无线通信设备防雷措施
2010-06-21 14:47:59
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在我们的生活中会经常见到电闪雷鸣，全球平均每年要发生1600万次闪电。雷电具有惊人的能量，每次雷击所产生的能量大约为55万千瓦/小时，足以燃点100万个灯泡1小时、直击雷电流平均都有34kA。有记录的最大直击雷电流为210kA。目前人类尚未能对雷电的能量加以有效利用，而雷害造成的损失却是巨大的。据统计，在欧美国家每年有20%—30%的电脑故障是因感应雷引起的，在一处电网中每8分钟便有一个瞬间过电压产生。全球每年有数以千人死伤于雷击事故、经济损失有数十亿美元。
所以雷电灾难对无线通信设备的危害也是不言而喻的，所以探讨有关无线设备的防雷是非常有必要的，这对于无线通信网络的安全、质量等都有很重要的意义。
一、雷电对无线通信设备损害的原理和主要形式
1原理
要真正做到对无线设备的防雷首先必须了解雷电对无线通信设备危害产生的原理。以负雷云为例，由于电云负电的感应，使四周地面积累正电荷，地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积累的电荷密度很大，激发的电场强度达到空气游离状态的临界值时，雷云便开始向下梯级式放电。接近地面的物体达到一定的距离时，地面物体在强电场作用下产生尖端放电，形成向雷云方向逐渐向上先导放电，二者汇合形成雷电通路，异性电荷剧烈中和形成很大的雷电流，并发出强烈的闪电和雷鸣。雷电发生时，雷电流经架空线路或空中金属管道等金属物体产生冲击电压，随物体走向而迅速扩散，形成危害。
2三种主要形式雷击破坏的三种主要形式为：
21直击雷
带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”。直击雷只发生在雷云对地闪击时才会对地面造成灾难，也就是说直击雷发生的几率较低，而且直击雷发生时一次只能袭击一个小范围的目标，但是由于放电现象发生过程迅猛，被直接击中的目标会由于放电电流过大，造成的损坏程度较大。直击雷主要对室外物体产生破坏作用，所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。
22球形雷
简称球雷，是一种非凡的雷电现象。一般是橙或红色，或似红色火焰的发光球体，直径约为10~20cm，最大的直径可达1m，存在的时间大约为百分之几秒至几分钟，一般是1~5s，一旦碰到物体或电气设备时会产生燃烧或爆炸，其主要是沿建筑物的孔洞或开着的门窗进入室内有的由烟囱或通气管道滚进楼房，多数沿带电体消失球形雷一般发生的较少，只有在一些非凡的地理环境或者非凡的基站位置上才会有球形雷的发生。
23感应雷
雷电在雷云之间或雷云对地放电时，并在四周的户外传输信号线路、地埋电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备，使串联路中间或终端的电子设备遭到损害的放电现象，叫做“二次雷”或称“感应雷”。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷不论雷云对地闪击还是雷云对雷云之间闪击，都可能发生并造成灾难。此外一次雷闪击都可以在较大的范围内使多个电子设备同时产生感应雷过电压现象，并且这种感应高压可以通过基站供电线和信号中继线等引入传输到很远，致使雷害范围扩大。感应雷发生时一般对室内的用电设备和电子元器件起到破坏作用，因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波破坏的系统称为内部防雷系统。
二、无线电设备防雷措施探讨
1外部防雷外部防雷系统由避雷针、引下线、接地地网等组成，缺一不可
