无线通信防雷接地方法论文范文
无线通信防雷接地方法论文范文第1篇
摘要:本文由雷电灾害概况出发,结合当前武警部队服务运营中通信设备实际防雷问题探讨了雷电灾害形式并制定了切实有效的通信设备防雷措施,对提升武警部队通信设备综合防雷能力,营造良好的武警部队运营服务秩序有积极有效的促进作用。
关键词:武警部队;通信设备;防雷问题
Armed Forces Communications Equipment Lightning Study
Wang Xiaojun
(Armed Police Beijing Corps Communication Station,Beijing100027,China)
一、武警部队通信设备防雷概况
信息时代,为全面提升通信系统综合服务能力,发挥其高效信息传输、跨时空共享、数字化管理、实时监控等现代化服务职能,许多武警部队均依托三级网络与通信系统对各类分散、小规模、距离较远的单位实施远程的实时查勤管理,然而由于一些区域处于雷电多发地域,令整体武警通讯系统面临严重的雷电灾害威胁。为有效防止各类终端通信设备遭受雷击灾害的大面积不良损害,一些基层中队仅能在雷电暴雨天气将通讯设备关闭从而令其得到暂时的保护,然而这样机械式的处理方法令整体专网专线系统无法实施持续的通讯服务,给目标执勤造成了不良安全隐患。为了有效解决该类不合理状况,针对武警部队通信设备深入探讨如何制定有效的防雷措施势在必行。
二、雷电灾害问题
常见的雷电灾害形式主要有直击雷、感应雷与雷电波入侵三类,前者产生的雷电流可直接进入导线或金属导管中,并沿路传送至较远距离的地方,产生一种较为强大的冲击波并附带反射分量,其破坏程度大大超越了集成电路或半导体等电子器件负荷能力,可与冲击波形成叠加并产生驻波,进而构成一种大强度级别的破坏力。感应雷属于一种二次破坏,其雷电流会产生较大的变化梯度,形成强大交变磁场,令周围金属构件形成感应电流,并向外放电,从而引起可燃物的燃烧、爆炸等灾害,作用在联机导线则可对系统电子设备产生较大范围的破坏影响。基于雷电具有的针对金属管道或架空线路的作用,产生的雷电波会沿着该类导线入侵至建筑内部,令人身安全或重要设备受到不良威胁,这种现象便称为雷电波入侵。当前各类现代化的通信系统中包含的天馈线、供电子系统、信号线路均有可能引发雷电波入侵,对各类通信设备造成不良损害。由此可见雷电灾害成为信息化时代通信系统的一大公害,感应雷击、雷电波、电源尖波均会瞬间产生过电压并严重破坏武警部队通信电子设备,因此我们只有采取行之有效的应对策略才能将该类损害降到最低。
三、武警部队通信设备有效防雷措施
(一)科学安装避雷装置,切实提升通信设备防雷性能。为武警部队通信设备科学安装避雷装置,是行之有效的提升设备防雷性能措施,主要的操作方式为安装避雷针、放射性避雷设备与天馈避雷器等。前者方式是最为简单与经济的防雷措施,只要我们严格遵循安装相关要求,便可有效发挥其良好的防雷性能。首先避雷针的安装位置应高于天线尖端一定距离,一般通信天线应安装于避雷针外缘1.5倍波长之外。同时避雷地线直流通路电阻应保持足够低水平,适宜在十至五十欧姆范围内。地线不应采用绞合线或扁平编织线,这是由于该类线具有较大的电感,不适宜对雷击电流进行泄放,并且较易产生腐蚀现象,因此我们应科学采用三毫米之上的实心、且相同类别金属材料的导线。当然,对于一些重要通信服务工程,虽然在通信塔中安装避雷针装置操作简便且经济性较高,然而却无法实现万无一失的防雷保护,因此我们可针对系统不同服务功能需求合理安装放射性防护、避雷装置,该系统包含的特制同轴双屏蔽电缆,可有效避免雷电流在引下线通过时产生的二次雷击效应及其引发的不良损害,发挥主动的引雷与消雷双重保护作用。同时其具有使用服务寿命长效的优势,避雷防护范围较广且效率较高,当然该类装置的投入建设费用必然较前者有所提升,因此我们应依据武警部队各类通信设备的不同防雷需求、服务重要性进行防雷装置的科学选择。
(二)合理采用供电三级防护措施,消除地电位反击。对于武警部队无线电通信设备交流供电系统,我们应科学采用五线三相供电方式,同时在防护电源中应用三级防护措施,即在第一级中装设总电源避雷器于市电引入端;在第二级装设分电源避雷器于配电柜;在第三级装设单机电源避雷器于开关电源中。倘若武警部队位于多发雷电灾害地区,我们可加设必要的直流电源避雷装置以提升防护避雷效果。为了合理消除地电位反击,我们可在武警部队无线电通信系统工程中遵循等电位、均压原理,将保护地、工作地与防雷地合理构建为联合统一的接地网,并有效避免近距离内出现两个地网系统的不良状况。
(三)有效安装信号接口避雷器、实施对武警部队其他通信设施的接地防雷保护。为提升防雷性能,我们应在武警部队无线电各类通信设备网络接口、信号接口位置安装信号避雷装置,对于部队机房设备间内长度较大的各类信号线也应在其接口处合理安装必要的信号避雷器。采用的设备型号、应依据其阻抗性能、传输速度、接口特征进行合理选择。系统信号线应在地下实现无线通信基站的进出,并作必要的空线、避雷器保护地处理。对于武警部队通信基站建筑我们应采用完善的直击雷防护措施,有效抑制不良二次感应雷。对于机房顶部装设的各类金属设备也应分别就近连通于屋顶避雷装置中,达到有效的防雷保护目标。同时对机房内部的吊线铁架、内走线架、机壳、机架、金属材质门窗、通风管道等我们均应作合理的保护接地处理。
四、结语
基于武警部队通信服务系统的重要管理职能、面临的现实雷电灾害问题,我们只有制定切实有效的防雷措施,科学安装避雷装置、采用供电三级防护模式、对其他通信设施实施有效的接地防雷保护,才能切实提升武警部队各类通信设备综合防雷性能,有效降低雷电灾害损失,促进武警部队真正成为一支信息化、现代化、人性化的服务管理部队,实现可持续的全面发展。
参考文献:
[1]肖保军,刘鹏鹤.通信机房防雷技术[J].河南科技,2009,2
[2]孙建国.通信机房防雷击安全分析与保护[J].中国水运,2007,9
无线通信防雷接地方法论文范文第2篇
工程名称:移动基站综合防雷工程
建设单位:湖南移动常分公司
设计单位:湖南普天科比特防雷技术有限公司
设计负责人:
编 号 :
日 期:
一、概述
移动通信基站的主要设备一般分为以下几个系统:传输系统,包括SDH设备,光缆,电缆等等;动力系统,蓄电池,市电等等;动环监控系统;天馈系统; 基站收发信台BTS(包括收发信机无线接口TRI、收发信机子系统TRS等设备);以及其他辅助设备,如空调,防盗门等等。基地站的配电电压为26.4v。通常是由主干电力线路经AC/DC变换器得到的。当主干线路发生故障时,备用电池将能在一定时间内向基地站供电。
移动通讯基站多位于地势较高的多雷雨地带,气候条件恶劣,夏季通讯机房设备及发射铁塔遭遇雷击的概率较高。基站建设的基础部分多为岩石结构,基本无土层,接地电阻很难保证在1 Ω以下,在此条件下给雷电的泄放带来很大困难。电源采用架空线上山,基站交流供电线路较长,同线路上用电负载比较复杂,大型用电设备启动或停止瞬间会产生很大的冲击电压干扰,严重影响通讯组合电源的使用安全。基站的接地系统在设计时也没有得到足够的重视,极易遭受直击雷、感应雷及电源操作等多种过电压的侵袭。再者基站重要设备都是微电子设备,由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压和低功耗等特性,这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。如果防护措施不力,随时可能遭受重大损失。
二、雷电引入途径分析
移动基站防雷的主要保护对象是在机房中的通信设备,保障这些通信设备的正常运行。雷电损坏设备通常是它在通过带电或非带电的导体对地泄放的过程中,由于电荷运动产生的一些物理效应,比如热效应、磁效应等,改变了在雷电
泄放通道中所涉及设备的基本性能,从而使设备不能正常运行或被损坏。因此我们需要对雷电的入侵途径进行仔细分析,发掘出雷电可能的入侵途径,并在雷电流到达设备前改变其对地泄放途径,保障设备的安全运行。
雷电传导主要有两种方式:
一、 直接雷击:即雷云通过地面上某一点直接对地释放。由于我们国家对建筑物的防雷有严格的标准,通常雷电都是通过建筑物的外部防雷系统对地泄放,在旷野中通常通过一些架空电源线或其它一些对地具有良好导电性能的突出媒介进行对地泄放。雷电流直接入侵基站内部设备主要是通过一些与外界相连的媒介传导入侵,如进出局站的电源线、通信线及铁塔地网等。
