無線通信防雷必須高度重視設備的接地工作

2020-11-25 千家智客

  入夏以來即進入了雷雨頻繁季節,防雷成為無線通信臺站的一項重要任務,認真做好系統接地工作在無線通信設備防雷避雷中具有重要意義。根據多年來對無線通信系統的維護工作和吸取的經驗教訓,針對無線通信系統最基礎的接地工作,與通信同行們來分析和探討,以促進我們的通信防雷工作、減少通信機意外故障因素,為行業用戶提供更優質可靠的無線通信服務。

   隨著無線通信系統的自動化裝備越來越先進,設備電路的精密集成度日益提高,感應雷電及雷電電磁脈衝的入侵很容易損壞相應的電子、電氣設施,加之無線通信設備自有的室外天線和電纜饋線等的裸露,感應雷擊的危害明顯增加,僅靠避雷針已遠遠不能滿足無線通信臺站設備的防雷實際需求,因此,對系統工作地和保護地的要求更加嚴格,必須從細節抓起、從源頭治理、全方位著手,在抓好系統接地工作的基礎上,對臺站設備實施綜合防雷工程。要對設備防雷要認真規劃、設計、施工,設備接地工作必須嚴格要求、高度重視,務必做到系統接地(即:連線堅固、地網可靠、洩流暢通),總的來說,在一個工作區域內,儘量將鄰近的機房、鐵塔、天線、變壓器、配電櫃、通信電纜統籌考慮,按均壓、等電位的原理把工作地、保護地和防雷地組成一個聯合接地網,臺站內各類接地線應從接地匯集線或接地網上分別引入,擴大地網範圍,增強整體防雷能力。

  一、無線通信防直接雷的接地工作

  對於防直接雷襲擊,我們一般主要採用避雷針、避雷帶網等傳統避雷裝置,只要設計規範,安裝合理,這些避雷設施便能對直接雷進行有效的防禦,這種方法經濟、簡單,但要注意,避雷針應當裝在高於天線尖端數米,避雷針與天線之間應有一定的間隔,以防止由於避雷針的存在而損壞天線的輻射圖形影響通信效果。一般的做法是避雷針成為天線塔體的主杆,通信天線裝在避雷針外線大約1.5個波長以外。由於避雷針帶接觸雷擊的強度較大、範圍較廣,首先要確保其具有良好的電流瀉放通道,主要接地標準應做到:

  ①避雷地線的直流通路的電阻要求足夠低,一般為10—50Ω,小於5Ω最佳,由於雷電浪湧電流較大,頻譜較寬且持續時間短,因此要求必須有儘量小的電感量。

  ②地線不能用扁平編織線或絞合線,因為這種線電感較大,不利於洩放雷擊電流,且容易被腐蝕。要儘可能使用3毫米以上的實心導線,且最好是相同的金屬材料。

  ③為了增大地表層的洩放面積,可採用埋設有一定間隔的多根接地體,且相互焊接。如在建築物的四周以1至2米的間隔埋上10根左右的銅管,並把它們焊接起來。

  接地體宜採用熱鍍鋅鋼材,其規格要求如下:

  鋼管φ50mm 壁厚不應小於3.5mm。
  角鋼不應小於50mm×50mm×5mm。
  扁鋼不應小於40mm×4mm。

  但由於無線通信臺站的環境條件不一,其地網往往難以組成沿房屋四周封閉式的環形地網,所以對地網組成方式給予了靈活考慮,但機房工作地、保護地、鐵塔防雷地三者應共同地網,且要求鐵塔與建築物連通(含地下、樓頂),有困難時也要確保樓頂避雷帶與鐵塔地網連通。對於地處市郊、多雷區(年雷暴日大於20天以上)或建築物較高而得不到周圍建築物防雷設施保護的臺站,其地網應在地下、地面上作多點(兩點以上)焊接連通,特別注意的是,在地網焊接連通時要與設備斷開操作,以確保系統安全。

