td基站防雷與接地ppt課件

1、TD基站防雷與接地深圳市盾牌防雷技術(shù) 聯(lián)絡(luò)人:凌育華 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題 目錄 隨著信息技術(shù)系統(tǒng)的不斷開展，人們對信息技術(shù)系統(tǒng)的過電壓防護技術(shù)要求越來越高。這主要是由于與傳統(tǒng)的電氣設(shè)備相比，各種以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路元件為中心的信息技術(shù)設(shè)備在過電壓情

2、況下是非常的脆弱易損。為了確保這些大規(guī)模集成電路設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，信息技術(shù)系統(tǒng)設(shè)備的雷電防護問題已顯得日益突出。傳統(tǒng)信息技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)特點比較 傳統(tǒng)信息技術(shù)模擬技術(shù)抗干擾才干差分立元件抗雷電才干強分別接地 現(xiàn)代信息技術(shù)數(shù)字技術(shù)+模擬技術(shù)抗干擾才干強超大規(guī)模集成電路抗雷電才干差等電位銜接能量耐受密度圖 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由

3、及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題 伴隨著信息技術(shù)系統(tǒng)的飛速開展，針對信息技術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備的防雷問題，相關(guān)國際規(guī)范化組織推出了一系列的有關(guān)規(guī)范，我國也積極采用相關(guān)國際規(guī)范。 信息產(chǎn)業(yè)部近年來推出了大量采用國際先進規(guī)范內(nèi)容的有關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范。從2019年10月1日起執(zhí)行的YD50982019更是給出了各種詳細要求。 TC37 Surge Arresters TC64 electrical installations and Protection against Electric Shock TC81 Lightning Protection TC28 Insulation Coord

4、ination TC77 Electromagnetic CompatibilityIEC(國際電工委員會)規(guī)范ITU(國際電信聯(lián)盟)規(guī)范K系列規(guī)范國標及行業(yè)規(guī)范YD/T5098-2019通訊局(站)防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范GB50057-94建筑物防雷設(shè)計規(guī)范YD/T1235.1-2019通訊局站低壓配電系統(tǒng)用電涌維護器技術(shù)要求YD/T1235.2-2019通訊局站低壓配電系統(tǒng)用電涌維護器測試方法 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接

5、 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題基站的過電壓 基站內(nèi)主要包括電源設(shè)備、通訊設(shè)備、計算機設(shè)備、遠動設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等，與這些設(shè)備銜接的天饋線、電源線、信號線從外部引入，而在天饋線、電源線、信號線系統(tǒng)中，存在以下幾種過電壓： 雷電過電壓 操作過電壓 暫時過電壓 高電位還擊一、雷電過電壓 IEC于1960年在60-2文件中公布的雷電壓沖擊波形為1.2/50s、感應(yīng)雷電流沖擊波形為8/20s 。 國際公認：應(yīng)將雷電視為“恒流源、而不應(yīng)將其視為“恒壓源，因其產(chǎn)生的根本緣由是兩種異性電荷的放電、

6、中和。所以以下主要討論電流波。 直擊雷過電流 感應(yīng)雷過電流 地電位抬高，高電位還擊 (用8/20s波形模擬) 線路來波 (用8/20s波形模擬)電磁感應(yīng)雷過電流(用8/20s波形模擬)靜電感應(yīng)雷過電流(用8/20s波形模擬)正極性波(用10/350s波形模擬)負極性波(用2.6/40s波形模擬)對雷電流的模擬波形Im 0.9 Im 0.5 Im0.1 Im DBACEGFftt 波頭時間越短波頭時間越短陡度越大陡度越大 波長時間越長波長時間越長能量越大能量越大 f/tf/t表示雷表示雷電流電流1.2/50s1.2/50s電氣電子設(shè)備絕電氣電子設(shè)備絕緣耐受性能實驗緣耐受性能實驗用規(guī)范雷電過電用規(guī)

7、范雷電過電壓波形壓波形1009050300 U%1,250ts8/20s8/20s防雷設(shè)計和維護防雷設(shè)計和維護安裝實驗用規(guī)范安裝實驗用規(guī)范電流脈沖波形電流脈沖波形1009050100 i%820ts雷電過電壓雷電過電壓- -直擊雷直擊雷 由于鐵塔高于基站機房，其構(gòu)成的直擊雷防護范圍包含住了整個機房，直接雷擊不能擊中機房 。雷電過電壓雷電過電壓- -感應(yīng)雷靜電感應(yīng)感應(yīng)雷靜電感應(yīng) 思索一條架空線路供電線或信號線位于雷擊點附近，在負極性雷放電的導游階段，導游通道中充溢了負電荷，他對架空線產(chǎn)生靜電感應(yīng)作用，使架空線上距導游通道附近的部分累積起正電荷；當導游開展到地面以后，主放電開場，導游通道中的負電荷

8、自下而上迅速中和，從而使架空線上原先被束縛的正電荷被迅速釋放，構(gòu)成沿架空線傳播的暫態(tài)過電壓波。靜電感應(yīng)景象也會在傳輸線上構(gòu)成過電壓雷電過電壓雷電過電壓感應(yīng)雷電磁感應(yīng)感應(yīng)雷電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)構(gòu)成共模過電壓電磁感應(yīng)構(gòu)成差模過電壓二、高電位還擊三、操作過電壓 用2ms或10/1000s沖擊電流波模擬 切合電感性負載引起的過電壓 開斷電容性負載引起的過電壓 缺點過電壓四、暫時過電壓工頻正弦波 轉(zhuǎn)移過電壓 位移過電壓 失零過電壓 單相搭地缺點過電壓挪動基站低壓供電系統(tǒng)需求留意的幾種暫時過電壓挪動基站低壓供電系統(tǒng)需求留意的幾種暫時過電壓 u位移過電壓挪動基站低壓供電系統(tǒng)需求留意的幾種暫時過電壓挪動基站低壓供

