CDMA宏基站GPS天线端口雷击事故原因剖析
通信基站雷电灾害风险分析
通信基站雷电灾害风险分析发布时间:2021-06-21T08:26:42.492Z 来源:《防护工程》2021年5期作者:陈代亮李丹雍志刚[导读] 通信基站是移动通信网络中最关键的基础设施,作为移动设备接入互联网的接口设备, 主要功能就是提供无线覆盖,即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输站。
通信基站为防止通信基站的信号传输受影响,站址一般会建在视野相对开阔且周围无高大的建筑物,加之其本身高度较高,且其铁塔均为金属构件组成,极易诱发雷电灾害,在固有防雷体系下,如果基站选址不到位,极有可能对基站本身甚至周边建筑物及人身安全造成严重影响,引发雷电灾害事故,因此通过一则实际的案例对基站雷电灾害风险进行了分析,明确了相关的分析方法,仅供参考。
陈代亮李丹雍志刚湘潭市气象局湖南湘潭 411100摘要:通信基站是移动通信网络中最关键的基础设施,作为移动设备接入互联网的接口设备, 主要功能就是提供无线覆盖,即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输站。
通信基站为防止通信基站的信号传输受影响,站址一般会建在视野相对开阔且周围无高大的建筑物,加之其本身高度较高,且其铁塔均为金属构件组成,极易诱发雷电灾害,在固有防雷体系下,如果基站选址不到位,极有可能对基站本身甚至周边建筑物及人身安全造成严重影响,引发雷电灾害事故,因此通过一则实际的案例对基站雷电灾害风险进行了分析,明确了相关的分析方法,仅供参考。
关键词:通信基站;雷电灾害;风险分析雷电灾害是一种非常严重的自然灾害,目前雷电灾害被称为是电子时代的一大公害。
通信基站是移动通信网络中最关键的基础设施,作为移动设备接入互联网的接口设备, 主要功能就是提供无线覆盖,即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输站。
通信基站为防止通信基站的信号传输受影响,站址一般会建在视野相对开阔且周围无高大的建筑物,加之其本身高度较高,且其铁塔均为金属构件组成,极易诱发雷电灾害,而一旦遭遇雷击,对基站本身甚至周边一定范围内的建筑物及人身安全会造成严重影响,引发雷电灾害事故,因此分析通信基站雷电灾害风险具有重要意义。
某卫星地面站雷击事故原因分析及改造措施
某卫星地面站雷击事故原因分析及改造措施某卫星地面站雷击事故原因分析及改造措施近年来,频繁的雷电天气给人们的生活带来了一定的威胁。
在这种环境下,卫星地面站无法避免雷击事故的发生。
为了确保相关设备的稳定、可靠运行,减少人员伤亡和财产损失,需要对这类事故的原因进行分析,并提出相应的改造措施。
本文针对某卫星地面站雷击事故进行了原因分析,并提出了相应的改造建议。
一、某卫星地面站雷击事故原因分析1.导电材料问题在卫星地面站的建设和运行过程中,为了满足对地面站各设备的安装和使用要求,安装导电材料是必不可少的。
但是,一些设计和施工方案不严谨,往往会导致导电材料不能完全贴合地面,留下了许多空隙。
这些空隙成为了雷电接收器和发射器,存在的危险和隐患就相当大。
2.建设设计不符合标准在卫星地面站的建设和设计上,如果设计规范和标准的要求未得到严格遵守,就会增加地面站遭受雷电打击的风险。
例如,建设纪律、接地电极高度分布不均衡、卫星接收器装置未按正规设计方案施工、未按要求减少地下明线等问题极易出现。
3.维护系统不完善卫星地面站的运行维护对于稳定、高效的运作极为重要。
但是,对不正常问题的维护处理和安全问题的矫正不及时、不彻底的问题经常出现。
如果经常忽视地站维护、不做好设备的检查,雷电打击造成的危害就会更加严重和危及人命。
二、某卫星地面站雷击事故的改造措施1.预防措施在新一轮卫星地面站的建设过程中,应采取更先进的技术方案和更严密的建设标准。
以确保设备的运行稳定性和建设的质量。
