[转帖]移动基站防雷

yuvictory 发表于 2003-9-3 13:54:00

移动基站防雷                                                                 共5移动通信基站通常具有以下几个特点： 1. 地理位置：在城区通常设在高大建筑物的较高楼层，在郊区和乡村经常设在开阔地带或山区; 2. 机房条件：无论在城区还是乡村，大量建在（租用的）非专用通信建筑内，这些建筑往往不具备（或难以实现）符合要求的防雷实施（包括外部防雷、内部防雷和地网等等）。此外，机房面积一般都很小，不便于多级防雷方案的实施； 3. 交流电源：特别在乡村和山区，机房的交流供电通常是由户外架空明线引入。 4. 通信信号：基站设备的通信线路（同轴馈线）通常也是由户外架空明线引入。从以上几个特点不难发现，从雷电防护角度来看，移动基站一般都属于"高风险"情况，即对于雷害风险的"暴露程度"很高，因此需要采取强有力的防护措施。根据国内外有关标准文献，电源线路至少应采取两级防雷措施才能收到较好的效果。目前的情况是，大多数基站只是在开关电源设备中配有一级防雷器，基本上都是40KA级的（8/20ms最大通流容量）。需要了解，电源设备厂家并不针对移动基站的特点和要求来选择防雷器，而是统一安装40KA级防雷器，在绝大多数情况下不能解决移动基站的电源防雷问题。移动通信公司已经意识到这一问题，照要求在交流配电屏（或在其前）安装第一级防雷器。但是，有不少地方仍然选用40KA级或最多选用70KA级的防雷器作为第一级防雷，这显然是不科学的甚至是徒劳的。在二级或多级防雷的情况下，前一级的容量总是大于后一级，其容量大小应根据当地的雷电资料和被保护机房的具体情况（特别是对雷害的暴露程度而定。此外，还有一个两级防雷之间配合问题，一般要求两级之间应有大于15 米的距离才能得到较好的整体效果，一点对大多数基站来讲是难以做到的。鉴于移动基站的上述特点和要求，一般认为对于中等以上雷暴强度地区（年均雷暴日40天以上），应选用最大通流容量大于100KA的防雷器作为第一级防雷。至于残压方面，应设法将其降到900V以下，才能保证基站设备的可靠运行。若要同时满足这两个方面的要求，SIEMENS公司的5SD系列防雷产品无疑是最理想的选择。通信信号方面由于多是由外部进线，因此同样会受到雷击的威胁。可采用CITEL公司的同轴馈线类产品，如P8AX系列产品。下图为基站防雷设计图电信通用防雷方案图：移动基站防雷示意图 注解： 1.特点：电源防雷器的特点 ·一体化设计，多级泄流，泄流量大，  泄流快， ·低残压 ·全保护（相对地、相对中、中对地） ·安装简便 ·使用寿命长 ·免维护 ·声光报警信号防雷器的特点 ·残压精确 ·安装简便 ·使用寿命长 ·免维护 ·失效告警 ·一体化设计，泄  流量大，泄流快 2.性能简介： SPB56/3+NPE:电源一级保护，间隙放电，全密封（10/350us） 5SD7073-1、SPC54/1+NPE:电源二级保护，限压型，可插拔模块，40KA,100us 信号：通流量大，残压低，插入损耗少，维护方便。 电信通用防雷方案图：电信局大楼防雷示意图                    银行通用防雷方案：1.分行大楼防雷方案示意图  　银行通用防雷方案：2.网点防雷示意图：

