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無線信號通信站的防雷雷電計數(shù)器校驗儀保護措施

瀏覽次數(shù):3129發(fā)布日期:2011-07-09

 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(shè)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(shù)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(shè)備隨之大量涌現(xiàn)。微電子技術(shù)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(shè)備的“心臟”,也是雷電主要襲擊的對象,雷災(zāi)的后果常是牽一發(fā)而動全身。由于通信電子設(shè)備的技術(shù)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(shè)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(shè)備的毫焦耳(mJ)級能級,導致通信電子設(shè)備損壞率驟然升高。因而電子設(shè)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(zāi)和人員傷亡,其強大的電磁脈沖可導致電子設(shè)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(shè)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(wù)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(yīng)而再次構(gòu)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(yīng)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。
 ?。?)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(nèi)部感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shù)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(shè)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(guān)建筑設(shè)計規(guī)范,從土建設(shè)計開始就應(yīng)考慮臺站直擊雷和LEMP的防護問題。一些基本的防雷措施應(yīng)包括:
  (1)提高無線信號通信站建筑設(shè)計要求,重要機房的樓層位置應(yīng)預(yù)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(gòu)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。
 ?。?)無線信號通信站主樓樓頂天面,若無通信設(shè)施或其它電氣設(shè)備,不架設(shè)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。
 ?。?)無線信號通信站底層宜構(gòu)建地線均壓環(huán)。進站線纜和所連設(shè)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。
 ?。?)預(yù)埋固定機房設(shè)備的絕緣支撐架,保證通信設(shè)備在安裝時與建筑鋼筋絕緣。
  (5)機房設(shè)備安裝設(shè)計時,應(yīng)同時考慮設(shè)備的防雷裝置設(shè)置(包括地線設(shè)置、管線屏蔽、接口防雷等),保證設(shè)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(nèi)所有設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)接地,金屬走線架、水管等金屬物也必須接地。站內(nèi)金屬設(shè)施良好的接地不但是用電安全的要求,也是屏蔽雷電感應(yīng)、均衡設(shè)備電位的重要措施。
 ?。?)接地匯集線(匯流排)應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(luò)(電源網(wǎng)絡(luò)、信號網(wǎng)絡(luò)及地線網(wǎng)絡(luò)等),同時無線信號通信站設(shè)備中大量的集成電路通過金屬導線相連,這些都為感應(yīng)雷的侵入提供了良好的條件,再加上如接口板損壞、內(nèi)部通信口損壞、整流模塊損壞等雷害形式,感應(yīng)雷損害的往往是通信設(shè)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(yīng)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。

  在LEMP的綜合防護措施中,zui常用的泄流是指利用放電管或壓敏電阻等電涌保護器件(SPD)在暫態(tài)抑制過程中泄放暫態(tài)大電流,并進行箝位限壓,從而保護設(shè)備或系統(tǒng)。電涌保護器SPD(Surge Protection Device)是指一個連接在線路和設(shè)備之間,能安全地將線路上的浪涌電流通過接地系統(tǒng)引入大地,并限制瞬變電壓到設(shè)備允許電平的器件或裝置。它實質(zhì)上是一種過電壓限制器,正常時呈高阻抗,對設(shè)備工作無影響;當受到雷擊時,因承受強大雷電流浪涌能量而放電,呈低阻抗狀態(tài),迅速將外來沖擊過量能量全部或部分泄放掉,響應(yīng)時間極快,且瞬間又能恢復到平時高阻振動測量儀器狀態(tài)。常見的SPD包括放電間隙、氣體放電管、壓敏電阻、暫態(tài)電壓抑制二極管等。

 
五、結(jié)束語

   雷電的危害是多樣性的,可以說沒有任何一種防雷器可以做到全面防雷,隨著現(xiàn)代科學的進步,各種新型電子設(shè)備的應(yīng)用,防雷工作的難度也越來越大,我們之有根據(jù)國家發(fā)規(guī)范,不斷的改進更新防雷方案。同時,我們應(yīng)該提高對防雷的認知,積極的研究防雷技術(shù),平時加強對防雷設(shè)備的維護及檢測,如果損壞的要及時更換。相信隨著科技的進步,人類終有一天將會找到*防雷的辦法!
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