同时,在预防雷电打击的过程中,还需采用科学技术手段,包括建立高效的接地系统、加强有效防雷的方法等等。
2.维护措施卫星地面站的设备维护是确保设备稳定的重要保障。
因此,在设备维护过程中,应该做到及时响应故障的问题,并采取有效的补救措施。
另外,在维护过程中还应该加强对设备检查和维护保养的标准要求,优化维护保养的流程。
定期检测设备,及时调整和修复可能出现的问题。
3.建设方面建设卫星地面站时,需要遵守标准。
基站设备雷击损坏原因与对策
基站设备雷击损坏原因与对策由于雷击造成移动通信基站通信设备损坏事故的95%是雷电过电压引起的,因此对移动通信基站雷电过电压的保护就更为重要。
一、配电变压器中压侧避雷器损坏(1)原因:a.传统高压避雷器未充分考虑移动基站的恶劣运行环境,其通流指标一般为5kA十五次,65kA一次(且国内多数产品仍未达到该水平);b.高压线距离铁塔较近,当铁塔遭雷击时,会在高压线上感应到较强的雷电流;c.高压避雷器的由于本身质量问题发生损坏。
(2)对策:a.避雷器应采用合格的、能耐受重负荷的且标称放电电流大于10kA的交流无间隙氧化锌避雷器(重负荷避雷器);b.将高压电缆埋地或增加避雷线的方式改造;c.不用假劣产品,尽量选择经测试合格的产品。
二、配电变压器损坏(1)原因:a.高压侧避雷器本身质量原因,残压过高;b.感应雷击电流过大,引起的残压过高;c.接地引线过长;d.低压侧未安装避雷器。
(2)对策:a.选择合格的非伪劣假冒的氧化锌避雷器;b.选择能耐受重负荷的高压避雷器,残压更低;c.改进接线的方式,尽可能缩短高压避雷器的连接线及接地线,同时适当增加等电位线;d.在低压侧加装避雷器。
三、高低压电缆被击穿(1)原因:a.电缆进出口处未加装避雷器;b.铠装层的两端未能可靠接地;c.传送距离过长,且未加装避雷线,导致感应的雷击能量较强。
(2)对策:a.在电缆的进出口处加装高性能避雷器;b.将铠装层的两端可靠接地;c.增加避雷线,或采用铠装埋地的方式改造。
四、计量箱遭雷击损坏(1)原因:a.电源线上感应的雷击能量过大;b.未加任何保护措施;c.布线环过大。
(2)对策:a.计量箱进出电源线采用金属管屏蔽方式;b.加装C级防雷保护器;c.优化布线方式。
五、光缆经馈线入口进入机房沿走线架布放或光缆加强芯接地未处理好(1)原因:经现场勘察发现,有些基站的光缆加强芯固定端有明显的打火痕迹,由于其也是架空引入机房,原理同架空明线,会在加强芯上感应较大的雷击电流;当沿走线架布放时,过高的雷电压会在周围馈线、信号线、电源线上形成感应,引起设备故障。
江苏电信CDMA移动基站防雷接地问题及改造措施
10、室外天馈线走线架未接地 、
三:基站存在的问题、设计依据和改造措施 基站存在的问题、
1、交流电缆和光缆长距离架空引入 、 存在问题】交流电缆和光缆在长距离架空传输过程中, 【存在问题】交流电缆和光缆在长距离架空传输过程中,易通过电缆和 光缆金属加强芯将感应的雷电过电压引入基站, 光缆金属加强芯将感应的雷电过电压引入基站,造成基站 内设备的损坏。 内设备的损坏。 规范要求】 条要求: 【规范要求】6.7.1条要求:移动基站的电力电缆应埋地敷设,使用专用 条要求 移动基站的电力电缆应埋地敷设, 变压器时高压电力电缆的埋设长度不宜小于200m。低压 变压器时高压电力电缆的埋设长度不宜小于 。 电缆进入基站机房时,其埋地长度不宜小于15 m。 电缆进入基站机房时,其埋地长度不宜小于15 m。低压埋 地电缆应选用具有金属铠装层的电力电缆或穿钢管埋地 引入机房, 引入机房,电缆金属铠装层和钢管应在两端就近与变压器 地网和机房地网连通。 地网和机房地网连通。 改造措施】基站内增加最大通流容量为60KA-120kA的电源避雷器, 的电源避雷器, 【改造措施】基站内增加最大通流容量为 的电源避雷器 增强对交流引入线的防雷保护; 增强对交流引入线的防雷保护;有条件的话将低压电缆埋 埋地距离不小于30米 并将铠装层作接地保护措施, 地(埋地距离不小于 米)并将铠装层作接地保护措施 增强对感应雷的屏蔽和泄放。 增强对感应雷的屏蔽和泄放。将光缆金属加强芯做接地处 接地线不小于35mm² 。 理,接地线不小于