  實例1:(雷擊情況)如我公司無線集群通信系統主站機房在1999、2000年夏季分別受強雷擊,造成天線塔頂放大器等部分損壞,大部分對講機用戶無法入網通信。

  (防雷措施)經防雷公司作檢查後提出相應整改意見,我們參照集群移動通信基站及維護規程有關接地電阻的規定,為確保移動通信基站的接地電阻值小於5Ω,在機房樓旁原天線鐵塔接地處再引出兩根扁鋼帶與機房地網重複焊接,並埋入地下1米一直連到配電房接地點,每隔3米打入一根角鋼作地下敷設接地體,從而形成沿樓房四周的封閉環形接地裝置。這樣一來,雖然系統處於成都平原的重雷區中,但實踐證明:接地改造後,對改善鐵塔天線防雷和保護其它設施的效果顯著,最大程度上減少了直接雷的襲擊事故。

  除了做好室外防雷設施的有效接地外,從防雷工程的系統性和綜合性來考慮,還要注意通信機房內相關設施的聯合接地,即機房內走線架、吊掛鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應作保護接地,保護接地線一般宜採用截面積不小於35mm2的多股銅導線。按照《通訊局(站)防雷與接地設計規範》要求,對機房的接地引入線長度不宜超過30m,其材料為鍍鋅扁鋼,截面積不宜小於40mm-4mm或不小於95mm2的多股銅線。接地引入線應作防腐、絕緣處理,並不得在暖氣、地溝內布放,埋設時應避開汙水管道和水溝,裸露在地面以上部分,應有防止機械損傷的措施。 

  二、無線通信防感應雷的接地工作

  無論多麼完善的避雷針帶,對感應雷擊都無能為力,由於其來自線路的感應電流,加之有的系統屏蔽差,以及沒有採取有效的等電位連接措施、綜合布線不合理、接地不規範造成地電位反擊等,因此需要運用完善的綜合防雷手段,在電源和饋線等線路上安裝相關的避雷器SPD,與合格的避雷針帶有機結合、相互補充,構成一套完整的防雷體系。而對任何先進、科學的防雷器件而言,設備的本身接地和防雷器的接地都尤為重要,一般要求通信機房地阻不超過1Ω,這也是保證避雷設備發揮作用的前提和關鍵。

  1.機房內的設備首先要做到保護地、工作地等電位連接,特別是相關設備機箱的外殼必須接地,以最大程度上減少二次感應雷擊的危害。對接地匯集線和接地排的要求較高,它一般設計成環形或排狀,材料為銅材,截面積不應小於120mm2,也可採用相同電阻值的鍍鋅扁鋼,機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、牆面或走線架上,接地匯集線應與建築鋼筋保持絕緣。

  2.通信站傳輸射頻信號的同軸電纜饋線一般都有金屬外護層,應在上部、下部和經走線架進機房入口處就近接地,在入機房處的接地應與地網引出的接地線直接連通,以瀉放線纜在外界感應的雷電流。當鐵塔高度大於或等於60m時,同軸電纜饋線的金屬外護層還應在鐵塔中部增加一處接地。在天饋系統中安裝避雷器時要注意以下方面的接地問題。一是避雷器的接地端的接地電阻不得大於5Ω,否則將影響防雷效果;二是安裝通信天線時,天線支撐杆要與鐵塔可靠連接,連接電阻等於零,饋線應從鐵塔內部垂下,並每隔一段距離用銅絲與鐵塔固定。

  3.為有效防範在電源和信號線路上產生感應雷擊,所設置的各種避雷器的接地狀況直接關係防雷效果。對於配電櫃中電源避雷器的接地線,應至少保證截面在16mm2以上,而信號線路的避雷器的接地線也要達到截面在6mm2以上,並且到接線排的距離要越短越好在小於1米範圍內,這樣一旦受雷擊時,可保證避雷器上強電流在最短時間內瀉放,達到對電源、信號線路的有效防雷目的。

  4.為防感應雷擊的二次破壞效應,我們必須重視接地線的布設,切記不可將避雷器接地線與供電或信號線路混合綑紮,雖然平時看起來線路相互之間沒有幹擾和簡潔美觀,可一旦發生雷擊,避雷器作用時強大的瀉放電流將在瞬間再次感應同向的鄰近線路,從而造成相聯設備受損,這一點我們往往容易忽視,可事實卻提醒我們在防雷工作中不可半點馬虎,否則後果不堪設想。

  實例2:(雷擊情況)我公司的800兆集群機房於2000年7月29日遭受強雷擊,強大的感應雷流通過天饋線路避雷接地線湧向地網,保護了天饋線路部分,但是由於該接地線與幾個信道機信號線混在一起,所以產生對這幾個信道機的信號線路二次感應電流,從而導致這幾個信道機參數丟失和正反向功率校準電路失靈。

