汕头移动基站防雷装置雷击隐患分析

时间:2022-08-29 07:10:24

汕头移动基站防雷装置雷击隐患分析

【摘要】 本文根据移动基站的现场检测,结合以往基站的雷击灾害情况,分析了汕头移动基站现存的雷击隐患,并提出相应的建议。

【关键词】 基站 SPD差模接地

汕头移动基站大多数建在住宅楼、办公楼、厂房等建(构)筑物上,站点分布广,天线支撑杆(铁塔)是周围建筑物的制高点。基站设备耐压水平低,近几年,汕头每年都有移动基站设备因雷击而受损。基站都有相应的防雷措施,为什么遭到雷击,设备就不同程度受损呢?根据现场的检测和雷灾调查,笔者就移动基站现有的防雷装置存在的雷击隐患谈谈自己的看法(如图1)。

1 电源线路宜安装具有共模和差模的SPD

根据雷击损坏的器件上判断,基站设备的受损大部分来自电源线路。在汕头,所有基站电源线路至少安装一级SPD,有些基站甚至安装了二级SPD,设备还是受损。笔者检测时发现所有基站电源SPD只考虑共模过电压,即相线和中性线对地的过电压,而忽略了差模过电压,即相线之间、相线与中性线之间产生的过电压,这种差模过电压直接加在设备内部的电路上,对基站设备敏感的部位来说,是不可小视的问题。这种差模电压的产生主要有如下几种可能:第一种可能,对于架空线路而言,相线之间、相线与中性线之间存在感应环路,而SPD每个模块存在不同的响应时间,尤其是大通流量的SPD,模块里并联多个MOV,每个模块启动动作很难保证一致,导致线路间出现瞬时过电压。移动基站电源就近采用住宅楼、办公楼、厂房的电源线路,在郊区,电源线路架空入室的情况很普遍。第二种可能是,当雷电流在相线、中性线流动时,相线和中性线本身的阻抗不一样,导致线间出现电压差。第三种可能是,N线重复接地,当雷电流沿地网泄放时,地网电压的抬升将导致N线电压远大于相线电压。因此建议基站电源线路应安装具有共模和差模全保护的SPD。

2 电源避雷器不宜安装在机柜内

移动基站电源SPD都安装在机柜内,SPD接地线(16mm2多股铜线)设置在机柜内。当SPD泻放雷电流时,其接地线周围将产生电磁脉冲,使机柜内部的诸多环形线路感应过电压,如24v直流电源线路中的正、负极构成的环路,感应的过电压将直接进入通信设备。此外SPD接地线沿机柜经走线架接至总汇流排,长3~8米,接地线如此之长,SPD泻放雷电流时,因其自身的感抗,可能导致SPD对设备起不到预期的效果(如图2)。

3 直流电源正、负极之间宜安装过电压保护器

汕头移动基站设备直流供电采用24V,其负极直接接到汇流排。当雷击通过地网泻放时,会造成地网的电位瞬间升高,这样就使得直流电源正负极产生电位差,极可能造成设备敏感部位的损坏。所以,宜在直流电源的正、负极间加装一个过电压保护器,当正、负极存在电位差时,过电压保护器起作用从而保护设备。

4 天馈线路应安装天馈避雷器

根据现场的检测,基站的天馈线路在接入设备前都没安装相应的天馈避雷器。基站的天馈线路一般是沿天线支撑铁塔或避雷针平行引下,天馈线路的金属屏蔽层分别在天面和室内做接地处理。当天线支撑铁塔或避雷针接闪雷电流时,有一部分的雷电流会沿馈线金属屏蔽层进入室内,经汇流排的接地母线泄放入地,由于馈线金属屏蔽层存在电阻,导致其与芯线之间产生电位差,该电位差将施加在所连接的设备输入端与接地外壳之间的绝缘上。《移动通信基站与接地设计规范》(YD5068-98)第3.3.3条,对馈线的防雷也有明确的规定:“同轴电缆馈线进入机房后,与通信设备连接处应接装馈线避雷器,以防来自馈线引入的感应雷,……”(如图3)。

5 结语

雷电是一种自然灾害,目前人类是无法阻止和控制的,对它的防护成功率也没有100%,只能做到最大限度的降低损失,尤其是移动基站的敏感设备。遭到雷击的移动基站,按照上述的建议改造后,2年来,并没有出现过雷灾事故。

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