9、電系統(tǒng)需求留意的幾種暫時過電壓 u失零過電壓轉(zhuǎn)移過電壓單相搭地缺點過電壓 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題 IEC60664-1 1992低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第一部分“原理、要求和實驗提出了過電壓類別Overvoltage categories的概念，并已被IEC3644443 20

10、19建筑物的電氣安裝第四部分“平安防護第44章“過電壓防護底443節(jié)“大氣過電壓或操作過電壓的防護采用。過電壓類別也稱安裝類別，是根據(jù)安裝位置的不同對電氣設(shè)備最低可以耐受的沖擊1.2/50S沖擊電壓過電壓程度和電氣設(shè)備在運用的過程中其能夠出現(xiàn)的最大過電壓1.2/50S沖擊電壓程度的分類要求。對用于該安裝位置的器件，過電壓類別是該器件最低必需耐受的1.2/50S沖擊電壓值。 直接由低壓電網(wǎng)供電的設(shè)備要采用過電壓類別的概念 低壓供電系統(tǒng)的過電壓類別劃分 IV：6KV,用于主配電柜前的建筑物電氣安裝前端的設(shè)備，如電力儀表、初級過電流維護設(shè)備和紋波控制設(shè)備。 III： 4KV,固定電氣設(shè)備和其他估計能

11、夠用于較高類別的設(shè)備，如配電板、斷路器、固定安裝的纜線系統(tǒng)包括電纜、母排、邊接盒、開關(guān)、出口插座和與固定設(shè)備永久相連的電機等其它設(shè)備。 II： 2.5KV,銜接到建筑物固定電氣安裝上的設(shè)備 ，如家用電器、便攜式工具和小負載； I： 1.5KV，銜接至具有將瞬態(tài)過電壓限制至特定程度的措施的電路的設(shè)備，如具有過電壓維護措施的電子電路。分級維護第一級維護根據(jù)局基站詳細根據(jù)局基站詳細情況，其最大通流容情況，其最大通流容量優(yōu)先值為：量優(yōu)先值為：8/20s8/20s 60KA,80KA 60KA,80KA，100KA100KA，120KA120KA用于從雷電維護區(qū)LPZ0B到LPZ1區(qū)的用戶主配電柜的雷電

12、防護，該類設(shè)備的過電壓類別為IV級。第二級維護根據(jù)局基站詳細根據(jù)局基站詳細情況，其最大通流容情況，其最大通流容量優(yōu)先值為：量優(yōu)先值為：8/20s 20KA,40KA8/20s 20KA,40KA第三級維護根據(jù)局基站詳根據(jù)局基站詳細情況，其最大通細情況，其最大通流容量優(yōu)先值為：流容量優(yōu)先值為： 8/20s 5KA,10KA8/20s 5KA,10KA精細維護 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要

13、點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、中壓配電系統(tǒng)的接地方式A.中性點不接地系統(tǒng)B.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)C.中性點經(jīng)小電阻接地系統(tǒng) TN系統(tǒng)：電源端有一點直接接地，用電設(shè)備的外露可導電部分經(jīng)過維護線與接地點銜接。 TT系統(tǒng)：電源端有一點直接接地，電氣設(shè)置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。 IT系統(tǒng)：電源端的帶電部分不接地或有一點經(jīng)過阻抗接地，電氣設(shè)置的外露可導電部分直接接地。 二、低壓供電系統(tǒng)的接地TN系統(tǒng) TNS系統(tǒng):整個系統(tǒng)中性導體和維護導體是分開的。 TNC系統(tǒng):整個系統(tǒng)的中性導體和維

14、護導體是合一的。 TNCS系統(tǒng):系統(tǒng)中一部分線路的中性導體和維護導 體是合一的。L1L2L3PEN電源端接地點電源 TNS系統(tǒng)L1L2L3PEN電源端接地點電源 TNC系統(tǒng)L1L2L3PENN電源端接地點PE電源 TNCS系統(tǒng)L1L2L3N外露可導電部分電源電源端接地點 TT系統(tǒng)L1L2L3外露可導電部分電源電源端接地點 IT系統(tǒng) 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷

15、電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、耦合途徑 干擾源 傳導 近場感應(yīng)容性/感性遠場輻射設(shè)備地電位還擊二、耦合機制阻性耦合 resistive coupling 阻性直接耦合 線路來波 公共地阻抗耦合地電位差、地電位升 轉(zhuǎn)移阻抗耦合電纜屏蔽層 芯線容性電場耦合 capacitive /electric coupling感性磁場耦合 inductive/magnetic coupling輻射電磁耦合 radiation/electromagnetic coupling三、防護原理屏蔽對電磁場耦合的過電壓采用屏蔽的方法消除或減小；等電位銜接對電路耦合的過