skyhawk 发表于 2003-9-3 17:30:00

转贴：SIEMENS 防雷产品中国销售服务中心深圳恒毅兴工程师崔利俊的一篇文章。             原文见（http://www.lightning.com.cn/News/NewsDetail.asp?NewsID=135&TypeID=162）                   关于基站SPD的考虑  近年来，电涌保护器（简称SPD）在移动通信基站的应用越来越广泛，尤其在电源部分，C级模块式防雷器已经成为开关电源的标准配置，而B级防雷器（箱）也越来越多地成为移动基站第一级防雷保护的首选部分。然而在防雷器（箱）性能参数的选择上，以及防雷器的安装使用上，还存在一些不甚明了的地方，故在此拿出来与大家一起探讨，不足和错误之处请各位专家和广大用户予以指正。一、B级防雷器表征波形的选择 对于应用在移动基站电源第一级防雷保护的B级SPD是选择开关型（表征波形为10/350）还是选择限压型（表征波形为8/20），一直困惑广大着用户，且引起众多生产厂家的争论。从技术原理和实际使用情况来看，二者都可以应用在移动基站的第一级防雷保护上，这是和信产部防雷工程标准YDT5098《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》相一致的，如在其中第3.7.7条的第四条和第五条，分别规定了在中雷区以上的郊区站和高山上分别可以采用冲击通流容量大于60KA、100KA限压型或标称放电电流不小于15KA、25KA开关型防雷器。虽然标准中给出了两种选择，但因为数字量化造成的感觉，在移动基站实际使用中多数用户选择了限压型防雷器。可是这种情况忽略了一个问题，就是基站的电源进线情况。虽然在信产部标准中规定了直到高山站都可以应用限压型防雷器，但应注意的是：在该标准前面的条款对电源线进入基站的方式以及变压器高低压侧防雷器的安装使用做了严格的规定（详细参见3.7.1-3.7.5条款）；从一定程度讲，标准中第一级防雷器的推荐参数和结构选择是建立在执行此条款（即电缆埋地进入局站）基础之上的。然而现实中由于客观环境和经济投入等原因，相当数量的基站是采用市电架空直接引入的，这是标准中所不允许的，但又是现实中实际存在的问题。有两个例子可以为证，一是我们近期在湖南某地移动基站的防雷施工过程中，对经常遭遇雷击的基站提出了把架空电源线换成埋地电缆引入基站的解决措施，可对方维护人员却说“我们全地区230个基站全是采用这样的架空线。另外从广州增城对移动基站的统计中也发现40个郊外站市电引入几乎全部采用架空方式。这种电源引入方式可以说是在全国范围内的 郊区站和高山站普遍存在的，对于这种基站所采用的第一级防雷器该怎样进行选择？如果断章取义的照搬不考虑前提的标准条款选择60KA或100KA限压型防雷器那么肯定存在一些隐患，尤其在某些低压线路和变压器防雷保护不完善或者根本就没有保护的地方，就更需要慎重考虑这个问题，因为这种基站必须考虑雷电直击－反击或近区雷击时防雷器可能通过10/350波形的雷电流。我们曾遇到装在四川某基站的最大放电电流为100KA（8/20）的某限压型防雷器被打得底座稀烂，模块飞到对面墙上又弹到地上的情况。所以对于这些基站在防雷器选择上除了参照信产部防雷标准之外，还应该参考国标《建筑物防雷设计规范》和IEC相关标准的相应条款，估算各线可能分担的最大雷电流，并选择经过一类测试的防雷产品，才能保证安全。当然也可以采用经过10/350波形测试的，并能在通流容量上大于预期雷电流的限压型防雷器。对于那些简单的将8/20的通流容量按4：1的比例换算成10/350通流容量的做法是欠科学的，因为金属氧化物本身是非线性的，而且在比例的数值上争论也比较大。另外由于大通流容量限压型防雷器都是采用多片压敏电阻并联的方法，还存在阀片间的选择配合问题，由于不一致性而导致可靠性指数下降是难免的，此外大通流容量的限压型防雷器的价格也远远超过开关型防雷器，所以经济上也不划算。 二、级与级之间配合的问题 移动基站中开关电源现已普遍采用C级模块式防雷器作为过电压保护装置，而如果要在基站配电箱处添加B级防雷器（箱）就不但要考虑其性能参数，还要考虑与开关电源处的C级防雷器的配合问题。首先是距离上的配合，在国标《建筑物防雷设计规范》和信产部标准《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》中都做了具体的规定，要求开关型和限压型之间要有10米以上的间距，限压型之间要有5米以上的间距。在防雷器的安装使用中要确保此项要求的实现，杜绝某些不负责任的工程商将B、C级直接安装在一起，使两极防雷设计实际上仅能收到一级防雷的效果，造成工程隐患和配置浪费。其次是限压型SPD之间最大持续工作电压UC的配合, 从能量配合的角度来讲，要求前级的UC小于后级的UC，一般来讲现在开关电源处的C级防雷器是以320V和385V居多，(中兴、华为、动力源采用的都是385V)，开关电源配置的防雷器之所以选择如此 偏高的UC值，主要是因为中国电网不稳定，这点在郊区和山区基站尤为明显。