完善移动通信基站防雷保护的措施
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移动通信基站引入雷电的主要途径及防护措施摘要:分析了移动通信基站引入雷电的主要途径及相应的防护措施,使防雷方案的制定做到技术可靠、经济合理。
关键词:通信基站雷电引入途径防护措施随着社会的进步,移动通信迅速发展,而移动通信基站能否正常运行是移动通信的关键。
基站的设备大部分是微电子设备,它的电磁兼容能力低、抗雷电、抗电磁干扰能力弱。
所以若基站被雷击会造成通信中断,给人们的生产和生活带来不便或巨大的损失。
1雷击移动通信站的主要途径1.1雷电波的侵入移动通信系统基站的架空管线是引入雷害的重要途径。
当雷云放电时,其空间形成强大的电场,在架空管线靠近终端时,主要成分是水平电场,出现在电场中的突出物体最易出现感应电荷的集中,使其周围电场强度显著增加,架空管线很容易发生尖端放电而被雷电击中。
当架空管线遇雷电侵袭时产生的高电位雷电波,可能沿架空线引入基站机房烧坏基站的通信设备或其他的电源设备。
1.2雷电通过基站铁塔和天馈线侵入一般的基站铁塔高度为40~60 m,有些高达70~90 m。
当铁塔的避雷针受到直接雷击时,雷电流通过铁塔,经其接地装置散流入地,使地网地电位升高,导致基站地网与设备之间产生很高的电位差而形成地电位反击,对通信设备造成损坏。
如果天馈线为同轴电缆,在导体上感应出较强的感应电流,即为同轴电缆的感应电流。
感应电流经同轴电缆从铁塔天线进入基站机房,进入收发信机,烧坏移动通信设备。
1.3感应雷的影响雷电未直接击中电气设备,而是由雷电对线路、设备或其他物体的电磁感应而引起的过电压。
接闪器在接闪过程中,雷电流强度大,放电时间短,在接闪器和引下线周围将产生较大的瞬时电磁场。
在强磁场作用下,处于磁场中的导体将产生高达几千至几万伏的感应电压,如此之高的感应电压势会造成通信设备的损坏。
移动通信设备是集成化较高的设备,耐冲击力相对较差,因此受雷电感应的影响较大。
1.4基站机房引入雷电当移动基站机房建在山顶上,机房位置的海拔高度很高时,直击雷可能绕过避雷针从横向及斜面击中被保护物,这种现象叫雷电绕击。
2020.09科技论坛5G基站防雷接地措施张维东(中国电信股份有限公司重庆网络监控维护中心,重庆,400042)摘要:本文分析了雷击对移动基站的危害,介绍了5G基站的组网及防雷特点,分析了5G基站防雷接地技术要求,总结了5G基站防雷接地措施,对保障5G基站安全运行起到重要作用。
关键词:雷击危害;5G基站特点;防雷措施5G base station lightning grounding measuresZhang Weidong(China telecom chongqing network monitoring and mairrtenance center,Chongqing,400042) Abstrac t:This paper analyzes the hazards of lightning strikes on mobile base stations,irrtroduces the networking and lightning protection characteristics of5G base stations,analyzes the technical requirements of lightning protection grounding of5G base stations,and summarizes the lightning protection grounding measures of5G base stations,which play an importaut role in ensuring the safe operation of5G base stations.Keywords:lightning damage:Characteristics of5G base station;Lightning protection measureso引言随着网络强国战略的推进,从2019年开始各大主流运营商快速进行了5G移动通信网络的部署,在城市热点区域安装了大量的5G基站。