二、 感应雷击:带电的雷云层由于静电感应作用,使地面某些范围内带上异种电荷,当直击雷发生以后,云层带电迅速消失,而地面某些范围由于散流电阻较大,以致出现局部高压,从而形成雷电流;或者在由于直击雷放电过程中,强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高压以致发生闪击的现象。而磁场感应方式入侵最终也是体现在一些带电的金属导体上。
根据物理学尖端放电的原理人类发明了避雷针,它可以将一定场强范围内的闪电引到自己身上,再通过引下线将雷电流泄放入地,从而使在这个范围内的建筑不成为雷电对地泄放的途径,也就避免了被雷击。而在移动基站中,高高的铁塔通过钢筋混凝土与大地紧密相连,由此可以说铁塔就是一个巨大的“引雷针”,它可以将方圆几公里内的雷电引到自己身上。从而大大增加了移动基站直接被雷击的概率,更增加了在铁塔旁一些缆线、金属构架产生感应雷电流的概率。因此我们必须对移动基站的铁塔及其周边环境进行仔细分析,以确定雷电侵入移动基
站内部的主要途径。
三、 铁塔引雷分析
通常从移动基站的外部环境构造来看,从雷电引入的角度可以粗略分为带铁塔和不带铁塔两种,这两种情况虽然里面内部构造相同,但遭受雷击的概率却大相径庭。
不带铁塔的基站:这类基站主要分布在城市市区或市郊,多为租用普通大楼或民宅,基站天线采用抱杆,这类基站遭受雷击的概率通常较小。这些基站机房的特点是整个建筑本身在等电位连接、电磁屏蔽、接地电阻方面都能较好的满足信息产业部的要求,但存在问题是大楼的功能并不是为基站设计,所以比较难找到一个较好的接地参考点来确保机房内电子设备有良好的接地。要保证机房内部有良好的等电位连接系统,通常这类基站的接地系统和大楼的接地网采用的联合接地系统。这类基站雷电入侵的主要途径是雷电浪涌通过一些电源系统、信号系统、接地系统等所有进出机房的线缆和管道引入,采取浪涌保护措施。
带铁塔的基站:这类基站主要分布在农村、郊区,多为独立机房旁边建铁塔的方式,这类基站多建在地势开阔的平原地带、山坡上。通常铁塔在当地为最高建筑,有非常好的接地,按信息产业部的要求基站接地要求小于5欧姆,一旦在该区域内有雷云,地面上的电荷将通过铁塔与雷云中的电荷发生中和,铁塔将成为云中雷电对地泄放的一个主要通道。与铁塔相连的一些线路、桥架、设备就成为雷电入侵的对象,比如天馈线、走线架、与地网相连的设备等。这类基站被雷电击中的概率较不带铁塔的基站要高得多,因此对有铁塔的基站防雷就更加的迫切,有必要对这类基站进行进一步分析。
通常按移动基站机房与铁塔的关系可分为:塔边屋、屋顶塔、塔下屋三种。下面就这三种基站类型进行相应的防雷接地、等电位连接,起到良好的雷电防护作用。
(一)、屋顶塔
铁塔与机房独立型的移动站,如图一所示。雷电对该类型移动通信基站的危害主要途径是直击雷和感应雷两种。
图1 .铁塔与机房一体型结构 1 .雷电流直接危害
根据我们现场的调查和分析,在移动通信基站的铁塔建在基站机房上面的情况下,当雷电击中铁塔后,雷电流就会沿着铁塔及同轴馈线的外导体往下泻放,由于移动通信同轴馈线的外导体与铁塔是相互连接的,铁塔上的雷电流直接会分流一部分到同轴馈线的外导体上,并沿同轴馈线的外导体和机房内的走线架直接流入到移动设备上,对移动设备造成雷击危害。除此以外,还由于同轴馈线的走线架是与铁塔直接相连,并进入机房,从而将雷电直接引入到机房内,对机房内
的通信设备造成危害。
2. 雷电感应对移动通信基站内设备造成的危害
当雷电流在移动通信基站周围的空中或空中对地放电时,就会在移动通信基站周围的空中产生交变电磁场,从而使移动设备上产生感应电流和电压,严重者也会对移动设备通信造成危害,但这种危害的概率较少,另一方面若雷电击中铁塔并沿着铁塔和机房的立柱中的钢筋在下泻的过程中,也会在周围产生强大的交变电磁场,从而在移动设备上产生感应雷电流和雷电压,同样地感应雷电对通信设备所造成的危害比起直击雷所造成的危害要少得多。
(二)、铁塔与机房独立型
铁塔与机房独立型的移动站,如图二所示。该移动站遭雷电直击的主要途径是雷电流通过铁塔的走线架和同轴馈线的外导体进入机房,对通信设备造成危害。其次是雷电在空中放电时对机房内的通信设备所造成的感应雷的影响,同样感应雷对通信设备所造成的影响比起直击雷来说,则概率很少。该类型的移动站与上述的第一种铁塔与机房一体型的情况相比,则少得多。
图二铁塔与机房相互独立型结构
(三)、铁塔包围机房型
铁塔包围机房型的移动基站,如图三所示。
该种类型的移动基站遭直击雷的途径与第二类的铁塔与机房独立型的移动站相似,主要是雷电通过同轴馈线的外导体和同轴馈线的走线架进入机房,对通信设备造成危害。但该种类型的移动站所遭受到的感应雷则最少,因有四面铁塔的屏蔽作用。
(四)不带铁塔型基站
这类基站往往建在城区,一般使用公共大楼或民用建筑来作为机房。对于公用建筑上,由于我们国家对这类建筑物有严格的防雷标准要求,因此这类基站具有接地良好,外部防雷完善,且整个建筑形成一个法拉第笼的特点,所以这类基站遭受直接雷击的概率较小,受到雷电电磁干扰的影响也较小。雷电入侵这类基站的方式将主要是供电线路、同轴馈线的外导体和同轴馈线的走线架、接地系统进入机房。对这类基站的防护级别,对防雷器的通流能力通常不需要很高,因此对这类基站通常只需选择一般的B类限压型和C类限压型两级防雷就基本能满足这类基站要求。而民用建筑与公用建筑的差别主要在国家对这类建筑的要求不是很高,因此建筑物在屏蔽和接地的效果上可能差一些,但
只要将这类基站的接地问题处理好,很多防雷问题也就迎刃而解。
我们把雷电入侵移动基站的主要渠道总结如下:
雷电对移动通信基站的四个引入渠道
第一个入侵渠道由铁塔天馈线、接地系统引入的雷害 第二个入侵渠道由交流配电系统引入的雷害 第三个入侵渠道由传输线路引入的雷害 第四个入侵渠道由雷电电磁脉冲的雷害
通过对雷电主要入侵途径的分析,结合移动基站现场综合环境特点,给我们进行防雷方案设计提供了思路和线索。根据防雷分区、综合防雷的思想,综合基站所处的地理环境,在具体位臵选择相匹配的浪涌保护器,将可以很好解决移动基站的防雷问题。
移动通信基站的雷电过电压保护,各级防护器件是相辅相成的,互相影响的,此时用以局部防护的过电压器件不能有效的发挥其防护性能,将影响移动通信基站的整体防护。另外还有一个重要的原则,移动通信基站的雷电过电压保护设计必须是建立在联合接地基础上。因此移动通信基站雷电保护并非是简单的接地或者单一的雷电过电压保护器件应用,而是根据移动通信基站所处的具体位臵、环境因素、所在地区的雷暴强度及雷暴日的大小、来确定基站的雷电保护措施和方法。
因此,移动通信基站的雷击电磁脉冲防护必须综合考虑,应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计
二、依据的规范
1.GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
2.YDJ26-89《移动基站(站)接地设计暂行技术规范》(综合楼部分)
3. YD/T 1235.1、2-2002 《移动基站站低压配电系统用电涌保护器技术要求及测试方法》
4.YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》 5.YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》 6.YD5098-2001《移动基站(站)雷电过电压保护设计规范》
三、方案设计原则
一、综合防雷的思想
移动基站的防雷是一个系统工程,它包括直击雷防护、等电位连接措施、屏蔽措施、规范的综合布线、安装电涌保护器(电源、信号)、完善合理的接地系统六个部分组成。这六部分在一个完善的移动基站防雷系统工程中缺一不可。对移动基站的防雷设计应进行全面规划、综合治理、多重保护,将外部防雷措施和内部防雷措施应整体统一考虑,做到安全可靠、技术先进、经济合理、施工维护方便。综合防雷的思想在YD5098总则中就有明确规定,如YD5098-1.0.3 通信局(站)雷电过电压保护工程应建立在联合接地、均压等电位分区保护的基础上。
综合防雷的思想在移动基站中的主要体现到具体的防雷手段,就是分流、接地、屏蔽、等电位连接和过电压保护五个方面。其中:
(A)、分流
利用避雷针将雷电流沿引下线或铁塔安全地流入大地,防止雷电直接击在基站建筑物和设备上。 (B)、屏蔽