16、電壓采用等電位銜接的方法消除或減?。唤涌诰S護對設(shè)備的各接口進展防護，來消除或減小引入的過電壓；絕緣配合 將過電壓限制在設(shè)備的沖擊電壓耐受程度以下。3.1 防護原理屏蔽當有屏蔽時，在隔柵形大空間屏蔽內(nèi)，即在LPZ1區(qū)內(nèi)的磁場強度從H0減小為 H0為沒有屏蔽時區(qū)域內(nèi)某點的磁場強度，H1為采取屏蔽措施后的該點的磁場強度，SF為屏蔽系數(shù)取決于屏蔽資料及其構(gòu)造。等電位銜接靜態(tài)銜接3.2 防護原理等電位銜接等電位銜接減少了設(shè)備間的雷電壓差，維護了設(shè)備等電位銜接動態(tài)銜接雷電過電壓雷電過電壓3.3 防護原理接口維護 雷電可以從通訊設(shè)備四個接口影響挪動通訊基站的正常任務(wù)： 1電源端口； 2信號端口； 3饋線端口

17、； 4接地端口。 接口維護一是要減小端口間地電位差，二是要減小同一接口中線間電位差3.4 防護原理絕緣配合 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、接地技術(shù) 1 接地和接地的目的 眾所周知，電位的高低是相對而言的，工程上經(jīng)常需求有零電位參考點。接地就是將金屬物體或電氣回路的某一節(jié)點，經(jīng)過導體

18、與大地相連，使該物體或節(jié)點經(jīng)常堅持等電位。 接地主要有以下三方面的目的： 1平安維護。 2信號參考。 3雷電維護。 2 工頻接地電阻的物理概念 工頻電流從接地體向周圍的大地流散時，土壤呈現(xiàn)的電阻稱為工頻接地電阻，通常簡稱為接地電阻。接地電阻的數(shù)值，等于接地體的電位與經(jīng)過接地體流入地中的電流的比值。 由高斯定理及歐姆定律的微分方式，可得出在各向同性的大地中： 由上式可以看出：增大接地網(wǎng)的面積是減小接地電阻的主要要素。CdsEdsECRss113 沖擊接地電阻的物理概念 沖擊電流或雷電流經(jīng)過接地體向大地散流時，不再采用工頻接地電阻而應(yīng)采用沖擊接地電阻來表征接地效果。 沖擊電流或雷電流經(jīng)過接地體向大

19、地散流時，接地體沖擊電壓幅值與沖擊電流幅值之比沖擊接地電阻。由上述定義我們可以看出，沖擊接地電阻只是一個人為定義的概念，并無詳細的物理意義，由于沖擊電壓幅值和沖擊電流幅值往往并不在同一時間出現(xiàn)。 沖擊電流經(jīng)過接地體散流的情況比較復雜，簡單講它具有以下特性： 1在沖擊電流作用下，除了接地體的電阻和電導外，其電感和電容均 對沖擊阻抗發(fā)生影響。 2當接地體外表的電流密度到達某一數(shù)值時，會產(chǎn)生火花放電景象， 其結(jié)果就相當于加大了接地體的直徑。 3沖擊電流在地中流動時，由于高頻電流的集膚效應(yīng)，電流主要集中在間隔 地面不太深的范圍內(nèi)流動。 4大地的電氣參數(shù)土壤電阻率和介電常數(shù),特別是電阻率,在高頻情況 下

20、,并非象在工頻時那樣可近似為常數(shù),而是在一定程度上有隨頻率 添加而減小的趨勢。 5接地體周圍電場強度到達一定數(shù)值時，電壓和電流不再是線形關(guān) 系，而是表現(xiàn)為非線性。4 平安接地4.1 如前所述，接地的首要目的是：在系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)以及缺點交流電力缺點和直流電力缺點情況下，保證人身和設(shè)備的平安，特別是人身的平安。圖1 半球接地體的地中散流及地面電位分布表示圖 圖2 跨步電壓和接觸電壓的計算減小電擊危險的主要措施 跨步電壓的計算公式： 接觸電壓的計算公式： 由上述公式可以看出，加大地表土壤的電阻率可以增大人腳與土壤間的接觸電阻，從而降低跨步電壓和接觸電壓。并可采取如下措施以減小電擊危險： 1 減小接地電

21、阻。 2增大地表的土壤電阻率 3減小人體附近地表電位分布的梯度。 4完善供電系統(tǒng)的缺點維護措施，迅速切除接地缺點，縮短 電擊時間。 kbbkbbkERRERRRU620jbbjbbjERRERRRU5 . 15 . 00 信號接地 在數(shù)字通訊中，對接地電阻值沒有特殊要求。 防雷接地 平安接地與防雷接地相比，有以下特點： 首先，接地的作用不同。一個是偏重于對人身平安的維護。一個是偏重于對設(shè)備的維護。 其次，對接地電阻值的要求不同。對于平安接地，要求接地電阻盡能夠小。對于防雷接地，普通對接地電阻地要求不高，我國電力行業(yè)對防雷接地電阻的要求也不高，普通以為不大于30歐就可以了。但要特別思索由分布電感

22、引起的地電位抬高問題。 而對于根本絕緣類設(shè)備，由于安規(guī)要求必需接地，所以不但要處理差模線間感應(yīng)雷過電壓的防護問題，而且還要處理共模線地間感應(yīng)雷過電壓的防護問題，并且普通而言差模感應(yīng)雷過電壓的幅值遠小于共模感應(yīng)雷過電壓的幅值。另外，由于挪動通訊基站是一個非常復雜的系統(tǒng)，雷電過電壓引起的地電位抬高，高電位還擊經(jīng)常是呵斥設(shè)備損壞的主要緣由，所以就呵斥了人們對接地的偏見，以為防雷就必需接地，甚至很多人以為防雷就是接地。 正確的概念是：接地是平安、設(shè)備的要求而非防雷的必需，單純依賴接地是處理不了防雷問題的。 另外，不能簡單的以為接地電阻越小，防雷效果就越好另外，不能簡單的以為接地電阻越小，防雷效果就越好