在我们施工的过程中经常可以看到开关电源监控装置显示A相超压、B相超压等状态。如果采用UC值偏低的防雷器，则非正常损坏率将会很高，正因为如此各大开关电源厂都普遍提高了UC值。所以在选配前级防雷器时，一定要考虑现有开关电源C级防雷器的UC值，以使二者之间实现启动和能量上的配合。 三、凯文式接线端子的应用 在防雷器的安装说明书和防雷规范中，对于连接线的线径和长度都做了明确的要求，比如要求防雷器的接线端子与相线和零线之间的连线的连接长度应小于0.5米，SPD的接地线的长度应小于1米。这种要求是正确的也是必须的，因为必须考虑由于线路电感量所引起的压降。在《建筑物防雷设计规范》条文说明中就举了这样一个例子，如图1所示。在按照图1a的接线中其两端电压UAB＝  4KV+8.4X1=12.4KV(线路无屏蔽层)和U'AB＝  4KV+2.52X1=6.52KV(线路有屏蔽层)，从中可以看出由于线路的电感引起的残压增加是巨大的，这也是各防雷器生产厂家和防雷规范对连接线长度严加要求的原因。然而在实际安装中这样短的长度是很难做到的。（见图2）     图2是一个普通并联式防雷箱在现场安装中的实际位置图，大家可以看到相线和零线的长度达到1.5米左右，而地线的连接长度可能达到6－7米，在这情况下由于线路电感而引起的压降恐怕早已超过防雷器的残压，使设备处于严重的危险隐患中。但是如果采用带有凯文式接线端子的防雷箱就可尽量减少这种危险。    图3是采用TEK防雷箱的实际接线图。当然这种接线方式施工量是比直接并联的情况相对要复杂，但相对于能增强基站设备的保护效果，这些工程量是微不足道的。 四、SPD的辅助功能 目前监控设备在移动基站的应用越来越广泛，而且基站也要求在出现盗警、市电掉电、市电超压时提供报警，同样，对于防雷器的运行状态，也要求提供输出信号给予监控，所以要求防雷箱可以提供一些必要的辅助功能。如采用SIEMENS核心器件组成的TEK防雷箱就具有以下辅助功能1）            西门子原配保险跳闸装置2）            故障报警遥信功能3）            各相工作状态显示4）            故障声光报警功能（带复位键，可以消除报警）5）            雷击计数功能6）            每次雷击电流记录功能7）            每次雷击时间记录功能8）            实时工作电压显示9）            远程通讯功能10）        打印功能11）        断电数据存储功能从这些辅助功能中可以看出，TEK防雷箱不但能满足现场状态显示和报警，还能提供远程故障显示，以及雷击计数和雷击电流记录、雷击时间记录功能，使用户对防雷器的使用情况及历史动作情况有清晰了解，以对防雷器容量的选择和维护工作的进行有一个明确的判断依据。 五、结束语 由于本人经验有限，本文仅就高山移动基站电源第一级防雷器的选型和安装使用提了几点个人的见解，难免有错误之处，敬请大家指正。一个合格的防雷工程是建立在正确的设计（防雷器选型）和规范的施工基础之上的，希望广大防雷界同仁能共同努力使 我们做过的每个防雷工程都能起到它应该起的作用，这也是我们的目的和职责所在。  参考资料1）            GB50057-94 建筑物防雷设计规范  2000年修订稿2）            YD/T 5098-2001 通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范3）            IEC 61312-3 Protection against LEMP Part3:Requirements of Surge Protective Devices4）            建筑物电源电涌保护设计若干问题  浙江大学叶蜚誉5）            TEK HD智能电源防雷箱产品说明书

skyhawk 发表于 2003-9-3 17:40:00

信产部要求尽量采用限压型SPD，对开关型SPD不是非常的感兴趣。但我一直认为好多厂家浑水摸鱼，那好几片并联的压敏电阻片并在一起就号称单相通流容量有多高，这样做并不负责任。我认为，压敏电阻的配伍是一件严肃的事情，不是简简单单的随便搞几片连上就行的。  结论是我比较信赖间隙型的防雷器，但这样又要求开关型与限压型两级之间保证10米的距离，或者加去耦器，这样看来又不如专门采用单相通流容量较大的限压型避雷器。    我是搞PHOENIX产品的，现在PHOENIX出了一种自点火的间隙，不需要与限压型SPD之间保持距离或者加去耦器，而且厂家标称间隙的残压为900V，后面再跟上PHOENIX的限压型SPD，残压可以为680V。厂家的资料我没有能力考证，如果真的这么好的话，我认为这不失为一种很不错的解决办法。

通天雷神 发表于 2003-9-3 20:58:00

这东西好象是我从万方DOWN下来的吧？

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