通信基站建设诱发雷电灾害事故分析
气 象
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M ETEOROLOGI CAL SCI ENCE AND TECH N0LOGY
通信基站建设诱发雷 电灾害事故分析
李 家 启
( 1重 庆 市 气 象 局 , 庆 4 1 4 ;2南 京 信 息 工 程 大 学 应 用 气 象 学 院 , 京 20 4 ) 重 017 南 10 4
破 坏 性 。雷 电 的 破 坏 作 用 表 现 在 : 大 的 电 流 , 热 强 炽
针 对重 庆市 大足 县移动 通信 基站 建设后 诱发 城南 中 学 频遭 雷击 事故 , 分析其 原 因 , 相关 管理部 门开展 为 基 础设 施建设 提供 参 考 , 雷 电灾 害风 险评 估 和灾 为 害调查 提供 理论依 据 。 1 事 故概况 重 庆市 大足 县城 南 中学 , 建 于 1 9 始 9 4年 , 是该 县第 一所 全 寄宿制 管理 的学 校 。该 校位 于一 山坡 的 半 山腰 , 占地 面积 约 7 0 0m 建校 以来从未 发生过 0 0 , 雷 电灾 害事故 。据 该 校反 映 :0 2年春 , 20 中国移动 通
图 l 移动通信基站与学校位置 图
国 家标 准 《 梁 工 程 防 雷 技 术 规 范 》 修 订项 目和重 庆 市 气 象 科 研 项 目( W GG2 10 、 桥 制 Y 0 2 8 YWGG2 1 2 ) 助 027资 李 家启 , ,9 2年 生 , 士 , 级 工程 师 , 男 17 博 高 主要 从 事 雷 电科 学 与 防 护 技 术 研 究 , ma :qj@ 1 6 cr E i cl l q 2 .on
通信铁塔上的天线遭雷击的原因分析及对策讨论
通信铁塔上的天线遭雷击的原因分析及对策讨论上海邦盛防电避雷技术有限公司王常余上海市防雷中心黄建忠 200030通信天线可装在建筑物的顶部,也可装在铁塔上。
若通信天线装在建筑物的顶部,则根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 500343-2004)第5.4.3条第1款的规定:架空天线必须置于直击雷防护区(LPZ0B)内。
即:天线必须位于接闪器保护范围之内。
而天线与接闪器的水平间距一般要求不少于3m;在计算接闪器保护范围时,滚球半径可取45 m或60m。
通信天线装在铁塔上,也应符合上款要求。
《建筑物防雷设计规范》(GB 50057-94)不适用于天线塔、共用天线电视接收系统、油罐、化工户外装置的防雷设计;但用滚球法确定接闪器的保护范围,涉及的公式和作图法等,均可在其附录四中得到。
1.某通信基站的雷灾事故及相关情况某通信基站,建了一座60m高的通信天线铁塔,铁塔上安装了一支普通的5m高的避雷针,避雷针顶部离天线的顶部相距约2m,两者的水平间距约1m,如图1所示。
某年8月,铁塔周围雷暴活动频繁,铁塔上的天线遭到雷击,天线损坏,机房内部分通信及监控设备被击毁,造成通信中断,正常工作受到影响。
图1 通信天线铁塔示意图2.调查及分析对雷击事故调查、分析如下:2.1铁塔的接地电阻值为5Ω,符合防雷规范的规定要求。
2.2安装质量符合要求,铁塔接地可靠。
2.3经采用滚球法验算,天线处于避雷针的保护范围内。
因避雷针与天线均安装在铁塔顶部的同一平面上,而铁塔顶部为金属体,故可将铁塔顶部视作0平面。
滚球半径取45m,验算结果如下:γX= √ h(2h r-h)- √ h X(2h r-h X)= √ 52×45-5)- √ 3(2×45-3)=4.5m即:避雷针在天线高度的平面上的保护范围为4.5米,天线处于避雷针的保护范围内。
2.4天线损坏应由反击造成。
因天线处于避雷针的保护范围内,也就基本排除了天线遭受直接雷击的可能性。
某卫星地面站雷击事故原因分析及改造措施
