【文章內(nèi)容簡介】 hx高度的 xx′平面上的保護半徑， m； hr 為滾球半徑， m； hx 為被保護物的高度 ， m。 h＞ hr 時，在避雷針上取高度 hr 的一點代替單支避雷針針尖作為圓心。其余作法同上。 直擊雷防護 檢測 建在城市市區(qū)的基站遵照三類建筑物的直擊防護標(biāo)準(zhǔn)，建在曠野或高山上的基站，按二類防雷建筑物直擊雷防護標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)通信基站的特點，初 步 對通信基站的直擊雷防護提出以下要求： 根據(jù) YD506898 移動通信基站防雷與接地設(shè)計規(guī)范 中 3． 2和 4． 3條 中規(guī)定可知 塔頂應(yīng)安裝避雷針，發(fā)射天線 、 航空標(biāo)志燈等設(shè)施都應(yīng)在其保護范圍之內(nèi)，金屬塔體可作為引下線。如另外加設(shè)引下線應(yīng)采用不小于 40mm179。 4mm 的鍍鋅或50mm 的銅鉸 線。鐵塔的四腳均應(yīng)與地連接。建筑物天面上的通訊塔應(yīng)至少有相對稱的兩點與建筑物的避雷帶連接。 避雷針選擇 圖 6 單支避雷針 rx 與 hr， hx 的關(guān)系圖 圖 6 單支避雷針 rx 與 hr， hx 的關(guān)系圖 第 8 頁 共 30 頁 使用傳統(tǒng)的金屬避雷針、避雷帶對一般建筑物和建筑物內(nèi)的人能夠起到保護作用，其機理是“引雷入地”，即首先是引雷，代替被保護對象承受雷擊，然后將雷電流引導(dǎo)入地。因此避雷針的實質(zhì)是“引雷針”，同時，在引雷入地的過程中，由于未對雷電流進行大幅度的衰減，使得強大的雷電流在μ s 級的瞬間迅速通過避雷針及其引下線，這樣勢必在其周圍產(chǎn)生強大的感應(yīng)電磁場 (脈沖 )，感應(yīng)電磁脈沖通過空間傳播或與傳輸線耦合引入破壞電子設(shè)備，這就是 感應(yīng)雷和雷電入侵波。另外，在引下線入地處，未經(jīng)衰減的雷電流會抬升地電位，并通過接地線對設(shè)備造成反擊?？梢哉f，造成電子設(shè)備雷擊損壞原因，絕大部份是 感應(yīng)雷、雷電入侵波和地電位反擊 (統(tǒng)稱二次雷擊效應(yīng) )， 而普通的避雷針不僅不能避免這些二次雷擊效應(yīng)，反而促使其發(fā)生。 富蘭克林避雷針 也就是 傳統(tǒng)避雷針，它在接閃后，其引下線的雷電流大，雷電脈沖的前沿陡度高，它的二次雷擊效應(yīng)嚴(yán)重，地電位高，會對現(xiàn)代信息系統(tǒng)電子設(shè)備產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞和影響，隨著社會的發(fā)展，信息時代的到來和實踐的不斷深化，它的局限性也越顯露了出來。 如果要保護 的對象是電子設(shè)備，使用普通避雷針防直擊雷是危險的。為克服傳統(tǒng)避雷針的缺陷，應(yīng)采用能削弱感應(yīng)雷的 優(yōu)化避雷針 作為防直擊雷裝置。優(yōu)化避雷針的優(yōu)點是： 能夠在保持傳統(tǒng)避雷針“引雷入地”機理的同時，通過阻抗限流和箝位分流裝置，將雷電流的幅度大大減小，將雷電波波形展寬至幾百 ms，使雷電流緩慢入地。 這樣，不僅能夠有效地防御直擊雷而且能夠有效地抑制感應(yīng)雷和地電位反擊的產(chǎn)生，這對于保護區(qū)域內(nèi)電子設(shè)備大量集中使用的情況是非常有效的。 出于上述原因的考慮，在基站的通信鐵塔的頂端安裝既能防止直擊雷又能抑制二次雷擊效應(yīng)的優(yōu)化避雷針，作 為防直擊雷的接閃器。優(yōu)化避雷針的保護半徑按 GB5005794 所附滾球法計算確定。 