23、 通常接地電阻越小，防雷問題就越容易處理，但防通常接地電阻越小，防雷問題就越容易處理，但防雷效果和接地電阻并無直接關(guān)系。這是由于對防雷而言，雷效果和接地電阻并無直接關(guān)系。這是由于對防雷而言，接地線電感對設(shè)備的影響遠大于接地電阻對設(shè)備的影響。接地線電感對設(shè)備的影響遠大于接地電阻對設(shè)備的影響。這個緣由在于只需按照規(guī)范設(shè)計和施工，接地電阻上的這個緣由在于只需按照規(guī)范設(shè)計和施工，接地電阻上的電壓降對整個機房設(shè)備都是等電位的，而不會在設(shè)備間電壓降對整個機房設(shè)備都是等電位的，而不會在設(shè)備間構(gòu)成大的電位差，但銜接構(gòu)造引線電感上的電位差卻是構(gòu)成大的電位差，但銜接構(gòu)造引線電感上的電位差卻是直接加在設(shè)備間的。直接

24、加在設(shè)備間的。 正確的概念是：對必需接地的設(shè)備，從防雷角度講，必需進展可靠接地，但地阻值的大小是安規(guī)的要求，對防雷效果并無直接影響。對防雷效果影響最大的是基站內(nèi)系統(tǒng)間的接地銜接構(gòu)造，因此為了保證基站內(nèi)設(shè)備平安，設(shè)備間必需進展合理有效的等電位銜接。 1、規(guī)范對接地電阻值的要求 根據(jù)YD5068-98的要求，基站地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)小于5，對于特殊地域，可放寬至10。而在新的規(guī)范YD5098-2019中，對通訊基站的接地電阻那么無強迫要求。 2、接地電阻與雷擊事故的關(guān)系 日本在70年代，花了三年時間對419個微波站的雷擊事故進展了調(diào)查研討，其結(jié)果闡明雷電事故與微波站的接地電阻幾乎無關(guān)系。 3、在研討

25、工程調(diào)查的過程中也發(fā)現(xiàn)，在有雷害的基站中，74%是接地電阻小于 5的。二、接地電阻一些國家交換設(shè)備允許的接地電阻值用 戶 線容 量芬蘭意大利瑞典德國英國比 利時南 非美國1002 20 0 8 81 10 01 10 05 55001 10 01 10 01 10 01 10 08 81 10 01 10 05 510001 10 02 28 81 10 01 10 05 52000 5 5 2 2 2 28 81 10 01 10 05 5大于2000 2 2 1 10 0. .5 50 0. .5 58 81 10 01 10 05 5困困 難難 地地區(qū)區(qū) 2 20 08 81 10 01

26、 10 05 5三、等電位銜接1 現(xiàn)狀 機房設(shè)備的接地方式普通如圖1.1 (右圖為等效圖)所示，是一種典型的大星形接地方式。 圖1.1 機房設(shè)備的接地方式設(shè)備A設(shè)備B地電位抬高U=Ldi/dt+IR地電位 排狀接地匯流排設(shè)備2.2 S2.2 S型型 星型構(gòu)造星型構(gòu)造根本的等電位銜接網(wǎng)接至公用接地系統(tǒng)的等電位銜接2.3 2.3 星型星型網(wǎng)狀混合型接地網(wǎng)狀混合型接地接至共用接電系統(tǒng)的等電位銜接地電位抬高U=Ldi/dt+IR設(shè)備A設(shè)備B這個電位差，可根據(jù)下式算出：U=Ldi/dt+IR 如引線長1m，入侵的雷電流為20kA(8/20us),那么每米導線上的電壓降為3.6kV,如接地線長度為5米那么

27、地電位抬高為18kV。3 等電位銜接方法 四、地網(wǎng)優(yōu)化1 挪動基站的地網(wǎng)現(xiàn)狀 根據(jù)YD5098-2019的要求，基站必需采用結(jié)合接地。2 地網(wǎng)面積與工頻接地電阻 表1R為5時大地電阻率與地網(wǎng)大小的關(guān)系 由表1可見，在高土壤電阻率的山區(qū)，基站地網(wǎng)的接地電阻要控制在5或10是難以實現(xiàn)的。S R0.5/ 5時時(.m.)100400800100020003000S(m2)100160064001000040000900003 基站引外接地的極限長度 基站設(shè)在高電阻率的山上，如附近有可資利用的導電良好的土壤及低電阻率的地層和水源河流及其它時，采用引外接作為基站本身均壓網(wǎng)或輻射型接地安裝的輔助措施是合理

28、的，但要留意引外接地的極限長度。 表2 土壤電阻率不同時,引外接地的極限長度 土壤電阻10020040080016003200引外接地長度L(m)2028.34056.780113(.m)4 地網(wǎng)的沖擊效應(yīng) 雷電流是個沖擊波，而且具有非常大的電流值，由于雷電流幅度很大，在接地體附近構(gòu)成的電場強度超越了土壤的沖擊擊穿強度而產(chǎn)生電弧式火花放電，結(jié)果相當于添加了接地體的尺寸，改善了接觸電阻。 表3列出了土壤電阻率=2502000.m,地網(wǎng)面積A=1006400m2時沖擊等值半徑與接地網(wǎng)面積的等值半徑的變化規(guī)律。從沖擊等值半徑與接地網(wǎng)面積的等值半徑變化規(guī)律可以看出，基站接地網(wǎng)的大小應(yīng)控制在20m2 =