移动通信基站的防雷与接地在当今高度信息化的社会,移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
无论是日常的沟通交流,还是获取各种信息,都离不开稳定的移动通信网络。
而移动通信基站作为保障通信信号覆盖和传输的关键设施,其稳定运行至关重要。
然而,雷电灾害对移动通信基站构成了严重的威胁。
因此,做好移动通信基站的防雷与接地工作,是确保通信网络安全可靠运行的重要保障。
雷电是一种自然现象,其瞬间释放的巨大能量可能会对移动通信基站的设备和线路造成严重的损坏。
雷电可能通过直击、感应雷、雷电波侵入等多种方式影响基站。
直击雷是指雷电直接击中基站的建筑物、天线等设施;感应雷则是由于雷电放电时产生的强大电磁场在附近的线路和设备上感应出高电压和大电流;雷电波侵入则是雷电沿着电力线路、通信线路等侵入基站内部。
为了有效地防御雷电灾害,移动通信基站需要采取一系列的防雷措施。
首先,在基站的选址和设计阶段,就应该充分考虑到雷电防护的问题。
基站应尽量选择在地势相对较低、避开雷电活动频繁区域的地方建设。
同时,基站的建筑物和天线塔等设施应具备一定的防雷能力,比如采用避雷针、避雷带等接闪装置。
在基站的外部防雷方面,合理安装避雷针是常见的做法。
避雷针的高度和位置需要经过精确计算,以确保能够有效地保护基站的建筑物和天线等设施。
避雷带则通常沿着建筑物的屋顶边缘敷设,形成一个闭合的防雷带,将雷电电流引导到接地装置。
此外,基站的外部金属构件,如铁塔、金属门窗等,也需要进行良好的电气连接,并接入接地系统,以防止雷电在这些部位产生高电位差。
而在基站的内部防雷方面,主要是防止雷电感应和雷电波侵入。
这需要对基站内部的电源系统、通信线路、信号设备等进行防护。
电源系统通常会安装避雷器,以限制雷电过电压的侵入。
通信线路则应采用屏蔽电缆,并在入户处安装信号避雷器。
对于基站内部的电子设备,应采取等电位连接措施,将设备的金属外壳、机柜、地线等连接在一起,以均衡电位,减少雷电造成的损害。
移动基站综合防雷技术摘要:随着移动基站的增加,防雷的重要性日趋严重,目前通信防雷系统的可靠性已成为重要的课题。
本文针对部分移动基站综合防雷系统缺陷提出了技术分析与整改措施。
关键词:基站;综合防雷;等电位中图分类号:tu895 文献标识码:a引言防雷的主要问题即解决“地电位抬高,高电位反击”这两个问题,雷电主要是通过以下几种方式产生危害:直击雷害(闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上,直接与物体主放电,产生电效应、热效应和机械力者)、感应雷害(雷电击在建筑物避雷针或金属屋面上,由避雷针或金属屋面通过引下线,将雷电流泄放大地,引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场,建筑物内的电源线、网络线等相对切割磁力线,产生感应高压并沿线路传输击毁设备)、地电位反击危害(雷电袭击建筑物避雷针、金属顶面、女儿墙的避雷带,由引下线将雷电流引入大地,由于大地电阻的存在,雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和,必然引起局部地电位升高,这种反击电压少则数千伏,多则数万伏,直接烧坏用电器的绝缘部分)等等。