移动基站内应采取屏蔽措施的对象主要有两种:一是所有的带电金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线,应采用屏蔽线或穿金属管屏蔽。二是基站内部电子设备,通常采取的措施是在机房建设中利用建筑物钢筋网和其他金属材料,使机房形成一个屏蔽笼。以及通信设备的机柜因具有一定的屏蔽效果,用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应)干扰基站设备。 (C)、非带电金属等电位连接
通常等电位连接分带电与不带电金属导体,这里主要指将基站机房内所有非带电金属物体,包括电缆屏蔽层、金属管道、走线架、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接,以均衡电位。 (D)、带电设备的过电压保护
对于与基站设备相连的馈线、信号线、电源线路安装防雷器进行过电压保护。 (E)、接地
在移动基站中的接地包含两个方面,一是地网,建立一个接地通畅的地网是移动基站防雷基础,具体要求是根据YD5078中要求基站接地电阻小于5欧姆;二是、基站内的接地系统,为保护基站通信设备和人身安全,解决环境电磁干扰及静电危害,需要一个良好的接地系统。一个好的接地系统的关键在于建立统一的接地参考点,采用“S型”接地。
二、 “防雷分区、逐级泄放”的思想
为了定义雷电电磁脉冲(LEMP)影响程度不同的空间,和选择带电导体等电
位连接点的适当位臵,被保护空间必须首先被分成不同的防雷保护区。(见下图)这点在移动基站的防雷工程中非常重要,等电位连接点的位臵选择将直接影响到防雷设备在基站防雷效果。根据IEC61312中对雷电保护区的划分思想,我们通常可以将移动基站防雷进行如下图分区
根据IEC1312以及YD5098中的相关规定,其中YD5098中1.0.4 通信局(站)雷电过电压保护设计应根据电磁兼容原理按防雷区划分,对电涌保护的安装位臵进行合理规划,如见图DJZFL01:
图:YDJZFL01 移动基站的防雷分区
根据IEC1312以及YD5098中的防雷分区规定,可以将移动基站内空间及设备的防雷分区进行如下划分:
LPZ0B区:移动基站机房外部都有外部防雷措施,如果存在铁塔则铁塔为一个巨大的避雷针,通常我们认为在被铁塔保护的区域为LPZ0B区,因此进入基站的电源线和通讯线及其它线路应从LPZ0B区进入机房。
LPZ1区:整个机房的外墙对雷电电磁脉冲有一定屏蔽作用,可看作是屏蔽层1;按照IEC1312防雷分区的概念,整个机房内部空间应划为LPZ1区。
LPZ2区:通常移动基站设备都有机柜,机柜外壳为可看作屏蔽层2,机柜内部空间可划分为LPZ2区,通常对基站防雷而言我们所保护的对象就是这些机柜内部的通信设备,因此也就没有必要在往下划分了;故通常对移动基站内部可以分为LPZ
1、LPZ2区。
四、移动基站综合防雷设计
1、供电线路防雷保护:
雷电即可以通过对输电线路直接放电,也可以在几公里之外通过雷电电磁脉冲在输电线路上感应出雷电流入侵移动基站。因此供电线路成为雷电泄放的主要途径之一。目前我们国内的供电线路以架空线为主且线路较长,据不完全统计国内移动基站中的雷害近80%与电力线路有关。而且在国际、国内的相关防雷标准中对供电系统的雷电防护描述也是占绝大部分篇幅,因此对供电线路的防雷是整个基站防雷的重心,而对移动基站的电力供电系统进行雷电防护是解决整个移动基站防雷问题的核心。
目前国内移动基站的市电引入情况基本上是先从架空高压电力线终端引入通信局(站)的10KV或6.6KV高压电力线,经过配电变压器输送到基站。移动基站的防雷也就从配电变压器开始考虑,这类基站的供电构成按YD5078-98要求:
对于从高压到配电变压器这一段供电系统的防雷在YD5098-2001中3.7.1~3.7.4有明确规定,主要的要求是配电变压器不能与通信设备同在一建筑内,高压铠装线路到配电变压器应两端接地,在架空高压电力线终端杆与铠装电缆的接头处,应采用标称放电电流大于20KV的交流无间隙氧化锌避雷器(强雷电避雷器)。配电变压器高、低压侧避雷器的接地端子、变压器的外壳、中性线、经及电力电缆的铠装层应就近接地。移动基站内供电系统(YD5078-98)规定如图
二、移动基站内低压配电系统防雷器选型
如图中所示在移动基站中主要的供电设备有交流稳压器、交流配电屏、整流设备、直流控制屏。从YD5078-98无人值守移动基站供电系统图中可以比较清晰的体现“防雷分区、逐级泄放”的思想,首先市电从LPZ0B区入户进入LPZ1区交流配电设备前安装第一级防雷器,在开关电源的整流设备前安装第二级防雷器,在直流输出端安装第三级防雷器。很多事实也证明,移动基站防雷只安装一级防
雷器是不够的,必须进行分级保护、分级泄流的防护方案,才能比较好的解决移动基站的防雷问题。
第一级防雷器选用模块化三相电源防雷箱,安装在电源的总进线配电屏处,该产品是我公司的专利产品,型号为KBT-BJX40/380/100,标称通流容量100KA,接线方式为3+1,保护模式为L-PE,N-PE,L-N,并具有专长防水防爆、阻燃、雷电通流量大、漏电流小的特点,同时具有产品劣劣化指示、声光告警、雷电计数、远程告警干点输出等功能,专用于通信基站的电源线路雷电过电压保护。
第二级防雷器选用模块化三相电源防雷箱,安装在开关电源的整流设备配电屏处,型号为KBT-BJX40/380/50标称通流容量50KA,接线方式为3+1,保护模式为L-PE,N-PE,L-N,并具有防水防爆、阻燃、雷电通流量大、漏电流小的特点,同时具有产品劣劣化指示、声光告警、雷电计数、远程告警干点输出等功能,专用于通信基站的电源线路雷电过电压保护。
第三级防雷器选用模块化三相电源防雷箱,安装在各设备机柜的电源总进线处,型号为KBT-BJX40/220/20,标称通流容量20KA,保护模式为L-PE,N-PE,L-N,并具有专长防水防爆、阻燃、雷电通流量大、漏电流小的特点,同时具有产品劣劣化指示、声光告警、雷电计数、远程告警干点输出等功能,专用于通信基站的电源线路雷电过电压保护
2.移动基站信号及天馈线防雷
雷电除了通过供电系统侵袭移动基站内的设备外,还通过接地系统、天馈线、通信线路来影响移动基站的工作。从这些途径上切断雷电入侵就非常显得必要,因为与这些线路相连设备的通信端口以及IC电路板的耐压水平水平非常的低,而且这些设备对信号的要求都非常的敏感,信号稍微有点衰耗就会影响通信,因
此对这类设备通常不能采用多级防雷设备防护,而只能通过在一个防雷设备内采用多级电路进行精细级保护。
一、PCM 2M线的防雷
移动基站的2M端口设备发生损坏主要有如光端机、BTS的传输板、DDF架、及一些传输设备。通常雷电通过信号线来入侵移动基站设备的主要有两种情况:
1、 不同设备间发生雷电高电位的耦合和转移:移动基站遭受雷击时,如雷电电流通过:1)基站铁塔直接引下到地;2)通过室外感应的馈线的外部屏蔽层引至地线系统;3)电源线上的直击或感应雷电流经SPD引下到接地系统,其50%的雷击电流以电阻方式对地耦合,这时会使基站的地网电位瞬时抬高,此时即使是0.5欧的接地电阻的基站在雷击电流通过瞬间也会使接地电位瞬间呈现几十千伏的电压。使得设备接地与信号芯线之间存在高电压,信号线上就带上感应雷电流,与通信线相连的另一端处于正常电位的情况下,如果设备未加装性能良好的SPD,就会出现了雷电通过通信线将两端设备的通信端口损坏,严重的将导致一些传输通信设备被损坏。
2、 室外通讯线感应雷电流传导入户:一些基站的通信线如2M线存在从室外引入的情况,雷电往往通过电磁感应的方式在户外通信线中感应出雷电流。
3、 基站内的电磁干扰:由于基站走线的情况是地线和电源及信号线全部为平行布放,地线回路上的雷电电流势必会在相应的电源或信号线上耦合现象。对于2M线而言,直接的后果是在信号线上感应出过电压,将设备打坏。
在YD5098-2001 3.4中对2M线路的雷电防护措施有明确规定:3.4.1 出入通信局(站)光缆或电缆,应在进线室将金属铠装外护层做接地处理,另外光缆应将缆内的金属构件,在终端处接地;3.4.2 进入通信局(站)的PCM电缆芯线应在终端处加装SPD,空线对必须就近接地。
通信系统由于受到工作电平、接口速率、和传输性能(插入损耗)、线路阻抗等指标的约束,不能象供电系统一样分几级防雷,因此PCM 2M线防雷应在通信线路与设备的接口即LPZ1-LPZ2区处使用一级与之通信接口、工作电平、速率相匹配、线路阻抗匹配的精细级防雷器,同时通信线应就近接地。在中国移动的基站的传输线的速率小于2Mb/S,线路阻抗有75和120欧姆两种,工作电平通常小于12V。其中阻抗为75欧姆的2M线的接口类型主要有BNC,L9,C4等类型,如在NOKIA的基站中的传输接口就大量使用BNC接口;阻抗为120欧姆的2M线接口类型主要有RJ