  (防雷措施)故障發生後經我們加班搶修才恢復正常。通過吸取這次事件的教訓,我們在防雷專家的指導下,對機房內所有接地線路的走向作了改進,確保接地線的獨立和暢通,類似情況也再未發生。

  三、以接地工作為根本,通信防雷力求有的放矢、綜合治理。  

  雷電作為一種自然現象,我們對它的認識和防範總在不斷地探索和提高,也不能僅僅依賴防雷器件的作用,在設備運行維護工作中,我們必須認真總結經驗教訓和提高警惕,從全局性著眼、細微處入手,把諸如系統接地、線路保護等基礎性的工作做紮實了,才能進一步確保防雷質量。我公司一貫堅持人為預防和應急措施相結合的防雷理念,認真做好設備接地的日常巡檢和定期維護工作,經常組織技術人員對機房地阻進行測量和對比,努力排除防雷的安全隱患,多年以來,我們針對800兆無線集群通信系統主站機房位置特殊性、其地勢平坦空曠,加上其收發天線高達七八十米,周圍又無高大建築物,受雷擊的危險程度較高,從而採取了一系列改良措施:認真做好系統設備的等電位連結和重複接地,設法改善系統接地條件,擴大地網覆蓋範圍,屏蔽入室電線、電纜,定期測試和加緊加固原有的避雷器等等,這些都對當前防雷工作起到一定的促進作用,但是要做到更好的防雷和避雷,必須運用更加科學和完備的綜合治理手段,努力做到防微杜漸、未雨綢繆,萬一遇上特殊惡劣的強雷雨情況,還要因勢利導、隨機應變。這樣,才能有效地防止雷擊事故,減少因此而造成的設備停機和故障隱患,提高無線通信保障能力。