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，但雷电会通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轻易遭受到直击雷的袭击，可以通过合理的设计避雷针的保护角和良好的接地系统起到保护作用。接地体指埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。有人工接地体和自然接地体两种。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。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。假如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。另外还有防干扰、防静电等问题都需要建立良好的接地系统来解决。一般整个基站的接地系统有：建筑物地网、铁塔地、电源地、逻辑地、防雷地等。然而，各地网之间必须独立时，假如相互之间距离达不到规范要求的话，则轻易出现地电位反击事故，因此，各接地系统之间的距离达不到规范的要求时，应尽可能连接在一起，如实际情况不答应直接连接的，可通过地电位均衡器实现等电位连接。forexmacro好用纤体霜去角质治疗颈椎病的枕头祛痘增高药有效丰胸化妆水男士去皱眼霜祛痘神奇拖把护肤时尚眼影牙膏洁牙产品什么牌子好瘦脸好用身体紧致产品推荐
2微电子设备防雷
21天线防雷
完善微波天线防雷击的保护措施。天线铁塔设避雷针，并经40mm×4mm镀锌扁钢直接入地，使雷电流沿最短路径接入接地网，这样塔上的天线都在其保护范围内，免受雷电，而且使天线引下线都多点接地。馈线在塔顶与天线连接处接地，进机房前与地网就近接地，进入机房后，与设备连接处接地，馈线与设备接口处，有条件的加装避雷设备。天线铁塔和机房之间装设支撑电缆的金属过桥或悬挂电缆的钢绞线。过桥和钢绞线在电气上与铁塔连通，在电缆进入机房外侧时，将过桥和钢绞线、电缆外护层连在一起，并通过最短路径与接地网相连，尽可能减少经天馈线进入机房的雷电压幅值。塔灯电源铠装带屏蔽层采用多点接地，并在机房入口处对地加装氧化锌无间歇避雷器，并将零线接地。
22机房防雷
防雷检测技术人员首先对机房部分的防雷装置及其安装工艺、材料规格等进行查看，即查看机房内是否安装了汇流排，汇流排的接地引下线是从哪里引入的，汇流排和接地引入线的材料规格是否合乎要求;查看输电线路是否安装了电源避雷器，其安装是否规范和工作是否正常;查看同轴电缆馈线是否安装了天馈避雷器，其安装是否规范和工作是否正常。然后测试馈线的金属外护层、PE线、数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、内走线架、金属门窗、空调机正常不带电的金属外壳等金属体是否作了等电位连接。然后测量接地电阻值，并做好记录和绘制机房防雷平面示意图。
23基站防雷
首先，保护建筑物部分的防雷装置、天面金属物必须实施可靠的等电位连接。因为当雷电向建筑物闪击时，雷电流通过接闪器和引下线被迅速释放入地，强度得到迅速衰减，干扰源的雷电电磁脉冲存在时间极短，不至于产生高的感生电压，对通信设备有保护作用。
其次，天线的直击雷防护，主要是安装避雷针一，最好直接利用天线杆来保护。上文中已经有比较具体的介绍，就不在此累赘了。
同时做好天线杆、同轴电缆馈线、外走线架的等电位连接，能减少各金属体之间的电位差和防高压反击，可以避免雷电波从同轴电缆馈线侵入机房损坏通信设备。作法为：用40mm4mm的镀锌扁钢把天线杆连接，并接到避雷带上；采用横截面积36mm的绝缘皮多股铜芯线把同轴电缆馈线的金属外护层与天线杆连接，并在进人机房的入口处与外走线架连接;用40mm4mm的镀锌扁钢把外走线架每隔5米与避雷带连接，且不能少于两处。
此外还有塔接、接地等措施。搭接就是等电位连接。做好等电位连接能减少电位差，并能有效地防范雷电电磁感应的破坏作用。在机房内，打开建筑物内柱的一段混凝土，使其露出柱筋，采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线，从柱子的主筋焊接出接地端子，并连接到汇流排上。汇流排采用面积为120mm铜排制作，采用横截面积为50mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接带，把等电位连接带沿机房的四面敷设成闭合环，并与汇流排连接。采用横截面积为35mm的绝缘皮多股铜芯线做等电位连接线，把数字通信设备的机架、模拟通信设备的机架、整流供电设备的机架、空调机的金属外壳等金属体相互连接，并连接到等电位连接带上。同轴电缆馈线的金属外护层、PE线、金属门窗也应做等电位连接，用等电位连接线把它们连接到汇流排上。内走线架每隔5m用等电位连接线就近连接到汇流排或等电位连接带上，但不少于两处。