29、400m2 左右，這時地網(wǎng)在雷擊時沖擊等值半徑利用率較高,超越400m2其改善效果就不太明顯了。 表3 在不同土壤電阻率條件下，沖擊半徑與接地網(wǎng)等值半徑的利用率百分比A=100A=400A=1600A=640025053.44%33.19%17.57%8.82%50071.63%53.44%33.19%17.57%100084.19%71.63%53.44%33.19%200091.6%84.19%71.63%53.44% rch()m 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機

30、制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、根本構(gòu)造圖1 TD 第一代天饋系統(tǒng)表示圖 根本特點： 第一代系統(tǒng)射頻直接上塔，外加電源-48VDC或220VAC及控制線。圖2 TD 第二代天饋系統(tǒng)表示圖 根本特點： 第二代系統(tǒng)采用中頻拉遠上塔由于采用中頻，電纜損耗降低，可以采用較細電纜，外加電源-48VDC或220VAC及控制線。 圖3 TD 第三代天饋系統(tǒng)表示圖 根本特點： 第三代系統(tǒng)采用光纖上塔，外加電源-48VDC或220VAC線。 BBURRUR

31、RUIrIrIubRNCNodeB圖4 分布式基站設(shè)備表示圖RNC：無線網(wǎng)絡(luò)控制器BBU：基帶單元設(shè)備RRU：射頻遠端設(shè)備二、組網(wǎng)方式 TD基站的智能天線是其一個顯著特點。 由于其功放上塔，比2G在原來的根底上添加了饋電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，導致基站的雷電侵入途徑更加復雜，基站需求防護的端口也添加了很多。對饋電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的防護而言，防護對象除要思索塔上設(shè)備外，更要思索基站設(shè)備；過電壓除要思索地電位還擊的作用外，還要思索雷電感應(yīng)的作用。對直流饋電類型，由于基站內(nèi)大部分設(shè)備采用直流供電，因此直流供電系統(tǒng)的防護將更加重要。三、TD基站與2G基站的區(qū)別 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范

32、三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、地網(wǎng)的設(shè)計和要求1、要求采用結(jié)合接地方式，將機房地、鐵塔地、變壓器地等進展互連，以實現(xiàn)結(jié)合接地。2、兩地網(wǎng)相互連通時，至少要有兩處銜接，且兩處之間的間隔應(yīng)不小于5m。3、沿機房周圍設(shè)置一環(huán)形接地體，應(yīng)將建筑物四角的主鋼筋與環(huán)形接地體可靠銜接。4、環(huán)形地網(wǎng)的等徑半徑宜控制在20m 以內(nèi)。5、對于接地電阻

33、較高的基站大于30歐姆，應(yīng)適當提高一級SPD的維護等級、添加各個端口的維護措施等予以補償。二、基站內(nèi)的等電位銜接方法和要求 在如設(shè)計圖所示的位置新設(shè)一均壓環(huán)環(huán)形的等電位銜接排，資料采用303mm銅排，閉環(huán)，電氣銜接和防腐措施可靠。 均壓環(huán)接近墻壁時用安裝掛卡等將其固定在墻壁上，接近走線架時可用安裝掛卡等將其固定在走線架上。根據(jù)實踐情況，位于走線架上的部分均壓環(huán)可豎立，也可橫放。 均壓環(huán)與地網(wǎng)的銜接至少需求兩處，最好有四處。并且接地引入點位置應(yīng)分別接近一級電源和饋線進線處，接地引入線運用404mm扁鋼，并就近與地網(wǎng)、均壓環(huán)可靠銜接。對于公用建筑或租用民房，還應(yīng)將墻內(nèi)鋼筋敲出，使之與均壓環(huán)可靠銜接

34、。 機房內(nèi)各設(shè)備應(yīng)就近與均壓環(huán)用BVR16平方導線進展可靠銜接。包括交流電源配電箱、開關(guān)電源、GSM設(shè)備、CDMA設(shè)備、SDH設(shè)備、ODF、DDF、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、走線架、金屬門窗、饋線接線架、饋線防雷器等。 三、進站電纜和光纜的防護措施1、變壓器至機房的建議采用鎧裝電纜或普通電纜穿金屬管埋地且兩端接地的方式引入，埋地長度應(yīng)不小于15米，間隔 不夠時可采用將電源線盤成空心圈的方法；2、無法埋地時，應(yīng)采用鎧裝電纜架空兩端接地的方式引入。3、應(yīng)將光纜在進入機房后，添加光纜終端盒，并將其中加強芯就近入地條件允許時，應(yīng)直接接在地網(wǎng)上而不能接在均壓環(huán)上。防止由加強芯上感應(yīng)的過電壓對機房傳輸設(shè)備的影響。 四

35、、站內(nèi)電源系統(tǒng)的雷電過電壓防護 1、 在電源線進入基站總配電箱處高山型加裝沖擊通流容量不小于150kA 的一級電源防雷器；郊區(qū)型加裝沖擊通流容量不小于120kA 的一級電源防雷器；城市型加裝沖擊通流容量不小于100kA 的一級電源防雷器。四、站內(nèi)電源系統(tǒng)的雷電過電壓防護 2、在開關(guān)電源的交流輸入端和機房的空調(diào)前加裝沖擊通流容量不小于40kA的二級SPD普通配置在開關(guān)電源內(nèi)；3、在其直流輸出端和基站主設(shè)備的直流輸入端分別加裝沖擊通流容量不小于30kA的直流SPD。五、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的雷電過電壓防護 在集中環(huán)境監(jiān)控設(shè)備的智能設(shè)備采集口、2M傳輸口、422總線口、I/O口等，加裝相應(yīng)接口和型號的信號防