1基站防雷接地系统一般要求1.1基站防雷接地系统应能保证基站内设备安全正常工作,确保构筑物及站内工作人员的安全。
1.2基站的防雷与接地必须建立在联合接地、均压等电位分区保护的基础上进行整体的、系统的、综合的雷电保护。
1.3基站天线应在接闪器(包括避雷针、避雷带等)的保护范围之内。
1.4基站机房接地引入线在地网中心部位就近接于接地汇集排连通,对于新建基站不少于两根,且不能接于地网上同一点。
同时应兼顾机房接地引入线与雷电流引下线在联合地网引接点的距离,应不小于5m,条件允许时,宜取10~15m。
方向应尽可能的远离避雷针接地体。
1.5基站铁塔避雷针应设置专用雷电流引下线,并应接至专设的避雷针接地体,避雷针接地体宜设在机房某侧环形接地装置向外延伸约10m远处。
1.6基站的建筑物和铁塔应安装既能防直击雷又可抑制二次雷击效应的防雷装置。
移动通信基站引入雷电的主要途径及防护措施摘要:移动通信基站是信号传递的根本,在如今信息化的时代,移动通信基站的正常运行尤为重要。
由于移动通信基站在运行过程中极易受到雷电的袭击,因此,雷电防护措施是否有效,直接决定着移动通信基站能否正常运行。
可见,雷电防护措施的制订已然成为基站建设的重要工序之一。
简要分析了雷电入侵基站的主要方式,分别介绍了直击雷和感应雷等不同形式的雷电的防护措施,以保证移动通信基站免受雷电的侵害而持续正常运行。
关键词:移动通信基站;雷电;防护措施我国的移动基站防雷技术在社会经济与科技快速发展的双重作用下,得到了较大的进步。
雷电对于电子器件高度集成、耐冲击性较差的通信基站来说,是主要危害之一,容易造成过电压雷击,导致通信设备损坏。
对移动通信技术做好防雷技术保护,避免基站遭受雷击,降低感应雷击的危害位,是保证移动通信基站的正常运行以及移动客户良好使用效果的重要途径。
1雷击对移动基站雷害途径分析雷电入侵通信基站的主要途径分为为以下几种:①经过天馈线系统入侵,此时会导致经过铁塔的雷电流出现分流,其中的一部分会顺着同轴馈线屏蔽层、机房内的走线架等,直接流入基站的通信设备,从而造成内部设备的损坏;②通过接地系统入侵:即当各个系统遭到雷击时,因为地电位差的存在,会引起设备损坏,或者可能由于接地系统的设计不规范、系统老化等问题,难以有效实施雷电电流泻载;③经由交流配电系统入侵:如果电源线路因为直击雷破坏或感应雷影响,导致基站设备出现损毁,85%的通信基站设备雷害由此引起;④通过直流系统入侵:基站内部直流供电设备感应雷电冲击,影响了正常工作。
2造成危害的雷电形式直击雷、雷电感应、雷电波侵入以及雷击电磁脉冲是雷电的四种主要的形式。
2.1直击雷直击雷是指雷电直接作用在建筑物或者防雷设施上,引起电、热以及机械效应的雷电形式。
直击雷具有巨大的危害,移动通信基站在没有防直击雷装置的情况下,遭受直击雷,会对移动通信的铁塔、设备包括相关工作人员造成巨大的伤害。
移动通信基站整体的防雷设计方案、八、亠刖言随着社会的进步,移动通信迅猛发展,遍及全国每一个角落,而移动通信基站能否正常运行是移动通信的关键。
基站的设备大部分是微电子设备,它的电磁兼容能力低,抗雷电、抗电磁干扰能力弱。
基站在建设时虽然已安装了一些避雷装置,但往往还是因雷击而造成通讯中断,给人们的生产和生活带来了巨大的损失。
因此,如何做好基站的综合防雷,保障通信系统的安全,显得尤为重要。
随着移动通信的应用范围不断地扩大,移动通信系统的类型也越来越多。
基站防雷是一个系统性的复杂工程,其防雷措施是一个讲究整体防御性的工作,需要各个环节紧密配合。