Cause Analysis of Lightning Stroke Accident on a Satellite Ground Stationand Reconstruction MeasuresCheng Shu (Zhejiang Prov.Institute of Architectural Design andResearch ,Hangzhou 310006,China )程澍(浙江省建筑设计研究院,杭州市310006)某卫星地面站雷击事故原因分析及改造措施作者信息程澍,男,浙江省建筑设计研究院,高级工程师,主任工程师。
Abstract By investigating the site of the lightning stroke accident at a satellite ground station ,the accident causes are analyzed ,the reconstruction measures for lightning protection are proposed ,and issues which need to be paid attention and easily ignored during lightning protection are summarized.Key words Lightning stroke accidentSiteinvestigationLightning protectionSatellite groundstation Satellite receiving antenna tower Computer room摘要通过勘查某卫星地面站雷击事故现场,分析事故原因,提出防雷改造措施,并总结雷电防护一些需要重视及容易忽视的问题。
关键词雷击事故现场勘查雷电防护卫星地面站卫星接收天线塔机房1雷击事故损失某卫星地面站于2009年11月8日和2010年2月9日两次遭受雷击,若干线路板损毁。
一起通信基站雷击事故的原因分析
测得该地土壤电阻率为 150n ・ m / 工频 阻值为 3 0 m m, 0 n。机房 内安全距 离 、 等电位连 接 、 理布 线 、 蔽 、 电 合 屏 雷 感应 和雷 电波入侵 防护措 施均 达不 到规 范要求 , 主要存
在的问题如下 :
1 该基站防雷 地 网过 于简 单 , ) 只利用 建筑 物基 础做 接地体 , 无增加专业地 网 , 地电阻偏大 , 接 散流效果差 , 而 且该基站 未经 当地 防 雷检 测 机构 的检 测 验收 便 投入 使
后 山的通信基站发生 了比较严 重的家用 电器和通 信设备 损坏事故. 当地气象 部 门接报后 , 速赶 赴事 故 现场 , 迅 经 过 全面 、 细致的现 场查询 、 察和 检测 , 勘 结合 台山市气 象 台的气象资料 , 认定这是一起 因雷击引起的事故。
槽被弹落在地上 , 门 口的 电源 开关 也掉落 在地上 , 家 并闻
中 图分 类 号 :4 P9 文 献 标识 码 : B 文章 编 号 :0 7— 10 2 0 ) 刊 一 14- 2 10 6 9 (0 7 增 0 0 0
20 0 3年 4月 7 日 , 山市 北 陡 镇 早 禾 石 村 以 及 村 子 台
听到几声啪啪 的短暂响声 , 间屋内的 日光 灯 、 瞬 电线 和线
直接经 济损失约 3 0万元 。这次事故没有引起火 灾也没有
4 事故 原 因计 算 、 析 分
1 据台山气象 台提供 的资料 ,0 3年 4月 7日台山 ) 20
地 区 的雷 暴 时 间 为 1 :0—1 :5 34 4 1 ,南 到 西 南 向 。据 省 雷
造成人员伤亡 。
2 事故 发 生经过
吴兆 国 。 张攀 健
通信基站遭雷击事故分析及其防雷改进措施论文
通信基站遭雷击事故分析及其防雷改进措施摘要:通信基站是由电源系统、接受发射系统、天馈线系统、中继传输系统等构成的一个综合系统。
由于各个系统内部复杂,所使用的仪器设备一般是由大规模集成电路组成的高精密仪器。
