澳美奥 无线通信基站雷害防护原理与工程设计(二)
时间:2017-09-15 阅读:707
1.2基站铁塔和天馈线引入雷害:移动通信系统的基站天线一般架设在较高的铁塔上,当铁塔超过一定高度之后,受雷击的概率将显著增加,根据原CCITT《防雷手册》的资料,铁塔每年受雷击次数的计算式为:(次/年)
其中ng——地面落雷密度;C——地形系数,山顶铁塔取0.1~0.3,周围为开阔地及陡坡时取0.3;否则取0.1;介于之间取0.2;非山顶铁塔取0.05~0.1,平地铁塔取0;H——塔所在位置与周围1Km范围内地平面之间平均差值;h——塔高;D——年平均雷暴日。
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会使地网地电位升高,如图1所示,A点对地电压,是铁塔电感,是雷电流,为铁塔对地电阻,假设=5×10-6H,=2Ω,雷电流=40KA,持续时间8μs,由此可得105KV,如此高的电压极可能将间空气击穿,此高电压向设备放电造成损坏。另一途径是如果天馈线为同轴电缆,在其内导体上会感应出较强的感应电流,整个同轴电缆上的感应电流为,如果有条同轴电缆从铁塔天线进入基站机房,则进入合分路单元CDU及收发信单元TRX的总感应电流为(如图2所示),将可能毁坏BTS设备。
1.3站点机房引入雷害:如果机房位置的海拔高度很高,虽然有避雷针保护,但有时直击雷可能从横向及侧面发生,出现所谓绕过避雷针,再侧击到设施的绕击现象。特别地,有时误认为站点机房在避雷针保护范围之内,而未在建筑物顶(或机房顶)安装或设计避雷带以形成法拉第笼,会使侧面雷击发生概率增加。此外房屋金属门窗、室内走线架等也是雷电二次感应的重要途径。
2、站点防雷接地系统的设计
根据电磁理论原理,采取泄流、消峰、均压、屏蔽等综合防护措施,可以将雷害对无线站点的影响zui大限度控制,但这些措施都依赖于有效的防雷接地系统设计。大地是导电体,当接地电极与大地接触时,便会以接触点为球心形成地电场,球面积,电阻,因此相距接地点越远(r越大),越小,使电流能经电极迅速向大地扩散,一般在离接地点20m以上时,两点间便不再产生压降,成为真正的地电位。
(待续)