45、9针或15针的通信串口等,如爱立信的RBS2000型基站就大量使用15针的串口。
移动基站天馈系统防雷措施
通常移动基站中天馈线的布放是沿着铁塔爬梯布放,然后通过走线架进入机房内部,存在与铁塔防雷引下线平行布放的问题,因此非常容易受到在雷电流同通过铁塔引下线泄放的过程中产生的雷电电磁场的干扰。根据YD5098-2001.3中对天馈线的防雷措施主要有:
1、对天馈线的防雷从工程上讲就是三点接地,铁塔上架设的波导馈线、同轴电缆金属外护层应分别在上、下端、及进入机房入口处就近接地,当馈线及同轴电缆长度大于60m时,其屏蔽层宜在塔的中间部位增加一个接地连接点,室外走线架始末两端均应作接地连接。
2、城市内孤立的高大建筑物或建在郊区及山区,地处中雷区以上的无线通信局(站),当馈线采用同轴电缆时,应在同轴电缆引进机房入口处安装标称放电电流不小于5KA的同轴SPD,同轴SPD接地端子的接地引线应从天馈线入口处外侧的接地线、避雷带或地网引接。
因此要对天馈线防雷器进行选型。
3、天馈线防雷器的选择问题:移动基站通常使用带馈电和不带馈电的两种系统,馈线传送速率为850M-960M,传输速率非常的高。因此选用天馈线防雷器时主要考虑的防雷器的插入损坏、回波损耗VSWR等。YD5098 5.4.1 要求:同轴型SPD插入损耗应小于等于0.2dB,驻波比小于等于1.2,同轴型SPD最大输入功率能满足发射机最输出功率的要求,安装与接地方便,具有不同的接头,同轴型SPD与同轴电缆接口应具备防水功能。同轴型SPD的标称放电电流应大于等于5KA。
具体配臵如下:
1.在天馈线路上安装KBT-T2000A天馈线路防雷器,数量共20只,通流容量10KA,插入损耗应小于等于0.2dB,驻波比小于等于1.2,
3. 移动基站的监控系统防雷措施
近年来,中国移动基站普遍采用了智能监控系统,据统计监控系统设备目前已经成为移动基站中设备被雷电损坏频度最多的设备,也是被损坏最严重的系统。统计被雷电损坏与监控系统有关设备中比较多的有:空调的控制板(通常通过RS232端口与监控相连)、一些数据采集器的RS422或485端口、协议转换器、监控设备的传输板等。为什么很多基站在供电系统防雷比较完善的情况下其监控系统还是被损坏呢?雷电对基站的监控系统的入侵途径与入侵PCM 2M线的方式一样也就不再说明,损坏的主要原因在于监控系统自身的特点,从对众多监控系
统被雷电损坏的基站情况来看,可以总结出以下几个因素:
1、 设备电源没有防雷措施,且耐压水平低,根据IEC61000-4-5直流-48V的通信设备的耐压水平不会高于500V;
2、 控设备的RS48
5、RS422或RS232通信端口都没有相应的防雷措施,且通信端口本身的耐压水平非常低,通常RS48
5、RS422或RS232通信端口的耐压水平不超过100V;
3、 监控系统被雷击的基站的开关电源普遍没有安装直流防雷器;
4、 监控系统存在大量的数据采集线路,这些线路的布放不规范,往往是捆在一起,且很多数据采集线不是屏蔽线缆;
5、 监控设备接地参考点不统一,且接地线不规范。可以说监控系统纷繁复杂的布线为雷电流入侵提供了更多的渠道,与本身羸弱的防护能力形成巨大的反差,因此、监控系统更需要全面的防雷。
因此、对移动基站监控系统的主要雷电防护措施有:
1、 对监控数据采集线的布放进行合理规划,所有数据采集线路应使用屏蔽线,且其屏蔽层应接地,尽可能的降低雷电电磁脉冲在数据采集线路上感应出的雷电流;
2、 接地方面:在监控主设备下设一个小的监控设备接地参考点作为所有监控设备的接地,并用超过16mm2的接地线与基站总等电位排进行连接。目的用来降低各监控设备间因接地产生的电位差,
3、 在监控设备端安装-48V的电源防雷器,释放从地线或电源线引入的雷电流;
4、
5、
在开关电源直流输出端安装相应的直流防雷器,如电源防雷图中所示, 在一些损坏频度较高的设备与监控设备间的通信端口安装相适用的信
号线防雷器,
6、 对于监控系统的数据采集线路以及控制线都是信号线,因此在选择防雷器时要考虑信号线防雷器的接口类型、工作电压、传输速率、线路阻抗与系统设备相匹配。下面我们主要推荐一些已经在中国移动省市基站主流监控设备及开关电源中使用过的防雷器如:艾默生、中兴、亚信、亚奥等监控设备厂家;以及在开关电源的监控系统中使用过的信号线防雷器,如艾默生、中恒、动力环等;在这些设备中主要使用到的信号线防雷器被实践和时间证明是非常有效的,而且不会有任何主设备产生任何影响。
具体配臵如下:
1. 在摄像机前安装KBT-V/3监控多功能防雷器,通流容量10KA,对摄像机的电源线路、信号线路及控制线路进行防雷保护,共3只。 2. 在监控主机前端的信号线路前端安装KBT-V40A视频信号防雷器,共3只
3. 在在监控主机前端的控制线路前端安装KBT-C485控制信号防雷器,共1只
4. 在数据采集线路上安装KBT-C10A控制信号防雷器,共2只
4.等电位处理
在机房四周设臵一均压环,作为各防雷器及通信设备的接地线汇聚排,并与室外接地装臵可靠连接。均压环材料为30*3紫铜排,长度为40米。
4.移动基站的外部防雷接地工程
移动基站的接地应采用联合接地,对有铁塔的基站应将铁塔地网与机房地网相焊接,机房总接地排的接地线与地网连接时应避开铁塔及避雷针的专用引下线,两者间距离要求大于5米,以免铁塔和避雷针上的雷电流沿总地线引入线流入机房内,。对一些租用大楼或民用建筑的基站,根据国家标准GB50057-94《建筑物防雷设计规范》的相关要求,对于建筑物的接地一般都采用其钢筋混凝土基础作为地网,建筑物其钢筋混凝土基础埋地较深,大楼的接地电阻基本上能满足要求,因此可以使用大楼的主钢筋作为防雷接地系统。
1、 根据YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》的要求,通常移动基站的接地电阻要求小于5欧姆。如果山区基站接地电阻难以满足要求,可以通过使用降阻材料来降阻,如果还是不能满足要求则应将整个基站通过防雷器做好等电位连接。
2、 在移动基站外部进线孔处设立接地排,并与基站地网相连。将所有进入基站的缆线的接地与之相连,如天馈线接地、铁塔走线架的接地、光缆加强芯的接地、供电线屏蔽管道的接地等。
3、 YD5098-2001中规定出入通信局(站的电力电缆(线)、通信缆线应采用金属护套电缆或敷设在金属管内,且应埋地引入,缆线埋地深度应不小于0.7m。特别对于进入通信局(站)的低压电力电缆宜全程埋地引入,其电缆埋地长度不宜小于15m等。这些工程措施都具有一定的雷电防护作用。
4、 接地引线材料选择金属接地体应采用热镀锌材料,在各个焊接点由于已破坏
了原来的热镀锌层,因此一定要做防腐蚀处理。垂直接地体长度为1.5~2.5m,垂直接地体间隔为其自身长度的1.5~2倍。接地体上端距地面不小于0.7m,且应在冻土层之下。具体要求如下: 垂直接地体:
可采用直径为50mm壁厚3.5mm的钢管 或50mm*50mm*5mm的角钢 水平接地体和接地引入线: 可采用40mm*4mm 或50mm*5mm的扁钢。
附地网设计过程:
基站周围的土质较差,土壤以风化石为主,土壤电阻在1000Ω〃m。原地的接地电阻为15欧姆,要求将整个接地接地的接地电阻降到4欧姆以下,现在其进行设计。
在基站下侧的山坡上新建一个地网,长42米,宽28米,面积为1176平方米。地网布臵成网格状,网络大小为7米*7米,水平接体采用50*5热镀锌扁钢,共450米,垂直接地体采用50*50*5*热镀锌角钢,共35根,该接地网的接地电阻值计算如下:
地网长42米,宽28米,土壤电阻率为1000,按以下公式计算其电阻值。
R10.5S14.58
新地网与老地网并联后的接地电阻计算如下:
R111R1RY7.4
经计算:R1=7.4欧姆.,不能满足4欧姆的要求,需使作其它材料使地网接地电阻值降低,
2.由于土壤电阻率很高,仅用角钢和扁钢难以使地网电阻满足不小于4欧姆的要求,因此使用降阻剂,使地网的电阻值达到设计要求。
在水平接地体上包裹降阻剂,用量为15kg/m,总长度450米,共需降阻剂6750kg 1)使用降阻剂后的新建地网的接地电阻计算如下:
R10.5S14.580.710.2
2)新地网与老地网并联后的接地电阻计算如下:
