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 Devices 4） 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 | 
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发表于 2003-9-3 13:54:00
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