移动基站防雷解决方案.doc

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1、移动基站防雷解决方案　　移动基站防雷解决方案1．0雷电入侵途径第一个入侵渠道——由供电线路引入对于处在郊区的移动基站，当其电力线路为架空引入时，雷电入侵电力系统主要有两种方式1）整个输电线路就象在地面上的一张金属电荷网，是非常好的电荷释放和吸收点，类似于一个巨大的电容器，雷云直接向电力线路放电，即电力线路受到直接雷击。　　2）由于电力线路架空，电力线与大地间就近似于一个封闭的矩形，当电力线路上空的雷云间进行放电时，会产生雷电电磁场，可以在电力线路中感应出雷电波，形成破坏力极大的雷电电压波，这种电压波（1.2/50）的幅度可以在几十千伏以上，将沿着雷击点向

2、两端传播，从而入侵用电设备。　　第二个入侵渠道——由传输线路引入现在移动基站的传输基本上是采用光缆，光缆的布放基本上以架空为主，这种方式也就造成光缆容易被雷电入侵。　　光缆外部有绝缘塑胶包裹，且光缆本身为绝缘导体，故光缆本身不易受到直接雷击，但光缆内部有金属构件，如金属加强芯，因此架空敷设的光缆其内部金属构件容易受到雷电侵袭，入侵方式是雷电电磁场在金属构件中感应出雷电流。　　第三个入侵渠道——由铁塔天馈线引入该通信基站带铁塔，塔高约在40~50米，且铁塔在当地为最高建筑，有非常好的接地，其接地电阻小于1欧姆。　　一旦在该区域内有雷云，地面上的电荷将通过铁

3、塔与雷云中的电荷发生中和，铁塔将成为云中雷电对地泄放的一个主要通道。　　与铁塔相连的一些线路、桥架、设备就成为雷电入侵的对象，比如天馈线、走线架、与地网相连的设备等。　　特别是天馈线，它通常沿着铁塔与防雷引下线并行布放，因此在其内部的金属导体上易产生感应雷电流。　　由于移动通信同轴馈线的外导体与铁塔是相互连接的，铁塔上的雷电流直接会分流一部分到同轴馈线的外导体上，并沿同轴馈线的外导体和机房内的走线架直接流入到移动设备上，对移动设备造成雷击危害。　　第四个入侵渠道——雷电通过接地系统引入目前移动基站都采用联合接地，当入侵基站的雷电流沿着基站的接地系统释放时

4、，如雷电流铁塔引下线通过基站接地系统释放，由于存在接地电阻，造成接地系统的地电位升高，从而使雷电电流通过接地系统反击入侵基站内部设备。　　而且雷电流通过基站内的防雷设备对地释放时也会使接地系统电位抬高。　　这个电位抬高的幅度可以根据IEC61312中相关公式来估算VRise=(R×I+LdI/dt)+(I×Rg)R为线路阻抗，L为线路感抗，dI/dt为为雷电流变化率Rg为接地电阻2.0雷电电磁场在任何导体中产生的感应雷电流幅值计算＝（）当I100KA10/350的雷电流沿引下线泄放时0.2米导体两端感应出的电压差U0.1米3米长导体当雷电流沿着金属导体泄

5、放入地时(如引下线、防雷器接地线、电力线等)，将产生交变电磁场。　　在其周围的金属导体如电力线、信号线中容易感应出过电压。　　假设在一段长三米，宽0.2米的导体上，其旁边通过100KA的雷电流时，导体两端产生的感应电压的可通过如下方法计算（根据IEC-61312）。　　近似环路面积20cm×300cm=6000cm2=6000×10-4m2=0.6m2MagicFieldIntensityH=I/2?r=100×103/2?×0.1dΦ382.08x10-4dt10x10-6=159.2×103MagicFieldDensityB=?oH=4×10-7×

6、159.2×103=636.8×10-4TeslasTotalMagicFluxΦ=B×A=636.8×10-4×0.6m2=382.08×10-4ThereforeInducedVoltageonthecable,V===38.2×102=3820V这是一个在无屏蔽情况下近似的计算，在于说明一定场合下，雷电流产生的雷电电磁场在一些近似闭合的导体中产生的感应雷电浪涌还是有比较大的危害，这取决于导体近似闭合环路的面积、导体的截面积、雷电电流强度及就、导体距雷电流泄放点的距离及机房的屏蔽系数等。　　3.0雷电在金属导体中传播时产生过电压雷电流的频谱非常的丰富

7、，其频率可以从几个赫兹到几十千赫兹，导体导电的物理特性主要有阻性和感性，在低频情况下显电阻性，在高频情况下显电感性。　　实验表明雷电流流经金属导体时，在导体局部将产生很大的压差，这个电压可以用公式V=h△LdI/dt来近似计算。　　△L为单位导线的电感，通常在1米的2.5mm2的铜线上产生的分布电感△L约为1.01μН，di/dt为雷电流变化率即雷电流在导线上的变化情况，h为导体长度。　　我们可以近似的计算一下在10kA、8/20波形的雷电流冲击下，在线径为2.5mm2且长度为1米的导线上产生的压降V=h△LdI/dt＝1×1.01×10－6×10×10

8、3/8×10－6=1262.5V4.0压敏电阻型防雷器间的配合问题对于限压型防雷