基站主要由通信和供电设施组成,其中,通信设施包括天线、馈线和通信设备,供电设施包括电力传输线、变压器和电源设备,各个设备之间紧密联系,共同构成了基站系统。
从防雷的角度讲,这些设备引入雷电的危害形式并不单一,主要包括了直接雷击、感应雷击、电磁脉冲辐射、雷电过电压侵入和反击,一旦某一设施遭受雷电袭击,必然会直接影响到与它相连的其它设施,造成破坏。
针对基站遭受雷害的情况,本文简单地将基站的组成概括为基站铁塔、基站电力传输和基站机房三个部分来讨论基站的整体防护,着重阐述了每一组成部分各设施的具体防雷措施。
并应用这些方法,对基站进行了防雷方案设计,与此同时,我们也看到了现有的防雷理论还不够完善,还需大家在今后的实际工作中,不断地摸索,总结经验,争取将雷击损害降低到最小程度。
目录1、雷电对移动通信基站的危害、1雷电成因2雷电对基站的危害形式2.1直接雷击2.2感应雷击2.3电磁脉冲辐射2.4 雷电过电压侵入2.5反击2、移动通信基站整体防雷探讨1基站铁塔部分1.1天线1.2馈线13 其它设施2基站电力传输部分21高压架空线22变压器23低压输电线3基站机房部分3.1机房3.2电源系统33信号系统34其它设施35设备接地和防雷接地4.基站地网部分4.1铁塔地网和机房地网42 联合地网3 移动通信基站防雷设计1外部防雷设计11接闪器设计12引下线设计13地网设计2内部防雷设计21 过电压保护22等电位连接4 设计依据5 总结1、雷电对移动通信基站的危害1雷电成因当天空中有雷云的时候,因雷云带有大量电荷,由于静电感应作用,雷云下方的地面和地面上的物体都带上与雷云相反的电荷。
移动通信基站的防雷保护移动通信基站是现代社会中不可或缺的一部分,其重要性不言而喻。
然而,由于基站本身的高度和地理位置的特殊性,天气变化和自然灾害都会对其造成不同程度的影响,其中最普遍也最具破坏性的天气现象是雷击。
因此,在移动通信基站建设中,防雷保护必须被高度重视。
雷击对移动通信基站的危害雷击对移动通信基站的危害是多方面的,主要包括:1.毁坏天线:基站天线作为信号的收发主体,是基站的重要组成部分。
雷击对天线直接造成损害,使天线无法正常工作,导致信号接收和发送的中断和失灵,影响通讯质量。
2.爆炸和火灾:雷击会在基站内部产生电弧,如果没有适当的保护,这些电弧会引起爆炸和火灾,进而导致基站被损坏或者毁灭。
3.损坏电气设备:大部分移动通信基站设备都是使用电力工作的,雷击可以对电气设备造成损坏,使得基站无法正常工作,需要更换部件,进而增加成本。
移动通信基站的防雷保护措施针对以上对基站的危害,采取一定的防雷保护措施是必不可少的。
下面我们列出一些常见的防雷保护措施:1.接地系统:由于雷击是一种超高电压的放电现象,通过良好的接地系统可以将雷击带来的电荷释放到大地中。
因此,在基站的建设过程中,需要合理配置电气接地,建立符合标准的接地系统。
2.避雷针:避雷针是一种针状装置,通过将其安装在基站周围的高点位可以引导雷电的放电。
同时,避雷针也能将电荷引导到大地中,在一定程度上缓解雷击带来的危害。
3.避雷带:避雷带可以有效地缓解雷击对基站的危害,合理运用避雷带的同时还可以减少接地电阻等问题,提高整体建设水平。
4.避雷器:避雷器是将基站与电气网隔离的一种装置,可以防止雷击和其他异常电压对电气设备的破坏。
其原理是在通电状态下,当电压超过一定限值时,会通过内部构造将电流导向大地,避免设备毁坏。
结论移动通信基站在现代通信中扮演着重要的角色,但在其建设过程中也存在着一定的安全隐患,其中最具破坏性的天气现象是雷击。
因此,为了确保基站的正常工作,我们必须要重视基站的防雷保护。
完善移动通信基站防雷保
护的措施
张坚
(安徽省芜湖市气象局芜湖241000)