中光優(yōu)化避雷針采用氣隙箝位、阻抗限流等綜合技術(shù)，明顯地改變了雷電流的放電過程。雷電波形展寬、波頭平緩、幅值降低，其衰減倍率 K≥ 33，從而有效地抑制、削弱地電位反擊和二次雷擊效應(yīng)造成的危害，克服了傳統(tǒng)避雷針的局限性和主要弊病。該產(chǎn)品的特點：具有傳統(tǒng)避雷針的承接雷電和疏導(dǎo)入地的特長，又能使入地雷電流的幅度和波頭陡度同時降低，使雷擊危害減到最小。產(chǎn)品的雷電通流大，衰減倍率高，造型美觀，具有裝飾性。移動基站用它來保護通信天線，作為 直擊雷防護的接閃器是較為理想的產(chǎn)品。 圖 7 避雷針保護示意圖 第 9 頁 共 30 頁 通信 鐵塔的高度一般在 30~50m 之間，一般情況下優(yōu)化避雷針的型號可選用ZGUⅢ A2 型優(yōu)化避雷針作為防直擊雷的接閃器。 ZGUⅢ A2 主要參數(shù)和性能如下： 雷電通流量 200KA；陡度衰減倍率≥ 33；幅值衰減≥ 80%；電阻≤ 5Ω；高度3m；重量 42kg；抗風(fēng)強度 40m/s；安裝尺寸Φ 260177。 。適用于雷擊活動較為頻繁的大中型臺站的直擊雷防護。 在一些雷擊活動特別頻繁、雷擊強度較大的基站，通信鐵塔的頂端可采用ZGUⅢ A3 型優(yōu)化避雷針作為防直擊雷的接閃 器。 ZGUⅢ A3 主要參數(shù)和性能如下： 雷電通流量 300KA；陡度衰減倍率≥ 33；幅值衰減≥ 80%；電阻≤ 5Ω；高度3m；重量 45kg；抗風(fēng)強度 40m/s；安裝尺寸Φ 260177。 。適用于雷擊活動特別頻繁、雷擊強度較大的大中型臺站的直擊雷防護。 在一些偶然發(fā)生雷擊的通信站可使用 ZGUⅢ A1 型優(yōu)化避雷針作為防直擊雷的接閃器。 ZGUⅢ A1 主要參數(shù)和性能如下： 雷電通流量 100KA；陡度衰減倍率≥ 33；幅值衰減≥ 80%；電阻≤ 5Ω；高度3m；重量 42kg；抗風(fēng)強度 40m/s；安裝尺寸Φ 260177。 。適用于雷擊活動較少的大中型臺站的直擊雷防護。 4 防感應(yīng)雷和防雷電波 入 侵 當(dāng)建筑物防雷裝置落雷后，強大的雷擊電流在入地的過程中，由于雷電流陡度的作用，在雷電流通道周圍的金屬體內(nèi)產(chǎn)生大的感應(yīng)脈沖過電壓。當(dāng)建筑物附近落雷或云中放電時的電磁感應(yīng)和雷電電磁脈沖的輻射作用，在建筑物的金屬部件和內(nèi)部的各種管線等部位感應(yīng)出強大的感應(yīng)脈沖過電壓，這即是感應(yīng)雷的危害，感應(yīng)雷的概率比直擊雷大的多，而且作用范圍大。感應(yīng)雷的幅值與雷擊點距離成反比，與雷電流的幅值和陡度成正比。因此雷擊點附近，雷電流的陡度越大，感應(yīng) 脈沖過電壓就越大，也就越危險。對電子設(shè)備的破壞性也就越大。 感應(yīng)雷和雷電入侵波是造成電子設(shè)備損壞的主要原因。除了附近發(fā)生雷擊時，感應(yīng)電磁脈沖可通過傳輸線形成入侵波，同樣的道理，即使在遠(yuǎn)處發(fā)生雷擊，只要傳輸線通過那個區(qū)域，一樣可以引入感應(yīng)雷電波，因此，傳輸線涉及的范圍越廣，進雷的幾率就越高。要解決傳輸線的引雷問題，除了防直擊雷、防感應(yīng)雷外，還需要在暴露于室外的以及長距離敷設(shè)的各種傳輸線 (光纖除外 )上安裝相應(yīng)的電子避雷器，來對侵入到傳輸線內(nèi)部的感應(yīng)雷電波進行抑制和泄放，以確保設(shè)備的安全。 電源系統(tǒng)防護 在各種各 樣的傳輸線中，電源線是分布最廣的傳輸線，也就意味著受雷電感應(yīng)的幾率最高，最易引入感應(yīng)雷。事實也證明 60％～ 80 ％的感應(yīng)雷和雷電入侵波來自于電力傳輸線。