36、雷器。六、天線系統(tǒng)的雷電過電壓防護圖5 TD 第一代天饋系統(tǒng)防雷表示圖 雷電防護要點： 1、出入基站的線纜應(yīng)采取可靠、有效的屏蔽措施； 2、上塔的供電線路在機房設(shè)備開關(guān)電源、配電 柜等和塔放分別加裝相應(yīng)SPD； 3、控制線銜接的塔放和機房主設(shè)備兩端分別加裝相應(yīng)的SPD； 4、其它防護措施同2G基站。圖6 TD 第二代天饋系統(tǒng)防雷表示圖 雷電防護要點： 1、出入基站的線纜應(yīng)采取可靠、有效的屏蔽措施； 2、上塔的供電線路在機房設(shè)備開關(guān)電源、配電 柜等和塔放分別加裝相應(yīng)SPD； 3、控制線銜接的塔放和機房主設(shè)備兩端分別加裝相應(yīng)的SPD； 4、中頻集束電纜的上、下接口處應(yīng)安裝相應(yīng)的信號SPD； 5、其

37、它防護措施同2G基站。圖7 TD 第三代天饋系統(tǒng)防雷表示圖 雷電防護要點： 1、出入基站的線纜應(yīng)采取可靠、有效的屏蔽措施； 2、上塔的供電線路在機房設(shè)備開關(guān)電源、配電 柜等和塔放分別加裝相應(yīng)SPD； 3、其它防護措施同2G基站。七、SPD的安裝與接地處置 1、交流一級SPD應(yīng)接近機房的交流配電箱安裝，機房主地排就設(shè)置在交流配電箱附近，以保證SPD與交流配電箱的引線和接地線長度均不超越1.5m。 2、交流二級SPD和直流SPD就直接安裝有設(shè)備交流輸入端，基接地線應(yīng)直接與設(shè)備的接地匯流排直接銜接，引線長度與一級SPD作一樣要求。 3、信號SPD應(yīng)接近被維護設(shè)備安裝，其接地端子應(yīng)直接與設(shè)備的維護地銜

38、接，其接地線長度越短越好。 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、基站經(jīng)常遭雷擊損壞設(shè)備的緣由與分析 據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部郵電設(shè)計院對某省的防雷事故統(tǒng)計得出：電源類損壞占80%以上包括變壓器、高低壓避雷器、防雷箱、電纜、 配電箱、穩(wěn)壓器、整流模塊、空調(diào)主板、照明系統(tǒng)，信號類占10%GSM或CDMA

39、設(shè)備的中心CPU、用戶板、監(jiān)控、傳感器、消防控制板、小微波，其他類占10%。 高壓避雷器被雷擊損壞穩(wěn)壓器被雷擊損壞感應(yīng)過電壓呵斥信號線對機殼放電光纜終端盒被雷擊打掉二、配電變壓器中壓側(cè)避雷器損壞緣由分析及對策損壞緣由：傳統(tǒng)高壓避雷器未充分思索挪動基站的惡劣運轉(zhuǎn)環(huán)境，其通流目的普通為8/20us、5kA15次，40us 65kA一次且國內(nèi)多數(shù)產(chǎn)品仍未到達該程度；高壓線間隔 鐵塔較近，當鐵塔遭雷擊時，會在高壓線上感應(yīng)到較強的雷電流；高壓避雷器的由于本身質(zhì)量問題發(fā)生損壞。處理對策：避雷器應(yīng)采用合格的、能耐受重負荷的且標稱放電電流大于10kA的交流無間隙氧化鋅避雷器重負荷避雷器；將高壓電纜埋地或添加避

40、雷線的方式改造；不用假劣產(chǎn)品，盡量選擇經(jīng)測試合格的產(chǎn)品。三、配電變壓器損壞緣由分析及對策損壞緣由：高壓側(cè)避雷器本身質(zhì)量緣由，殘壓過高；感應(yīng)雷擊電流過大，引起的殘壓過高；接地引線過長；低壓側(cè)未安裝避雷器。對策：選擇合格的非偽劣冒充的氧化鋅避雷器；選擇能耐受重負荷的高壓避雷器，凄殘壓更低；改良接線的方式，盡能夠縮短高壓避雷器的銜接線及接地線，同時適當添加等電位線；在低壓側(cè)加裝避雷器。在配電變壓器低壓側(cè)沒有加裝低壓避雷器 假設(shè)只需高壓側(cè)裝設(shè)避雷器如圖一所示，還不能使配電變壓器免除雷害事故，這是由于雷擊高壓線路中，避雷器動作后的雷電流將在接地電阻上產(chǎn)生電壓降。這一電壓降將作用到配電變壓器低壓側(cè)中性點上