本文通过一次通信基站雷击实例,从防护直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击方面,分析了基站雷击事故原因及改进措施。
关键词通信基站;雷击事故;防护措施中图分类号: tu856 文献标识码: a 文章编号:引言雷电灾害被联合国有关部门列为“最严重十种自然灾害之一”。
当发生雷电时,带电云层在通信设施天线上产生感应电荷或雷电感应通过通信和电力线路侵入,如果天线和通信线缆与大地之间直流通路不畅,在天线和线缆与大地之间产生高电位而引起过电压,致使通信设施无法承受强电流的入侵而损害。
雷击事故分析现场情况概述2011年夏,位于丰城市福泽公司办公楼旁的中国联通通信基站被雷击中(基站顶端有明显接闪痕迹)。
此基站采用独立接地方式,办公楼利用基础钢筋作自然接地体,基站机房位于办公楼二楼,一楼是公司机房。
基站内供电线路与通信线路用金属走线架入基站机房。
两机房内电源线路均装有某型号过电压保护器。
此次雷击事故损害此次雷击导致基站变压器被击坏;基站机房某型号spd损坏;基站旁的福泽公司办公楼一楼与二楼间楼板被击穿;一楼机房交换机、路由器、计算机等设备严重损坏;很多业务中断;直接经济损失数万元。
地域情况分析江西省丰城市地处该省中南部,雷暴集中出现在6—9月,年均雷暴日约为61天,雷暴强度在江西属中等偏上。
雷电侵入方式主要有五种:直接雷击、雷电波侵入、感应过电压、系统内部过电压、地电位反击。
雷击事故原因分析此通信基站建设之初未进行雷电风险评估。
防雷设计及施工中一些具体环节或措施没做到位,未形成完整一体的雷电防护体系。
基站与福泽公司办公楼的安全距离问题据测,该基站距福泽办公楼约3.4m,地网面积比建筑物面积大,因此两地网间实际距离小于3.4m。
基站设备防雷浅谈
基站设备防雷浅谈由于基站通信的电波传播为直线传播,因此要求基站建在较高的地方,相对周围环境而言,形成一个十分突出的目标,从而导致基站容易遭受雷击,因此损坏通信设备,中断通信的事故在全国各地多次发生,尤其是雷暴日高的省份更为严重,有的基站直接经济损失几十甚至上百万元。
根据调查,基站防雷通常存在以下问题:1、天馈线进入机房前没有接地;2、避雷针在机房屋顶虽然接地,但接地电阻值太大;3、有的基站机房内通信设备保护接地不规范,直接与屋顶女儿墙上的避雷带相连,接地电阻太大;4、天线铁塔接地和机房接地没有形成联合接地,两者之间存在地电位差;5、有的接地引线和螺丝拧在一起,而且螺丝已生锈,没有达到接地目的;6、有的基站铁塔接地不规范,只用一根扁铁从铁塔一个角与机房建筑搭在一起,而且电器也没连通;7、有的基站机房屋顶上所有金属突出物没有和女儿墙上避雷带电气连通;8、有的基站机房屋顶上女儿墙上避雷带与建筑物主钢筋没有焊接连通;9、有的基站铁塔上的避雷针尺寸不符合规范要求;10、有的基站铁塔高度为70米,天馈线中间和机房入口处都没有接地。
上述情况均不符合防雷要求,都是引雷途径。
当基站遭受雷击时,可能对基站造成危害的主要部位有:1、基站收发信机的馈线入口;2、基站收发信机的电源入口;3、由于保护地线和中性线接地,基站所有电源设备将会受到危害;4、中继传输设备和通信电缆接口;5、有线中继线路。
由于各基站的环境和建设方式不同,所以对基站防雷与接地不能一概而论,应根据具体情况采取防雷与接地措施。
但是在设计或改造基站防雷与接地系统时应遵循以下防护原则:接地方面应注意以下问题:1、基站交流供电方式采用三相五线制,以解决交流零线上的不平衡电流通过联合接地体对移动通信的干扰问题;2、将基站接地系统按照均压等电位的原理进行设计或改造,即通信设备的工作地、保护地、防雷地、建筑地合用一组接地体。
这种联合接地方式主要解决雷击时通信设备和工作人员的安全问题。
移动基站雷击原因及检测方法浅析