R111R1RY6.07
经计算:R1=7.4欧姆.,不能满足4欧姆的要求,需使作其它材料使地网接地电阻值降低,
3)继续使高效用接地模块来降低整个地网的接地电阻,型号为KBT-DF,数量为26块,间距为7米。
单块接地模块的接地电阻计算如下:
R0.068ab152
10块高效接地模块的联合接地电阻计算如下:
R2 R15217.9 n100.85
使用10块高效接地模块、6750公斤降阻剂、450米扁钢、角钢与原地的联合接地电阻计算如下:
R114.5
111111R1R2R31510.217.9还是不能满足不大于4欧姆的设计要求。需继续采用其它的方法进一步降低地网的接地电阻。
4.为使地网的接地电阻降低到设计要求,本方案采取增设电解离子接地极的方法进一步降低接地电阻,电解离子接地极的型号为KBT-LJD,数量6支 单根离子接地极的接地电阻计算如下: R48l100083(ln1)k(ln1)0.240.2 2Ld23.1430.2经计算.R2=40.2欧姆
6根离子接地极并联后的接地电阻计算如下; R4R40.27.9 n60.855.新地网与原有地网联接地的接地电阻计算如下
R11111R1R2R3R4111111510.217.97.92.9
合格
经计算,新建地网需使用450米热镀锌扁钢,35根1.5米根的热镀锌角钢,6750公斤降阻剂,10块接地模块,6根电解离子接地极,接地电阻可达到2.9欧姆,能满足不大于4欧姆的要求。
如由于运输困难,降阻剂难以施工,可不使用降阻剂,在其它材料用量相同的情况下,新建地网的接地电阻值为3.1欧姆,也可满足设计要求。
R11111R1R2R3R4111111514.617.97.93.1但由于季节的变化,土壤中的水份会发生很大的变化,干旱季节由于土壤中的水分减少,导致土壤电阻率大大升高,从面使整个接地装臵的接地电阻增加。而降阻剂能有效保持土壤中的水份,从而使整个接地装臵的接地电阻保护稳定,不会随季节的改变而发生大的变化,因此建议本工程使用降阻剂。
三、地网施工方案
1.人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。水平接地体应挖沟埋设,沟的尺寸为上宽上0.6米,下宽松0.4米,高0.6米的梯形。
2.地网的网格为7米*7米,在水平网格的交叉处放臵垂直接地体。 3.在水平接地体上包裹降阻剂,用量为15公斤/米。
4.电解离子接地极采用钻孔的方法敷设,用热熔焊的方法与水平接地体连接。 5.接地模块与水平接地极采用焊接地方法连接。 6.新建地网与原地网连接点不少于两处。
KBT-LJD离子接地体施工方法如下:
1、钻孔
在选好的施工场地钻出Φ155mm3155mm垂直地面的孔洞。
2、配填充剂
(1)在容积大小150升的容器内放入50kg淡水(井口、自来水均可); (2)加入填充剂A,搅拌至全部溶解; (3)加入填充剂B,搅拌至全部溶解; (4)加入填充剂C,搅拌至糊状。
3、植入接地棒
(1)拆开接地棒两端密封胶带
(2)将四分之一配臵好的的填充剂填入孔洞底部; (3)将接地棒植入孔洞中,棒顶与地平面平齐; (4)接好引出线; (5)将其余填充剂填在接地棒周围,填至距棒顶端100mm时止; (6)盖上防护帽,测量接地电阻;
(7)用土填盖防护帽周围,帽顶高出地面100mm。
4、注意事项
(1)钻孔直径不宜大于155mm,以免填充剂填充不足;
(2)盖防护帽时注意棒上的通气孔不得被泥土或填充剂堵塞,帽上通气孔在回填土之上,不得堵塞。
(3)当一根接地棒达不到地阻要求时,可用两根或几根并联使用,棒与棒之间的间隔不宜小于5m; (4)引出线采用50mm多股铜线,引出线与棒体实行压接,接点防腐处理。 (5) 多极离子接地极的母线采用BV50mm²铜线实行火泥熔接连接。
服务与承诺
1、本公司保证所提供的产品符合国家有关防雷产品的法规和标准。
2.本公司防雷工程中所使用的产品实行一年内免费更换,五年内免费维修,终身维护。
3.我公司承包的防雷工程中所使用的产品,保修期的起始日期为产品安装之日。 4.保修期内对符合保修条件的产品,不收取备件费和工时费;对不符合保修条件的产品,收取备件费,免收工时费。
5.凡本公司施工的防雷工程,保证防雷系统及被保护系统的安全有效运行,如防雷系统出现故障,自接到通知之时起,省外48小时派员赶到现场处理,省内24小时派员赶到现场处理,市内4小时派员赶到现场处理。
6.公司对各用户实行免费提供防雷技术人员培训,免费提供防雷技术咨询。 7.本公司所使用的产品均由中国人民保险公司质量承保。 8.本《服务与承诺》解释权归湖南普天科比特防雷技术有限公司。
湖南普天科比特防雷技术有限公司
某移动基站综合防雷工程预算表
无线通信防雷接地方法论文范文第3篇
1 通信传输介质种类
传输介质分为“有线介质”和“无线介质”两大类, 有线介质目前常用的有双绞线电缆、同轴电缆和光纤。无线传输介质, 常用的电磁波主要有无线电、微波、红外线等。
1.1 有线介质
(1) 同轴电缆。同轴电缆是贝尔实验室于1934年发明的, 最初用于电视信号的传输, 它由内、外导体和中间的绝缘层组成, 内导体是比双绞线更粗的铜导线, 外导体外部还有一层护套, 它们组成一种同轴结构, 因而称为同轴电缆, 由于具有特殊的同轴结构和外屏蔽层, 同轴电缆抗干扰能力强于双绞线, 适合于高频宽带传输, 其主要的缺点是成本高, 不易安装埋设。同轴电缆通常能提供500MHz~750MHz的带宽, 目前主要应用于CATV和光纤同轴混合接入网 (HFC) , 以及局内数字信号短距离传输中继线;在室外局域网和局间中继线路中已不再使用。
(2) 双绞线电缆。双绞线电缆分为“电话通信双绞线”和“计算机通信双绞线”;电话通信双绞线电缆是成1对出现的, 主要是传统的电话通信行业, 用来传输模拟声音信息的, 但同样适用于较短距离的数字信号的传输。如采用VDSL2技术时, 传码率可达100Mb/s~155Mb/s。计算机通信双绞线电缆是成4对出现的, 并进一步纽绞处理美国电子和通信工业委员会 (EIA) 为双绞线电缆定义了五种不同质量的型号标准, 目前的计算机网络综合布线使用五类、超五类、六类等。
(3) 光纤。[1]近年来, 通信领域最重要的技术突破之一就是光纤通信系统的发展, 光纤是一种很细的可传送光信号的有线介质, 它可以用玻璃、塑料或高纯度的合成硅制成。光纤也是一种同轴性结构, 由纤芯、包层和外套三个同轴部分组成, 其中纤芯、包层由两种折射率不同的玻璃材料制成, 利用光的全反射可以使光信号在纤芯中传输, 包层的折射率略小于纤芯, 以形成光波导效应, 防止光信号外溢。外套一般由塑料制成, 用于防止湿气、磨损和其他环境破坏。[1]
1.2 无线介质
(1) 无线电。无线电又称广播频率 (RF:Radio Frequency) , 其工作频率范围在几十兆赫兹到200兆赫兹左右。其优点是无线电波易于产生, 能够长距离传输, 能轻易地穿越建筑物, 并且其传播是全向的, 非常适合于广播通信。无线电波的缺点是其传输特性与频率相关:低频信号穿越障碍能力强, 但传输衰耗大;高频信号趋向于沿直线传输, 但容易在障碍物处形成反射, 并且天气对高频信号的影响大于低频信号。所有的无线电波易受外界电磁场的干扰。
(2) 微波。微波指频段范围在300MHz~30GHz的电磁波, 因为其波长在毫米范围内, 所以产生了微波这一术语。微波信号的主要特征是在空间沿直线传播, 因而它只能在视距范围内实现点对点通信, 通常微波中继距离应在80km范围内, 具体由地理条件、气候等外部环境决定。微波的主要缺点是信号易受环境的影响 (如降雨、薄雾、烟雾、灰尘等) , 频率越高影响越大, 另外高频信号也很容易衰减。微波通信适合于地形复杂和特殊应用需求的环境, 目前主要的应用有专用网络、应急通信系统、无线接入网、陆地蜂窝移动通信系统, 卫星通信也可归入为微波通信的一种特殊形式
(3) 红外线。红外线指1012Hz~1014Hz范围的电磁波信号。与微波相比, 红外线最大的缺点是不能穿越固体物质, 因而它主要用于短距离、小范围内的设备之间的通信。由于红外线无法穿越障碍物, 也不会产生微波通信中的干扰和安全性等问题, 因此使用红外传输, 无需向专门机构进行频率分配申请。红外线通信目前主要用于家电产品的远程遥控, 便携式计算机通信接口等。
2 雷电灾害形式
众所周知, 雷电灾害的几种形式: (1) 直击雷; (2) 雷电电磁感应包括 (电磁感应与静电感应) ; (3) 雷电波侵入; (4) 地电位位反击。