41、，而此時低壓繞組出線相當于經(jīng)過線路波阻抗接地，故將在低壓繞組上產(chǎn)生電流，經(jīng)過電磁耦合在高壓側(cè)感應(yīng)出電勢。由于高壓繞組出線段的電位被避雷器固定，所以這個高電位將沿高壓繞組分布，在低壓側(cè)中性點上到達最大值，能夠使低壓側(cè)中性點附近絕緣損壞。由高壓側(cè)遭雷擊，避雷器動作，靜電感應(yīng)于低壓繞組的電壓經(jīng)過電磁耦合又變換到高壓側(cè)。如低壓側(cè)線路蒙受雷擊，作用在低壓側(cè)的沖擊電壓按變比感應(yīng)至高壓側(cè)，由于低壓側(cè)絕緣裕度比高壓側(cè)大，故有能夠在高壓側(cè)引起先擊穿。 R變壓器外殼低壓側(cè)高壓側(cè)高壓側(cè)避雷器圖一四、高低壓電纜被擊穿損壞緣由分析緣由：電纜進出口處未加裝避雷器；鎧裝層的兩端未能可靠接地；傳送間隔 過長，且未加裝避雷線，

42、導致感應(yīng)的雷擊能量較強。對策：對策：在電纜的進出口處加裝在電纜的進出口處加裝高性能避雷器；高性能避雷器；將鎧裝層的兩端可靠接將鎧裝層的兩端可靠接地；地；添加避雷線，或采用鎧添加避雷線，或采用鎧裝埋地的方式改造。裝埋地的方式改造。五、計量箱雷擊損壞緣由分析緣由：電源線上感應(yīng)的雷擊能量過大；未加任何維護措施。布線環(huán)過大.對策：對策：計量箱進出電源線采用計量箱進出電源線采用金屬管屏蔽方式；金屬管屏蔽方式；加裝加裝C級防雷維護器；級防雷維護器；優(yōu)化布線方式。優(yōu)化布線方式。六、光纜經(jīng)饋線入口進入機房沿走線架布六、光纜經(jīng)饋線入口進入機房沿走線架布放或光纜加強芯接地未處置好放或光纜加強芯接地未處置好 在現(xiàn)場

43、勘察發(fā)現(xiàn)，有些基站的光纜加強芯固定端有明顯的打火痕跡，由于其也是架空引入機房，原理同架空明線，會在加強芯上感應(yīng)較大的雷擊電流；當沿走線架布放時，過高的雷電壓會在周圍饋線、信號線、電源線上構(gòu)成感應(yīng)，引起設(shè)備缺點。光纜的處理對策1 運用無金屬光纜對進入機房的光纜，從末端接頭盒至機房的一段光纜改用無金屬光纜，但對鼠害嚴重的地域慎用。2 普通光纜架空進入機房a將光數(shù)混合架或光纖終端盒盡量設(shè)置在光纜進口處。b對光纜金屬加強芯的接地安裝應(yīng)作妥善處置。光纜安裝時，應(yīng)將光纜加強芯和光纜終端盒內(nèi)公用的加強芯接地母排妥善銜接，同時將加強芯接地母排直接與室外饋線接地排相連，布放的接地線宜不小于35mm2，且宜短、直

44、。假設(shè)與饋線接地排間隔 較長大于2m，也可與室內(nèi)接地聚集線就近銜接。此外，加強芯公用接地母排應(yīng)與光纜終端盒體和機架內(nèi)金屬物進展電氣隔離對于新建基站，宜在光數(shù)混合架下方專設(shè)接地母排，用于光纜加強芯的接地，該接地母排應(yīng)就近與地網(wǎng)相連。七、電源避雷器B級損壞緣由分析產(chǎn)品本身質(zhì)量較差；入室電源線由于架空或鎧裝層未可靠接地引起的感應(yīng)過電壓較高；對SPD的脈沖壽命認識缺乏。一級防雷箱損壞的處理對策選擇經(jīng)過權(quán)威公正的防雷性能實驗室測試經(jīng)過的產(chǎn)品；入機房的電纜采用屏蔽措施；根據(jù)現(xiàn)場情況適當添加雷電通流容量。八、基站內(nèi)設(shè)備損壞緣由分析基站設(shè)備的接地線采用大星型接地機房整體沒有屏蔽措施，機房內(nèi)導線電源線或信號線也

45、均未采用屏蔽措施走線架上電源線、地線和信號線混合布放，相互構(gòu)成干擾接地參考點設(shè)置不合理，未思索各防雷設(shè)備就近入地的影響許多信號端口未加任何防護措施基站內(nèi)設(shè)備損壞處理對策設(shè)置接地聚集線，資料采用303紫銅或404熱鍍鋅扁鋼，根據(jù)需求沿走線架布放，同時應(yīng)將機房內(nèi)設(shè)備的接地線就近接入接地聚集線；交流電源線、直流電源線、射頻線、地線、傳輸電纜、控制線等應(yīng)分開敷設(shè)，嚴禁相互交叉、纏繞或捆扎在同一線束內(nèi)；同時，一切的接地線纜應(yīng)防止與電源線、光纜等其他線纜近間隔 并排敷設(shè)；在相應(yīng)的信號端口加裝信號防雷器，防止因端口間電位不相等引起的電位還擊。 目錄 一、雷電防護的重要性和必要性 二、相關(guān)規(guī)范 三、過電壓的類

46、型 四、設(shè)備絕緣耐受程度與雷電維護程度 五、中壓配電及低壓供電系統(tǒng)的接地方式 六、過電壓耦合機制及防護原理 七、基站的接地及等電位銜接 八、TD基站的根本構(gòu)造及與2G基站防護要點的區(qū)別 九、TD基站的雷電防護方案 十、基站的雷害緣由及處理決策 十一、基站供電系統(tǒng)防雷的幾個典型問題一、電源用SPD的雷電流程度 電源用SPD的作用是進展電源的雷電過電壓維護，所以雷電流程度是選用電源SPD的最為重要的根據(jù)，它決議了SPD需求耐受的雷電能量程度。雷電流程度包括兩重意思，雷電流的波形與幅值。1、電流波形由于通訊局站電源SPD是安裝在局站建筑物內(nèi)部，該SPD不會蒙受直擊雷，所以不能簡單的照搬或套用IEC6

