīng)該檢查其性能參數(shù)和質(zhì)量。
如果通信主機(jī)的外殼上有明顯放電痕跡,則應(yīng)該檢查其等電位連接和接地情況。
如果通信主機(jī)已因雷擊而損壞,但其外表無(wú)由于任何損壞跡象則可能是雷擊時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)引起的。
5) 光端機(jī)雷擊損壞原因判斷
如果光端機(jī)的電源端口發(fā)生損壞,則是由于地電位反擊造成的,其損壞原因與開(kāi)關(guān)電源直流部分損壞原因一樣。
如果光端機(jī)的外殼與光纜金屬加強(qiáng)芯之間有明顯的放電痕跡,則是沿著光纜金屬加強(qiáng)芯侵入的雷擊造成的,應(yīng)詳細(xì)檢查光纜金屬加強(qiáng)芯的接地情況;或采取:由于 光纜標(biāo)準(zhǔn)配盤為2km一盤,長(zhǎng)距離傳輸通過(guò)光纜一盤一盤熔接而成,在進(jìn)基站段余纜(長(zhǎng)度小于2km)建議選用非金屬加強(qiáng)芯的光纜,以徹底消除雷擊沿光纜金 屬加強(qiáng)芯的侵入,同時(shí)僅進(jìn)基站一段余纜選用非金屬加強(qiáng)芯的光纜基本不影響整個(gè)傳輸線路的強(qiáng)度。
10 結(jié)語(yǔ)
移動(dòng)通信基站防雷保護(hù)雖是一個(gè)老生常談的問(wèn)題,但每年基站中的雷擊事故造成通信設(shè)備的損壞和基站的退服,促使我們必須精益求精、力求完美;一個(gè)合格的防雷工 程是建立在正確的設(shè)計(jì)(防雷器選型)和規(guī)范的施工基礎(chǔ)之上的,希望廣大防雷界同仁和從事移動(dòng)通信基站維護(hù)的工作者能共同努力,使我們做過(guò)的每個(gè)防雷工程都 能起到它應(yīng)該起的作用,這也是我們的目的和職責(zé)所在。