摘要通过防雷安全检测工作的实践经验,总结了通信基站防雷施工中容易忽略的几个问题,并根据规范要求提出相应的建议,以便在检测报告中有针对性地提出整改措施和要求。
关键词移动通信基站防雷问题整改措施
引言
移动通信基站的天线大多安装在铁塔等较高地点,相对周围环境,形成突出的目标,以至雷击概率增大。
国家和信息产业部已经颁发了移动通信基站防雷保护规范。
如果在实际施工中不按规范操作,即使有完备的防雷设计方案,也将会导致整个防雷系统质量大大下降,留下安全隐患。
通过从事基站检查积累的经验,本文分析了防雷施工中容易忽略的方面,以利于在检测报告中提出正确的整改措施和建议,从而,完善移动通信基站的防雷措施,增强基站的防雷能力。
1 接地排设置的正确方法
接地排分为室内接地排和室外接地排。
室内接地排主要用于室内设备保护地和直流电源工作接地汇流点;室外接地排主要用于天馈线防雷接地以及微波防雷接地。
关于接地排的设置,YD5068-2000作了简单介绍,从实际检测的情况看,接地排在安装中存在的主要问题是两个引入点的间距不符合规范要求,有的站直接将两点连在一处,有的站两点间距远小于5m。
基站铁塔避雷针接闪雷击后,雷击能量将沿引下线至直击雷保护地泄放到大地中。
如果室内外接地排引入点的间距过小,引下线上的雷击电流可能来不及完全泄放到大地,其中一部分就会窜进室内接地排引线,造成反击。
在实际检查中发现由于接地排安装不正确,导
致B级避雷器或附近设备遭雷击损坏的情况每年都有不少。
2006年芜湖市有一基站的B级避雷器及其地线在雷击后呈焦黑状,说明室内接地排引线上具有相当大的雷击能量。
在实际设计和施工时必须严格区分室内、外接地排。
1.1 接地排
室内接地排应从非雷电引下线(铁塔或机房建筑物的四周)或非避雷针引下线的位置引出;室外接地排通常与大楼的防雷引下线相接或直接从地网引出。
两引入点间距应在5m 以上,严禁室内外接地排通过各种铁件构成电气回路。
若不符合间距要求,必须重新开挖接地网焊接引入,入地引线接地头最好采用铜鼻头与镀锌扁钢满焊模式,同时要注意处理好铜鼻头压接管内进水等腐蚀问题。
1.2 室内接地排的设置
可根据需要设置2个室内接地排。
如室内只设一个接地排,必须将此接地排设置在交流电引入同一侧,以确保此接地点与B级防雷器安装位置之间的距离小于1m,B级防雷器与接地排连线的截面积应为大于70mm2的多股铜线。
2 基站机房的等电位连接
基站空间一般都比较小,满足安全距离的要求不可能达到。
当发生雷击时,基站内各设备之间存在电位差。
在直击雷与接闪装置发生闪络的刹那,电位差会达到相当高的数值,巨大的电位差会使设备损坏。
基站设备损坏主要原因之一就是由于机房内的不带电金属导体没有处于同等电位。
在所检查的基站中,等电位连接大都没有做彻底。
如各金属导体没有完全连接成等电位系统;导体和导体之间的连接导线过细;设备和导线的连接点没有固定好或锈蚀。
由于设备没有做好等电位连接并有效接地,导致电位抬高并通过配电PE线反击损坏设备的现象每年都会发生。
规范明确指出,基站的防雷安全是建立在联合接地基础上的等电位连接,并给出了等电位连接的基本原则。
在实际连接时还要做到:
2.1 基站接地参考点以配电箱旁交流电源B级保护器附近新设接地排为参考点,所有室内设备的保护接地和工作地均以此电位为基准参考点进行等电位连接。
2.2 将基站机房内所有机架、走线架、机壳(包括电池金属架、空调机、光缆接线盒、监控接线盒等类似设备和金属防盗门)接地线汇集到室内接地排。
设备的机壳接地线可采用16mm2铜线;监控模块盒、光缆进线盒可采用截面积为10mm2铜线作接地线;电池架、综