相關焦點

  • 通信設備防雷接地的基本原則
    通信電源的保護地應與通信設備保護地共用一組接地體,通信電源與通信設備處於同一機房的情況下,宜共用同一個機房保護接地排。通信機房的交流供電系統應採用TN-S供電方式。直流電源櫃的工作地、保護地應與通信設備保護地共用一組接地體,直流電源櫃與通信設備處於同一機房的情況下,宜用同一個機房保護接地排。4.3 電纜布放為了防止強大的雷電侵入波能量通過各種線纜(如電力線、通信線等)損壞通信設備,應採取以下措施來減小雷電能量:(1) 所有的進出局站的線纜都應採用埋地敷設方式,並應選用具有金屬外護套的電纜。
  • 建築電器防雷接地裝置的設計及要求
    3.3 新建建築物為綜合性建築物,涉及到通信、計算機等弱電設備的安裝,其防雷設計將涉及氣象、供電、通信、計算機等多個專業的技術規範,設計單位應同建設單位到市防雷設施檢測所進行諮詢,確定設計方案,以避免人力和財、物力的浪費。
  • 防雷技術在變電通信機房的應用中存在的問題
    感應雷由靜電感應產生,也可由電磁感應產生,形成感應雷電壓的機率很高,對建築物內的低壓電子設備造成較大的威脅,計算機網絡系統的防雷工作重點是防止感應雷入侵。安裝問題感應雷就是附近有雷電時,通過電磁感應在金屬導線上形成的瞬間高壓,從而打壞設備,所以你把和設備相連的所有金屬導線斷開,理論上就不會感應到雷擊。
  • 智能防雷監控技術在港口起重設備上的應用
    肖炳林廣州港股份有限公司南沙貨櫃碼頭分公司 廣州 511462  摘 要:針對貨櫃碼頭單臺起重機安裝防雷措施存在保護缺陷的現狀,對港口大型起重設備進行了智能防雷監控技術改進,經過兩年多的實踐應用,取得很好的防雷保護效果,實現了實時監控防雷設備工作狀態,並有效採集了雷電衝擊基礎數據,為日後港口起重機的管理提供依據
  • 防雷接地施工技術
    一、施工準備認真閱讀電氣施工圖及建築相關圖紙,了解設計意圖,準備好防雷接地系統施工的相關材料、機具設備,對防雷接地系統施工所需半成品進行加工。三、防雷接地分項工程施工工藝做法:(一)基礎接地:1、防雷接地樁的利用率如下3類防雷等級故樁的利用率必須達到50%,樁主筋應大於或等於Φ16,當樁主筋小於Φ16時應用4根不小於Φ12的樁鋼筋。
  • 你懂防雷接地系統嗎?來看看機房防雷接地施工工藝流程
    防雷工程的一個重要的方面是接地以及引下線路的布線工程,整個工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取決於此,所以應該認真的系統的研究。 電力、電子設備的接地,是保障設備安全、操作人員安全和設備正常運行的必要措施。可以認為,凡是與電網連接的所有儀器設備都應當接地;凡是電力需要到達的地方,就是接地工程需要做到的地方,從而使人體避免觸電的危險。
  • 關於無線網橋應用及工作原理解析
    無線網橋顧名思義就是無線網絡的橋接,它利用無線傳輸方式實現在兩個或多個網絡之間搭起通信的橋梁。無線網橋除了具備有線網橋的基本特點之外,無線網橋工作在2.4G或5.8G的免申請無線執照的頻段,因而比其它有線網絡設備更方便部署。
  • 雷電的形成、危害及防雷接地原理
    針對雷電的危害,防雷必須是全面的。防雷主要包括以下六個方面:控制雷擊點(採用大保護範圍的避雷針);安全引導雷電流入地網;利用完善的低阻地網,消除地面迴路;電源的浪湧衝擊防護;信號及數據線的瞬變保護。如有特殊要求設置獨立地,則在兩地網間用地極保護器連接,這樣,兩地網之間平時是獨立的,防止幹擾,當雷電流來到時兩地網間通過地極保護器瞬間連通,形成接地系統。(1)等電位連接:防雷工程的一個重要方面是接地以及引下線路的布線工程,整個工程的防雷效果甚至防雷器件是否起作用都取決於此。電力、電子設備的接地,是保障設備安全、操作人員安全和設備正常運行的必要措施。
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    一、為什麼要做防雷接地?計算機和網絡越來越深入人們生活和工作中,同時也預示著數位化、信息化時代的來臨。 這些微電子網絡設備的普遍應用,使得防雷的問題顯得越來越重要。二、機房防雷的必要性雷擊可以產生不同的破壞形式,國際電工委員會已將雷電災害稱為「電子時代的一大公害」,雷擊、感應雷擊、電源尖波等瞬間過電壓已成為破壞電子設備的罪魁禍首。從大量的通信設備雷擊事例中分析,專家們認為:由雷電感應和雷電波侵入造成的雷電電磁脈衝(LEMP)是機房設備損壞的主要原因。
  • 電力系統微波通信站防雷和接地的一般規定
    2、微波塔的棧橋以及外樓梯構件的主筋必須與微波機房的接地裝置可靠連接,金屬連接點均要有2、點以上。微波塔與其它建築物間的空氣中淨距離應不小於5m.在機房內,應圍繞機房敷設環形接地母線。機房內各種電纜的金屬外皮、設備的金屬外殼和不帶電的金屬部分,各種金屬管道、金屬門窗框等建築物金屬結構、金屬進風道、走線架、濾波器架等以及保護接地、工作接地,均應以最短距離與環形接地母線連接。
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    、供(配)電站綜合防雷工程、建築物直擊雷防護工程、各種接地工程的設計施工;避雷針及航空障礙燈塔的設計施工;各種新型接地設備研發、生產、銷售及安裝為一體的高新技術企業,是一家專業性較強的特種行業的工程公司。
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  • 防雷接地測試方法及注意事項
    近年來高層建築、高壓輸電線路特別是電子設備、計算機網絡通訊廣播等遭到雷擊的事故時有發生造成設備被毀通訊中斷嚴重的還引發火警甚至導致人身傷亡等惡果。完善建築物、構築物的防雷設施已受到各方關注和重視。下面天津眾納科技有限公司給大家介紹如何測試防雷接地方法:一、防雷接地的測試方法檢測避雷針、高層建築物等設施的接地電阻,接雷後能否順暢導入大地。1、你先找到防雷接地網的接地引線或等電位聯接箱。
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    在上述工作完成後,在所有焊口刷上防鏽漆。室外無線通訊設備的防雷雷針的保護區  避雷針的保護區是避雷針下面45°傘形區(如下圖)。屋頂的電氣設備必須安裝在避雷針的保護範圍內。安裝避雷針必須注意它與受保護對象距離應大於4m,因為避雷針及引下線受雷電感應能擊穿2 ~ 3m的空氣。
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