47、1312中給出的直擊雷電流波形10/350S，而應(yīng)該采用IEC61643中給出的感應(yīng)雷電流波形8/20S；經(jīng)過低壓供電線路引入機房電源口的線路來波，由于低壓供電線路絕緣程度較低，其絕緣子的干閃絡(luò)電壓普通低于20KV，最高為35KV，絕緣子鐵腳接地，接地電阻普通為30歐姆。當線路上不論是直接雷擊還是感應(yīng)緣由具有超越絕緣子的干閃絡(luò)電壓時，低壓供電線路中的絕緣子就會對地閃絡(luò)放電，將雷電對大地泄放，從而降低了系統(tǒng)的雷電過電壓程度。從這個角度來看，從低壓供電線路上進入到電源設(shè)備的雷電過電壓程度不會很高，以接地電阻為30歐姆計算雷電流幅值小于1200A；以接地電阻最小為一歐姆計算雷電流幅值最大35KA。以

48、上的估算沒有思索引下線分布電感的要素，實踐上分布電感的影響很大，所以實踐的電流值會更小。換句話說，直擊雷不能夠經(jīng)過低壓供電線路引入，所以應(yīng)采用IEC61643中給出的感應(yīng)雷電流波形8/20S。從雷電流分流的角度來看，對用于內(nèi)部雷電防護的設(shè)備采用10/350S波形也不適宜。由于90%以上的直擊雷都是負極性雷，應(yīng)該采用IEC引薦的2.6/40S的波形來模擬。從全球電力系統(tǒng)的幾十年運轉(zhuǎn)閱歷看，采用2.6/40S更合理。由于2.6/40S與8/20S的半波長時間只差一半，而電源口的線路來涉及感應(yīng)雷能量通常大于雷電流分流能量，所以對用于內(nèi)部雷電防護的設(shè)備采用8/20S波形更合理。而10/350S波形那么

49、更適宜用于直擊雷防護的接閃器、引下線等。l從地電位還擊的角度看，由于機房內(nèi)部不會蒙受直擊雷，所以機房內(nèi)部設(shè)備雷電泄放引起的地電位還擊應(yīng)該用描畫感應(yīng)雷電流的8/20S 波形。ll綜上所述，對用于內(nèi)部雷電防護的電源用SPD，應(yīng)該采用IEC給出的感應(yīng)雷電流波形8/20S進展考核和評價。2、電流幅值通訊局站電源能夠的雷電流幅值 由于低壓供電線路上的感應(yīng)雷電流幅值和著雷點雷電流幅值、離著雷點的間隔 、屏蔽程度等要素有關(guān)，而我國幅員遼闊，各地氣候、地理差別很大，所以不同情況的通訊局站其電源口能夠的雷電流幅值相差很遠。為了降低防護本錢并便于操作，可分類進展討論。對雷暴日小于70的地域，地處鬧市區(qū)、公共建筑物

50、及公用機房內(nèi)，且按照信息產(chǎn)業(yè)部規(guī)范YD5098-2019規(guī)定電力線采器具有金屬護套或絕緣護套電纜穿鋼管埋地引入，電力電纜金屬護套或鋼管兩端就近可靠接地的通訊局站，通常在低壓供電線路上的感應(yīng)雷電流8/20s在10KA以下，極少超越20KA。對雷暴日小于70的地域，地處城郊、民房、水塘邊及城市孤立高層建筑物樓頂?shù)臋C房，且按照信息產(chǎn)業(yè)部規(guī)范YD5098-2019規(guī)定電力線采器具有金屬護套或絕緣護套電纜穿鋼管埋地引入，電力電纜金屬護套或鋼管兩端就近可靠接地的通訊局站，通常在低壓供電線路上的感應(yīng)雷電流8/20s在15KA以下，極少超越30KA。對雷暴日大于70的地域的的機房，地處高山、丘陵、農(nóng)民房的的機

51、房，電源線采用架空引入的機房，通常在低壓供電線路上的感應(yīng)雷電流8/20s在20KA以下，極少超越40KA。二、SPD的脈沖壽命等降額特性對用于電源雷電過電壓維護為目的的電源SPD而言，其脈沖壽命是極其重要的。脈沖壽命等降額曲線反映了沖擊電流的峰值、半峰值時間和沖擊作用次數(shù)對防雷器脈沖壽命影響的關(guān)系。從SPD的脈沖壽命等降額特性曲線可以清楚看到： 隨著半峰值時間的延伸，SPD的最大通流容量迅速下級；隨著沖擊電流的峰值下降，SPD的耐沖擊作用次數(shù)急劇上升。脈沖壽命三、通訊局站電源SPD的最大通流容量SPD的最大通流容量是指SPD在經(jīng)過一次8/20s規(guī)范沖擊電流后不擊穿、不閃絡(luò)、不發(fā)生本質(zhì)性破壞的最大電流值。對通訊局站電源SPD而言，不能夠在其設(shè)計技術(shù)壽命期限內(nèi)，只耐受一次雷電過電壓。所以絕對不能將通訊局站電源能夠的雷電流幅值定為該局站電源SPD的最大通流容量。通常SPD的最大通流容量是按照如下程序確定的A、了解該通訊局站的雷電環(huán)境，即了解該地域的雷暴日、地形、建筑物高度、低壓供電線路屏蔽的