2.1 直击雷
雷电直接击在通信线缆上, 易造成线缆熔断、损坏。
(1) 电磁感应。当附近区域有雷击闪络时, 在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场。处在电磁场中的设备和传输线路会感应出较大的电动势, 以致损坏、损毁设备。
(2) 静电感应。当有带电的雷云出现时, 在雷云下面的建筑物和传输线路上会感应出与雷云相反的束缚电荷。这种感应电荷在低压架空线路上可达100kV静电电位, 信号线路上可40kV~60kV静电电位, 一旦雷云放电后, 束缚电荷迅速扩散, 即引起感应雷击。
雷电电磁感应和静电感应引发的雷击现象均称为感应雷, 又称二次雷。它对通信线缆及设备的损害没有直击雷来的猛烈, 但它要比直击雷发生的机率大得多, 有统计显示, 感应雷击约占现代雷击事故的80%以上。
2.2 雷电波侵入
信号传输线或进入机房或设备间的其它金属线缆遭到雷击或被雷电感应时, 雷电波沿这些金属导线/导体侵入设备, 导致高电位差使设备损坏。
2.3 地电位反击
直击雷防护装置 (避雷针) 在引导强大的雷电流流入大地时, 在它的引下线、接地体以及与它们相连接的金属导体上产生非常高的瞬时电压, 对周围与它们靠得近却又没与它们连接的金属物体、设备、线路、人体之间产生巨大的电位差, 这个电位差引起的电击就是地电位反击。这种反击不仅足以损坏电器和设备, 也可能造成人身伤害或火灾爆炸事故。
3 雷电对有线介质通信工作的影响
3.1 雷电对同轴电缆通信的影响
同轴电缆为不平衡电缆, 当雷电发生时, 外层导体产生感应电动势, 内层导体受外层导体屏蔽不受影响, 在一定长度的层体上, 内外导体的感应电压从一端累积到另一端的可能性非常大, 足以损坏连接设备。
3.2 雷电对双绞线通信的影响
双绞线受雷击时, 特别是无屏蔽架空双绞线上的感应电压可达10kV~20kV, 即使在相距3km处发生对地雷击, 在一般双绞线上也可能产生出高于lkV的感应过电压。埋设在地下的双绞线缆也同样会出现雷电感应过电压。这些雷电感应过电压产生电流沿线路或金属屏蔽层传导, 轻则影响通信质量, 重则熔断线路, 损毁通信设备
(3) 雷电对光纤通信的影响。光纤具有不导电性, 可以免受冲击电流。但为了使高容量的光纤免受环境事件的影响, 光缆必须有铠装元件, 主要有金属铠装层、加强芯和业务铜线等, 它们都是金属导体。当雷击金属构件时, 会感应出交流电或浪涌电流, 伤害人身安全或破坏线路设备。雷电具有寻找阻抗最小路径以泄放雷云电荷与地下异性电荷中和的趋势。当雷击附近大地或建筑物时, 落雷点的电位升高。而光缆延伸到很远, 远端电位可视为0, 所以雷击点附近的光缆电位也视为0。这样落雷点与光缆之间形成极大的电位差, 这一电位差若超过落雷点与光缆外护层间的耐压强度, 便会击穿外护层, 形成从落雷点到金属构件的电弧通道, 使大量雷电流涌向光缆, 造成光缆严重损坏。光缆线路在施工中难免损伤PE (聚乙烯) 护套, 另外鼠咬、外力等均可能造成光缆中金属元件暴露。这些暴露点易将强电或雷电荷引入缆中, 造成损害。
4 雷电对无线介质的影响
无线介质通过常为无线电、微波、红外线等, 雷击发生时主要影响其通信质量以及损坏通信设备为主。
5 有线介质的防雷保护方法
5.1 同轴电缆的防雷方法
主要有:接地法、限压雷法、隔离法等方法。接地法就是在每一个放大器或者其他容易遭受雷击的器件单独装设接地线, 使雷电产生的能量释放到大地, 对器件起保护作用。其要点一是接地电阻尽量小, 二是必须和电源接地线分开, 否则不起防雷作用。限压法就是在设备的端口处并按一个限压型防雷器件, 使电缆的感应雷电压限制在一定幅度范围之内, 从而保护设备。隔离法就是使电缆及其所连接的器件屏蔽在雷电感应区域之外。
5.2 双绞线缆的防雷方法
因电话通信双绞线线缆的结构以及使用方法大致与同轴电缆相同, 所以在此不再赘述。室外敷设时, 参照同轴电缆的防雷方法。室内接入配线架端需加装浪涌保护器, 在选择浪涌保护器时要准确了解相关技术参数, 如考虑工作电压, 带宽等。并将配线架接地, 做好等电位连接。
计算机双绞线的防雷十分关键, 大多数雷击损坏网络设备以及计算机等事故, 都是因为雷电波侵入计算机双绞线所至。计算机双绞线主要用于室内设备的通信, 尽量不要在室外使用。如在室外使用应远离易受雷击的物体, 不易架空, 最好是铠装埋地敷设。计算机双绞线防雷方法主要是规范布线, 屏蔽, 加浪涌保护器。如带特殊屏蔽层双绞线如超六类或七类, 应将其屏蔽层接地或与设备做等电位连接。
5.3 光缆的防雷法
光缆按敷设方式分有:自承重架空光缆、光管道缆、铠装地埋光缆和海底光缆等。因此在敷设光缆安装光缆等通讯设备时, 应根据其具体情况采取以下措施。
(1) 在选择光缆线路路由时, 应避开高大的树木、独立建筑、电杆等, 或至少保持15米的间距。
(2) 在光缆的施工过程中, 应注意将接续盒内的光缆钢丝端头做电气连接。同时用吊挂光缆的钢绞线连通, 并采取可靠接地措施, 这样可有效地避免光缆遭雷电侵害。如在山地以及岩石多的地区, 无法制作合格的接地体时, 可以采用在光缆接头处将缆内金属构件在接头处前后断开 (并保持大于10cm的间距) , 不作电气连接和接地处理。
(3) [2]采用地埋光缆时, 在光缆上方距离光缆30cm处, 平行敷设直径8mm的镀锌钢线作为防雷线 (排流线) 。当大地电阻率小于500Ωm时, 敷设一条防雷线;当大地电阻串大于500Ωm时, 敷设两条防雷线。[2]
(4) 采用架空光缆时, 由于钢缆线与光缆相距很近, 且经挂钩与光缆接触, 因此钢绞线遭雷击时, 也会因放电而烧毁光缆。因此金属吊挂钢缆线要间隔500m~1000m接地一次。
(5) 在光缆配线架 (MDF) 、交接箱、分线箱、分线盒处应将光缆内的金属构件与配线分线设备的金属构件做等电位连接, 并可靠接地。
(6) 为防止雷电感应电压通过光缆的金属构件传到光通信收发设备端, 从而损坏这些设备, 在光通信收发端, 光缆的金属吊挂钢缆线, 在进户处应做好等电位连接。光缆进入光设备前, 金属加强芯、金属铠装护套应其它设备进行等电位连接。户内光通信设备及其机架也要做好等电位连接。同时应对这些设备电源和其它信号线路做好雷电过电压防护。
(7) 在雷电灾害频繁的地区, 安装防直击雷效果较好的架空避雷线, 或尽可能使用无金属结构的光缆, 或采用加厚PE层的光缆。
6 无线通信设备的防雷方法
对于无线通信设备的主要防雷措施有以下几种方法。
6.1 直击雷的防护方法
大部分通信设备的防雷措施, 主要是在通信微波塔上或无线电发设设备附近安装避雷针。 (1) 避雷针应当装在高于天线尖端数米, 避雷针与天线之间应有一定的间隔, 但要在足够的保护范围之内。以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。 (2) 避雷针引下线的接地电阻要求足够低, 一般小于10Ω, 由于雷电浪涌电流较大, 频谱较宽且持续时间短, 因此要求必须有尽量小的电感量。
6.2 感应雷击的防护方法
通常的做法是在天馈系统中安装避雷器。在天馈系统中安装避雷器时要注意以下方面的问题。一是避雷器的接地端必须与大地可靠连接, 接地电阻不得大于4Ω。二是因避雷器存在一定的插入损耗, 对于天线辐射信号的强度造成了一定的影响, 同时还要注意驻波比的变化, 一般要求天馈系统的驻波比小于或等于1.5。三是安装通信天线时, 天线支撑杆要与铁塔可靠连接, 过渡电阻要小于0.03Ω。此外, 除在天馈系统中安装避雷器外, 还要注意供电系统的防雷, 一般的做法是在供电系统处安装避雷装置。
7 结语
在信息传输的质量就是经济命脉的时代, 通信线路与设备的防雷工作不容忽视。只有了解掌握当代通信的基本原理, 以及其通信设备设施的构成, 才能有效的分析出其雷击风险。不要进入: (1) 无线通信没有实质介质不易受雷电侵害; (2) 同轴电缆、通信双绞线有屏蔽层不易受侵害; (3) 光纤光缆不导电不受雷电侵害的误区。
摘要:雷击损坏网络通信设备的事故屡见不鲜, 其大多数是雷电沿传输介质侵入通信设备而造成的损毁。本文从介绍常用的通信介质的应用入手, 分析各种通信介质及通信设备受雷电侵害的原因, 提出其减少雷电灾害的方法。
关键词:通信传输介质,同轴线缆,双绞线,光纤,无线设备,防雷保护
参考文献
[1] 纪越峰, 纪红, 王文博, 等.现代通信技术[M].北京邮电大学出版社.