根據(jù) IEC 防雷的有關(guān)規(guī)定，對雷電入侵波應(yīng)分區(qū)域進行防護，在每個區(qū)域的界面上采取相應(yīng)的措施，逐級對雷電流進行泄放，直到將感應(yīng)過電壓降到設(shè)備可以承受的水平。因此， 電源系統(tǒng)的防雷應(yīng)采取多重保護、層層設(shè)防的原則， 根據(jù)設(shè)備的重要程度和地理位置進行有重點，有層次的保護。一般來講，電源系統(tǒng)應(yīng)采取三到四級保護。 第一級保護 外接供電線路入總配電柜前 安裝大通流量的電源避雷器， 作為電源系統(tǒng)的第第 10 頁 共 30 頁 一級保護，以泄放掉來自外界電力傳輸線的雷電入侵波的大部分能量。在雷擊活動嚴(yán)重的地區(qū)總電源避雷器可選用 ZGB153B4100 型用戶總電源避雷器。ZGB153B4100 的主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC380V/420V；雷電通流量 (8/20μ s)100KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 1500V；限制電壓 (8/20μ s)≤ 3KV；接線柱形式連接；外型尺寸 433179。 245179。 90mm；安裝尺寸 380179。 195；重量 ；有劣化指示和雷擊計數(shù)；劣化后自動脫離。適用于綜合系統(tǒng)大中型臺站的三相電 源一級保護。 在一般情況下，總電源避雷器可選用 ZGB153B21 型用戶總電源避雷器。ZGB153B21 的主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC380V/420V；雷電通流量 (8/20μ s)60KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 910V；限制電壓 (8/20μ s)≤ 2KV；接線柱形式連接；外型尺寸 360179。 218179。 100mm；安裝尺寸 305179。 168；重量 ；有劣化指示和雷擊計數(shù)；劣化后自動脫離。適用于綜合系統(tǒng)大中型臺站的三相電源一級保護。 在雷擊活動較少的地區(qū)，總電源避雷器可選用 ZGB153B01 型用戶 總電源避雷器。 ZGB153B01 的主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC380V/420V；雷電通流量 (8/20μ s)60KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 680V；限制電壓 (8/20μ s)≤ ；接線柱形式連接；外型尺寸 360179。 218179。 100mm；安裝尺寸 305179。 168；重量 ；有劣化指示和雷擊計數(shù)；劣化后自動脫離。適用于綜合系統(tǒng)大中型臺站的三相電源一級保護。 第二級保護 在設(shè)備集中的樓層的分 配電柜 或房間的進戶電源處安裝用戶分電源避雷器，作為電源系統(tǒng)的第二級保護，進一步限制雷電過電壓的幅值。 用 戶分電源避雷器可選用 ZGB149B20 或 ZGB148B20， ZGB149B20 主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC380V/420V；通流容量 (8/20μ s)20KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 680V；限制電壓 (8/20μ s)≤ ；接線端形式連接；外型尺寸 165179。 145179。 93mm；安裝尺寸 115179。 100；有劣化指示和雷擊計數(shù)；劣化后自動脫離。