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通信基站的常用防雷措施

21-08-24

现代防雷保护主要有三道防线,第一,外部保护,将绝大部分雷电流直接引入地下泄散;第二是内部保护,即阻塞沿电源线或数据线、信号线侵入波危害设备;第三,过电压保护,限制被保护设备上雷电过电压幅值。


外部防雷系统


一般防止直击雷破坏是通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,将雷电流泄入大地。然而避雷针、引下线和接地装置的导通只能保护安装避雷针的物体本身免受直击雷的损毁,但雷电会透过多种形式及途径破坏电子设备。对通信基站而言,天馈线系统和机房建筑物容易遭受到直击雷的袭击,可以通过合理设计避雷针的保护角和良好的接地系统起到保护作用。但需要说明,避雷针必须有足够可靠,并且有接地电阻尽量小的引下线和接地装置与其配套,否则,它不但起不到避雷的作用,反而会增大雷击的损害程度。


避雷器与接地装置之间的金属导体称为引下线。将避雷针通过引下线与大地做良好的电气连接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屏蔽引来的雷电流尽快地放泻到大地中去,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统统一接到一个地网上或者把各系统原来的接地网通过地下或者地上用金属连接起来,使它们之间成为电气相通的统一接地网。在接地处理过程中,一定要有一个良好的接地系统,因为所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如果基站接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全。


内部防雷系统


在外部防雷措施中,避雷设施在雷电发生的瞬间,接地引下线会有很大的瞬变电流通过,也就是说在周围会产生很大的雷电磁脉冲波(LEMP),此时就需要内部防雷措施。


内部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成。


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。根据IEC1312制定的雷电电磁脉冲防护标准,用对电源部分和信号部分安装电源类SPD和通讯网络类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者其它干扰造成浪涌过电压危害的有效手段。对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性造成影响;对于出现浪涌等非正常工作状态的低压系统,SPD应及时对浪涌做出反应,通过SPD限制瞬态过电压和分走浪涌电流的特性,将过电压降到IEC60664-1规定的各类别不同设备耐冲击过电压额定值以下。对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,应恢复其高阻抗特性,并采取措施防止或抑制电力线上的续流。当浪涌电压超过设计的最大承受能力和放电电流容量时,SPD可能会失效或被损坏。


SPD的失效模式大致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对系统本身不会产生影响,很难发现SPD己失效。为了保证在下一次浪涌到来之前,能将失效的SPD替换掉,要求SPD必须具备失效指示的功能。处于短路模式时,短路电流由配电系统流向失效的SPD,失效的SPD通常并未完全短路且有一定阻抗,在开路前将产生热能引起燃烧,此时,对处于短路失效模式的SPD要求安装一个合适的脱离装置(断路器),使被保护系统与失效的SPD发生脱离。