无线通信防雷接地方法论文范文第4篇
摘要:电子通信设备在建设与运行过程中存在一定的危险性,一旦出现漏电现象,可能会引发严重的使用故障与安全事故。保障在电子通信设备中可以被良好的运用,这样不仅能够提升技术本身的使用方法,更能推动接地技术和电子通信设备共同发展。基于此,本文对电子通信设备接地技术概述以及电子通信设备接地技术的措施进行了分析。
关键词:电子通信设备;接地技术;问题;解决对策
时代不断发展,高度信息化的社会特性决定了各行业的运作都离不开电子通信设备。而随着电子通信设备的建设规模增長,其技术运用更需受到广泛关注,需对各技术运用进行优化与规范。接地技术就是电子通信设备中关键技术之一,需要对其运用展开进一步的探究,保证电子设备的正常运作,保障设备运转过程的安全性。
1 电子通信设备接地技术概述
1.1 电子通信设备接地技术的内涵
接地技术会在大地与电子通信设备间连接一条接地线,进而形成一个回路,这样可以有效的释放出电子通信设备上的静电电流、漏电电流和雷电电流,防止使用者在与电子通信设备发生接触时发生安全事故。从以上内容我们可以看出保护电子通信设备和使用者的人身安全是电子通信设备技术应用的最终目标。为了在电子通信设备中更好地应用接地技术,我们要全面掌握和了解接地方法和接地方式的类型。
1.2 电子通信设备的接地方法
电子通信设备的接地方法主要分为直流地悬浮方法和直流地接大地方法两种。其中直流地悬浮方法有一个独立的基准点,它不与大地连接,防止交流地与直流地连接出现干扰的情况[1]。直流地接大地法是将大地与电子通信设备有效连接在一起,将直流与电子通信设备的外壳分开,防止受到高频的干扰和产生一定的静电,促进电子通信设备的正常运行。
1.3 电子通信设备接地的类型
电子通信设备的接地的类型主要包括分散接地和并联接地两种。分散接地类型将电子通信设备的各个部分接地在接地系统中,但是这样会大大增加接地系统的数量,出现干扰电子通信设备运行的情况。并联接地设备并没有在接地中形成回路,不会干扰电子通信设备的正常运行,被广泛应用到电子通信设备运行中。
2 电子通信设备接地技术的措施
2.1 对接地方式进行合理选择
对接地方式进行合理选择是优化接地技术运用的必要内容。接地方式的选择需要按照设备的具体参数,应对不同的工作条件进行对应的设计,进而保证电子通信设备的高效、安全运转。在合理选择接线方式时,大致可从两方面工作入手,即电阻与电感,需要对地线采取相应的措施使其本身具备的阻抗进行降低,更适用于电子通信设备。关于电阻方面,在通信设备运行过程中,电阻会对某些低频类型设备产生一定的干扰,要根据情况的不同选择合适的方式,同时提高设备的维护频率,及时消除电阻产生的消极干扰。对于电感,则可通过选用合理的接地方式对电感量进行有效控制,如引入多点接地方式,可令该参数减弱。通过合理接地方式与技术的运用,可在很大程度上维护设备的各个属性正常。
此外,在施工阶段,也要根据外界环境进行不同方式的选用。如外界温度、湿度变化较频繁、条件较恶劣都可能引起接地线路的老化加快,设备也更容易出现安全事故,在这样的情况下,就需要使用防潮性能与保温隔温性能较好的接地方式与材料,并配合线路监测系统对其进行实时监控,保证其正常运作。
2.2 防止地线公共阻抗干扰
在电子通信设备的电路构成中,地线属于十分重要的构成部分,对于系统的运行质量也会造成极大的影响,尤其是当地线出现电位差问题时,将会在极大程度上影响电路的正常运行状态。为了进一步将电路正常运行期间所受到的地线负面影响降至最低,必须做好以下工作:(1)优化现有的电路设计,进一步提升设计成果的严谨性和科学性。(2)积极将地线阻抗降低处理技术应用于接地施工中,例如,在进行多级电路施工中,应该充分将电子通信设备运行的小信号电路以及低电平设计加以综合考量,使其所受到的电路干扰降至最低,从而恢复电路的正常功能。(3)在电路设计时和接地施工中,应该进一步考虑施工现场的具体情况及条件,精准定位接地点,同时需在放大设备的区域开展相应的接地施工作业。
2.3 防止系统中多地环路的干扰
电子通信设备高频电路系统主要使用多点接地的方式,能够在一定程度上降低地线阻抗对于电子通信设备运行的影响,但是同样存在一定的使用弊端,最主要的弊端就是容易产生多地环路,加上元器件与接地平面中间有大量的电容,从而形成接地回路,在这样的环境下,地线电力本身就会在外界的影响下形成回流电压,不同环路本身在结构上存在明显差异,一旦交变电磁场的数值上升,根据电磁感应定律中的基本内容,如果电磁场自身强度数值不变,那么感应电压与回路面积之间是正比关系,从而十分容易出现电磁兼容的问题。对此,就必须要采取措施降低回路中的电磁干扰。减少多地环路对于电子通信设备的影响可以从以下几个方面入手:(1)使用共模扼流圈和光电耦合器来抑制并切断多地环路。(2)借助低频电路来达到平衡的目的。(3)设计中加强对接地地点的选择和布置,隔离信号源以及地面之间的连接,转变两点接地的方式,实现一点接地,从而降低地线环路出现的概率以及电流本身对于通信设备工作的影响。
2.4 对接地干扰进行有效排除
在设备接地技术的运用建设过程中,需要注意对接地过程的干扰项目进行有效排除。其中地环路连接中的干扰排除工作具有较为突出的代表性。地环路中出现的干扰主要是设备之间由于距离原因采用电缆连接而具备一定程度的电位差,进一步产生了地环路电流,但是线路内缺乏一定的平衡性,则会使设备受到很大的干扰。针对此问题的解决方式即可引入耦合器将环路进行割断处理,使线路稳定,进而排除各项干扰。
2.5 明确接地规范
为了保障接地施工的质量和效率,相关工作人员必须制定一套完整的接地技术施工制度,并且在具体的施工中真正贯彻和落实。同时要加强接地技术规范,及时发现接地施工中存在着问题,并且制定相应的制度来解决不足之处,提升管理制度的规范性,充分调动施工人员工作的主动性和积极性,明显提升施工质量。除此之外,建立完善的接地规范制度有利于提升接地施工各个环节监督和管理的水平,提升接地技术在施工中的应用效果。
在正式施工前,施工人员要详细考察和了解施工环境、接地施工目标和接地的类型,并且以实际的情况为基础和前提制定一套明确的施工方案。同时要系统的管理施工现场的各种设备,详细的登记设备的使用地点、设备的类型等等,在使用不同设备类型时要制定和调整施工方案。当接地施工完成以后,施工人员要全面的、详细的检查施工现场的各个部分,检查总电源和接地线是否受损或者出现问题,检查施工人员是否按照相关的规定和要求安装接地线等。同时要重视和强化完工后的验收工作,定期检验接地效果,定期排查故障,保证电子通信技术设备运行的稳定性和安全性。
3 结束语
综上所述,接地技术的合理应用对提升通信设备的稳定性、安全性、抗干扰性等综合性能是有很大帮助的,同时也是极为必要。为了能更好的应用接地技术,我们有必要详细且全面的了解并掌握不同类型的接地技术,合理做出选择,最终才能发挥其应有的作用。
参考文献:
[1]李海奇,伍子祺,游先仁.电子通信设备接地技术与问题剖析[J].科学技术创新,2019(07):191-192.
[2]张鑫斌.电子通信设备中接地问题的探讨[J].数码世界,2018(11):34.
[3]赵晓君.电子通信设备的接地技术与问题剖析[J].信息通信,2018(09):197-198.