適用于進戶三相電源的二級保護。 ZGB148B20 的主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC220V/240V；通流容量 (8/20μ s)20KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 560V；限制電壓 (8/20μ s)≤ ；接線端形式連接；外型尺寸 165179。 145179。 93mm；安裝尺寸 115179。 100；有劣化指示和雷擊計數(shù)；劣化后自動脫離。適用于進戶單相電源的二級保護。 在雷擊活動較少的地區(qū)，第二級保護可選用 ZGB149A 或 ZGB148A， ZGB149A主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC380V/420V；通流容量 (8/20μ s)20KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 680V；限制電壓 (8/20μ s)≤ ；接線柱形式連接；外型尺寸 250179。 160179。 80mm；安裝 尺寸 200；重量 ；有劣化指示。適用于進戶三相電源的二級保護。 ZGB148A的主要參數(shù)及性能如下： 工作電壓 AC220V/240V；通流容量 (8/20μ s)20KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 560V；限制電壓 (8/20μ s)≤ ；接線柱形式連接；外型尺寸 250179。 160179。 80mm；安裝尺寸 200；重量 ；有劣化指示。適用于進戶三相電源的二級保護。 第三級保護 第 11 頁 共 30 頁 在直流用電設(shè)備的直流電源處安裝直流電源避雷器，作為電源系統(tǒng)的第三級保護，進一步對雷電入侵波的涌浪進行抑制，以確保耐壓水平較 低的直流用電設(shè)備的安全。直流電源避雷器可選用 ZGB1706，主要參數(shù)和性能如下： 工作電壓 DC48V；通流容量 (8/20μ s)5KA；響應(yīng)時間≤ 25ns；壓敏電壓 100V；限制電壓 (8/20μ s)≤ ；端子板形式連接；外型尺寸 125179。 65179。 50mm；重 量 ；有劣化指示。適用于直流供電設(shè)備的三級保護。 圖 8 電源系統(tǒng)防雷示意圖 天饋系統(tǒng)防雷 天饋線系統(tǒng)是通信基站的重要組成部分之一。天線起著將饋線中傳輸?shù)碾姶挪ㄞD(zhuǎn)換為自由空間傳播的電磁波，或?qū)⒆杂煽臻g傳播的電磁波轉(zhuǎn)換為饋線中傳輸?shù)碾姶?波的作用。而饋線則是電磁波的傳輸通道。在多波道共用天饋線系統(tǒng)的通信基站電路中。由于移動通信基站的天饋部分安裝在通信鐵塔上，相對周圍環(huán)境而言，形成十分突出的目標(biāo)，從而導(dǎo)致雷擊概率增多，移動通信基站常常遭受雷害，導(dǎo)致通信設(shè)備損壞、系統(tǒng)癱瘓。 天饋系統(tǒng)防雷設(shè)計 為防止基站鐵塔或天線受雷擊在饋線上感應(yīng)出很高的雷電過電壓沿饋線竄入機房，在饋線進入機房前，必須增加 C 點接地（如圖 9 所示），且要求接地線在機房外直接與機房地網(wǎng)就近可靠接地，這樣一方面可將直擊雷通過饋線引入機房的可能性降低，另一方面還可降低進入機房饋線電纜屏蔽 層的電位，緩解后級的壓力。 圖 7 第 12 頁 共 30 頁 ABC機 房鐵 塔饋 線 圖 9 饋線的外屏蔽層在機房外接地 饋線進入機房后，進入收發(fā)信機前，應(yīng)接饋線用 SPD，從而實現(xiàn)對收發(fā)信機和饋線的瞬態(tài)等電位連接，保護收發(fā)信機的饋線口免