合机架以及安装在综合机架上供架内设备机壳接地使用的接地排的接地线应为35 mm2铜芯线;空调机机壳、室外配电箱接地线可以采用16 mm2铜芯线。
3 基站信号线、电源线等布放
基站机房是一个设备集中、线路密集的场所,交流电源线、直流电源线、接地线、信号线并存。
基站各种线路不规范布放,随意连挂的现象非常普遍。
芜湖市有一个基站曾发生严重的雷击事故,造成多台交换机、接收机同时损坏。
经过现场检查发现,该站布线混乱,电源线和信号线长长地拖在地上,仅用短棍隔开,时间一长,两组线就缠绕在一起。
在强大的雷击中,输电线遭受雷击,雷电流不仅在电源线上传输,同时雷击感应过电压将屏蔽层击穿一个洞,过电压窜入信号线,将电源线和信号线两端的设备击坏。
保持隔离是雷电安全的基本原则之一。
为了防止相互干扰,各类线在布放时必须保持安全距离。
根据基站走线架的宽度,各种信号线、电源线等之间的布放间隔要满足规范要求(一般相隔300mm),不能捆扎在一起。
注意拆除废弃的天馈线和传输引入线,准备留用的线要做好防雷接地处理,将放置在走线上的零星设备集中安放到综合机架内,一并作好接地连接。
布线应该安全整齐、间隔均匀合理;每条线的两端应设有明显标识。
以交流电源线与信号线间隔距离最大(分两侧绑扎)为准,按照规范要求,实施“四线分离”:交流电源线、直流电源线、接地线、信号线分别绑扎。
防雷泄流线以远离弱电、禁忌平行、最短入地为原则布设。
4 防雷电波侵入的保护
雷电电磁脉冲的防护采用滤波、屏蔽和接地等技术措施。
虽然接地可以分流掉大部分雷电流,也是防雷电波侵入的主要手段,但是完备的防范措施还包括安装浪涌保护器。
在设计安装基站SPD时,应该注意:
4.1 由于基站开关电源设备设计安装了C级通流能力为40kA的SPD,不少基站总配电箱或总配电柜缺少多级保护中的B级SPD保护,这不符合规范要求。
基站雷电防护应为B级防护,按照规范要求以及多级保护、逐级限压的原则,为了将雷电过电压限制在设备能够承受的水平上,宜在低压系统安装2-3级SPD进行保护,对于多雷区电源B级保护器要提高一个等级。
4.2 虽然规范条款中建议设置专用电力变压器,但目前郊区型、山区型基站都没有专用变压器,没有采用TN-C-S供电方式,而是采用TT供电方式。
由于TT方式在供电发生故障
时仍可带电工作,它的故障电压能使普通SPD发生燃烧。
为了防止这种情况出现,基站应采用3+1方式的放电管类SPD产品,安装时注意PE线和N相不能接反。
4.3 注意市电引入防雷器的配置容量、内部防雷模块单元容量、内部防雷模块的连接组成形式以及B级与C级防雷器之间的配合,主要是泄流残压值和耐压值参数的配合,凡发现参数配置不当,必须重新调整、更换。
同时还要做好音频引入、2M/S引入端口、基站天线、微波天线、寻呼天线和光缆等引入端口的防雷保护措施。
5 地网焊接
地网的焊接好坏直接影响到接地的质量和接地阻值的大小。
焊接质量不高,容易造成连接松弛,导致接地线和接地极脱离,由于埋在地下,发生雷击事故时不易找出原因。
一个接地系统建成后,如果在短时间内接地阻值发生较大的变化,在排除气象和土壤变化因素外,可以断定接地系统的连接出了问题。
接地网扁铁、接地极角钢一般采用40×4mm和5×50×50mm-2.5m热镀锌材质。
焊接质量在规范中没有详细说明。
根据经验,焊接时接地网扁铁搭接、双面满焊焊接长度应不小于10cm;单面满焊焊接长度不小于20cm;扁铁与角钢焊接,四面满焊焊接长度不小于5cm;焊接要做到平整饱满,要有足够的机械强度,无灰渣、咬肉、裂纹、虚焊、气孔等缺陷,焊接点采取二层沥青二层麻丝等防腐措施,并将其深埋于自然地面70cm以下。
接地铜鼻头(35mm以上采用管式)、连接螺丝所用的镀锌件、垫片、弹簧垫圈要齐全,接地汇接线和接地排连接处要涂凡士林进行保护。