无线通信防雷接地方法论文范文第5篇
为了使像雷电这样的自然灾害对光缆线路的伤害降到最低, 国内外一直在努力。现在很多公司使用的是早期德国科学家提到的接地避雷防护措施, 维护光缆通信的正常工作。在他之后, 美国也在防雷措施上也取得了很大的成就, 采取架设防雷线的方式。1979年, 中国第一条光缆线路架设成功, 但是在技术方面仍然还需要提高。随着科学技术的发展, 我国对光缆线路的架设也掌握了较为先进的技术。本文从长途光缆线路的防雷及防强电设计入手, 深入研究分析, 并提出有效措施。
2 光缆通信
在我们的生产生活中, 光缆通信无处不在, 与我们密切相关。在我们的日常生活中光缆通信占据着重要地位, 并且随处可见。而通过对观光波导运用来做到信息的输入与输出就是光缆通讯方式, 同时在操作过程我们还需要注意的一点, 信息时光信号是区别于以往的微波和电信号的。在进行信息传递的时候, 对信息的调控是通过调控器以及光源来配合完成的。为了达到信息的长距离传输, 我们在对信息的加载的时候, 首先要运用调制器在调节信号坐下, 再通过接收光源的光信号来进行信息的加载, 再合理的运用波导来对加载信息内容进行传导, 最后由于在整个光信号的传导过程中, 光信号会被导波约束其中, 从而达到我们的目的。而在信息到达最终应到的地方后, 我们在通过对调节器的适当运用合理的处理光信号, 并转化为信息, 并在需要的领域被应用。光缆通信具有众多特点, 如应用领域广、通量大、抗干扰能力强以及质量高等特点。在通信时我们对其方式的选择也会受通信距离长度等众多因素的影响, 距离较长用光线纤维, 反之用聚合物光纤。
3 强电对长途光缆通信线路的影响因素
3.1 短期影响
光缆线路一旦出现问题, 就会对光缆内部结构产生直接的影响, 内部金属组件有着电流流通, 出现高温, 情况严重的会将光缆外表表层烧坏, 信号被减弱, 甚至会直接切断通信流通。
3.2 长期影响
光缆通信在上期高压的工作下, 会存在着安全隐患问题, 光缆长期不对称运行下, 强电流会损坏电缆内部结构的金属构件, 会导致感应电受损, 严重的会有漏电出现。
3.3 干扰影响。
长途电缆在长期不对称的工作状态下, 会在光缆的内部产生电动势, 有时会有过强电压的产生, 干扰光缆通信的信号或者在强电线回路的状态下造成噪音等。对于没有铜线的光缆线路, 强电的影响程度是根据光缆外层的绝缘强度决定的。
4 长途光缆通信线路的防雷分析
由于光纤材料的不导电性, 可以减少电流的影响。为了增加光纤的安全性, 通常会加装铠装元件, 减少外界因素对光缆的干扰, 免受瓦解电磁波对光缆的影响。但是, 铠装几乎是金属制品, 具有导电性。如果光缆内部电流较大时, 或者被雷电击中时, 就会产生感应, 损坏光缆通信线路。如果光缆自身和被电击时有着过大的电差, 就会直接造成光缆线路被炸毁, 对光缆线路的影响是不可挽回的。除了这些情况还有工人施工时对线路的损坏, 还有施工发生意外也会对光缆元件造成破坏, 这些损坏之后形成的弱点就容易被雷电击中。
5 长途光缆防雷与防强电的具体设计
5.1 防雷设计
运用光纤是因为它自身对电的绝缘性可以在具体使用过程中避免电流的冲击, 在对一些没有强电磁感地区的防雷线路假设时, 要注意设置金属隔层, 还需要通过避雷器接地, 满足光缆通信线路的防雷要求。在进行长途线路的施工时, 一定要保证不同部件之间的连接顺畅, 连接的部分要合理安装金属跳线, 提高光缆防电防雷的能力, 保证不同元件之间的信号传输, 以达到最好的防雷设计。
5.2 光缆通信线路的防强电措施
光缆通信路线的架设中, 是建立在防强电具有安全性的基础上的, 路线建设要有一个合理的规划布局, 从而提高线路的安全性。在架设的过程中要远离强电线路, 如果无法绕开建设的话要采取必要的防强电隔离措施, 从而降低安全事故发生的机率。预防措施也是不可少的, 对外界介质要进行绝缘处理, 这是最好的防强电的方法, 提高防电能力。有些情况是长途铺设的电缆接头的金属部件不能与电器件连接, 不能进行接地处理, 为了增加强度可以用非金属芯或者无金属, 通过这种方式进行光缆强度改进。同时要求工作人员要熟悉光缆通信线路架设的防护知识, 保护自己在施工工程中不受到伤害。
6 总结
经过本文对光缆通信线路雷击问题的研究分析, 找出被雷击的主要原因, 根据自己的研究成果提出可行的解决措施。不同地区的线路架设具有不同的特点, 在选择防雷线或者线路架设的时候千万要注意避免金属材料对雷电的诱导。还有一点, 在防雷设计的时候要最大可能的把雷电引到离光缆较远的地方, 同时也要考虑到对周围坏境产生的影响, 减少对环境产生的伤害。但是雷电是自然现象, 不会因为人为原因就发生变化, 因此对防雷措施继续深入研究是必要的, 为光缆通信的发展提供有力保障, 提高线路的使用年限, 减少因为雷电对人类产生的损失, 保障通信顺利进行。最后, 相信我国光缆通信线路可以取得跨越式的发展。
摘要:光缆通信线路是现代信息化时代不可或缺的存在。随着科学技术的发展, 通信技术也有了更大的发展空间, 我国光缆通信技术发展迅速, 以光缆为传输媒介的通信网络基本建立。在这个信息化的时代, 人们的生产生活离不开光缆通信, 光缆通信的设备建设引起了社会各界的高度重视, 线路架设在我们的身边。本文主要研究的是长途光缆通信线路的防雷及防强电设计, 并结合专业知识进行详细的分析, 为了提高光缆通信线路的防雷和防强电设计。
关键词:光缆通信,强电,防雷防强电,光缆,措施
参考文献
[1] 杨子强.企业计算机网络信息安全管理的重要性[J].中小企业管理与科技 (中旬刊) , 2014.
[2] 张克明.建筑电气强电部分设计的相关问题及应对策略[J].工程技术:全文版, 2017 (3) :00002.
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[6] 李景梅.企业计算机网络信息安全管理的重要性[J].电子技术与软件工程, 2014.
无线通信防雷接地方法论文范文第6篇
《 人民日报 》( 2014年09月17日 05
“接地气”的本质是实事求是,而不是赶时髦。只有不唯书、不唯上、只唯实,“接地气”才能真正接得上、接得通、接得好,才能有底气、长灵气、得人气
在党的群众路线教育实践活动中,“接地气”成为一个高频词汇,这是党风加快好转的一个表现。但是,少数党员干部只是把“接地气”当成赶时髦,丢掉了“接地气”本质是实事求是这个灵魂,“接地气”变形走样,成了新的形式主义,群众不但不买账,还很反感,对此应引起高度警惕。
判断是否“接地气”,要看是否把握实情、揭示问题。为什么共产党人要“接地气”?因为只有深入基层、群众、一线中去揭开事情的面纱,去粗存精、去伪存真,由此及彼、由表及里,方可还原并把握事情的真正面目。1930年,为了准确摸清中国的富农问题和商业情况,毛泽东同志抽出近1个月时间,与农民、手工业者、商人等深入谈心,写出了著名的《寻乌调查》;1961年,为了寻找摆脱国民经济困境的办法,陈云同志花15天时间到农村访农户、下田地、看猪圈,查找问题症结,写成了《青浦农村调查》。反观当前有些干部,有的调研之前不做准备,不带主题、不带问题下基层,漫无边际、走马观花;或者基层提前安排,看的是事前过滤的假象、表象;或者不敢直面问题,害怕引火烧身,等等。这种“接地气”,实质是用“假”的态度带回“假”的情况。要扭转这一状况,必须坚持和弘扬我们党实事求是的优良作风,沉下心、扑下身,琢磨了解老百姓关心关注的问题,用务实的作风、踏实的做法,真正掌握“实事”。
判断是否“接地气”,要看是否真正解决问题。了解“实事”不是根本目的,最终还要“求”,得出“是”,帮助基层和群众解决实际问题。然而在实践中,还有少数干部存在重调查情况、轻解决问题的现象。有的热衷于搭“花架子”,表面轰轰烈烈,对群众诉求就是不解决;有的只做“倾听者”,笔记记得细,对群众反映的问题拿不出破解之道;有的喜欢开空头支票,群众面前拍胸脯,回去之后拍屁股。这些做法,不仅“地气”没接上,还会失信于民,让群众寒心。扭转这种现象,就是要在虚心听取群众意见、专家意见的基础上,科学决策、民主决策;执行过程中群众有不同反映,要及时研究并予以回应,将“接地气”贯穿于发现问题、解决问题的全过程。
判断是否“接地气”,要由群众来评说。是真情实意还是虚情假意,是沉下心还是走过场,群众看得最清楚,最有发言权。有的下基层随从记者前后跟,“群众演员”一大群;有的深入基层却不深入群众,听汇报作演讲,就是不进寻常百姓门,群众戏称这样的领导干部是“白天出风头、晚上上镜头”。为何有的领导干部“接地气”在群众眼里摆脱不了“作秀”嫌疑?究其原因,就是用自我感觉代替了群众评判,习惯于自说自话。领导干部要真正“接地气”,唯有把群众认不认可、满不满意作为衡量标准,才能得到百姓真心赞扬。
总之,“接地气”的本质是实事求是,不唯书,不唯上,只唯实。唯如此,“接地气”才能真正接得上、接得通、接得好,才能有底气、长灵气、得人气。
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