移动基站雷击原因及检测方法浅析作者:朱玉洁来源:《中国科技博览》2014年第14期[摘要]随着移动通信技术的不断发展,移动通信基站的数量不断的增加,做好移动基站的防雷检测工作尤为重要,通过移动通信基站遭雷击案例告诉人们雷电对通信设施的危害,并通过对中国移动公司云南省文山州分公司部分移动通信基站的现场防雷检测,提出在对其进行防雷检测应注意哪些问题,技术上如何进行把关,便于有效开展基站的防雷检测。
[关键词 ]移动基站防雷检测注意问题中图分类号:P427.32 文献标识码:A 文章编号:引言随着国民使用手机的日益广泛,通信公司的基站数量在不断增加,鉴于无线通信网络的特点,绝大多数移动基站需建设在视野开阔和地理或地势较高的位置、较高的山坡和山地处,该地也是易遭受雷击的地方。
2004年6月28日晚,内江市隆昌某通信公司2处基站受雷击,雷击原因:有一个基站未安装防雷装置,另一基站安装有防雷装置(包括电源避雷器),但接地电阻超标,达50Ω;2005年6月25日,平凤镇平凤基站受雷击,烧坏电源稳压器,直接经济损失2万元;雷电灾害对通信设备的损害和通信网络的干扰一直是一大难点课题,造成了很大的经济损失,也给用户通信造成了影响。
一、移动通信基站遭受雷击事故的原因分析1.1通过多年来收集的资料,移动基站遭受雷击的原因有:接地电阻值不符合规范要求;未采取共用接地系统;线缆引入不符合规范要求;电源SPD安装不规范或未安装SPD;接地引下线扁钢走向不规范。
1.2基站地网的好坏,是引发雷击事故的根本原因。
1.3雷击环境也是造成雷击事故的原因。
目前是最严重而又往往被人们忽视的因素是附近铁塔的影响。
为了征地和施工的方便,那里有移动(联通)建有基站,附近很快就有联通(移动)建第二个基站,二个铁塔,二个引雷器,使雷击频率增大了,儿二个基站的地网,由于行业竞争的原因,都是不相联通的。
这样,地网电阻即使相差1Ω,当80KA的雷电流打下来,地电位就相差80KV,有些基站相距只有几米,这个电位差足以侵入机房造成雷击事故。
细致分析移动通信基站雷击原因及防雷对策
细致分析雷击原因防雷对策“对症下药”———江门移动通信基站防雷整改体会中国联通XXX江门分公司:欧阳恒、陈朝晖、何华灿广州市顺康防雷科技XXX:黄乃康、黄惠芹江门市是雷区,而且是强雷区。
移动通信基站位于制高点,许多还建在山头上,受雷击的频繁较大,雷击事故屡见不鲜。
05、06年联通公司基站受雷击事故的损失极大。
2006年在甜水基站的雷击事故中,使基站遭受毁灭性的损失,直接经济损失达5万元。
雷雨季节,一个雷下来,电源模块损失数十块。
一年损坏电源模块两百多块。
面对严峻的雷击环境和频繁的雷击事故,中国联通公司江门分公司决定对雷击事故的基站进行整改。
2006年对被多次雷击事故的6个基站(含甜水基站)进行综合性防雷整改,取得可喜的成绩,被整改的基站,经两个雷雨季节考验,只有三个基站的个别模块受损外,均没发生其它雷击事故。
初步认识到了,综合防雷是行之有效的办法。
之后,中国联通公司江门分公司组成了专门的防雷整改小组,系统开展了众多基站的防雷整改工作,同时也探索出一套对付雷击事故的对策,以下是我们的体会。
一、对综合防雷的浅见由于雷击是由直击雷和感应雷这二类不同的原因造成的,从防雷的措施看,要综合这二种手段对付这二类雷击的破坏,称之为“综合防雷”。
从这点意义去理解综合防雷,我们是赞同的。
目前,把防雷的诸多措施,例如等电位连接、多点接地、电源线的屏蔽、安装SPD……称之为综合防雷。
从GB50057-94、YD5098-2005到YD5078-1998规范,都强调使用这些措施的重要性,这些措施都作为考核防雷装置是否健全的标准。
按规范要求,把所有的防雷措施做全了,因为防雷是系统工程,也称之为综合防雷。
综合防雷,固然是十全大补,不会有什么副作用。
如果在地网极差的条件下,像人的体质极弱一样。
但对于体质极弱的人来说,十全大补也不一定能解决问题。
二、整改的方针雷害是由二大类原因而成的,而防雷地网是防雷的基础,也似人的体质一样。
直击雷的防护主要靠地网“导”走雷电流,感应雷的防护,仍然是离不开最终要地网“导”走雷电流。
对移动通信基站中通信防雷分析
对移动通信基站中通信防雷分析【摘要】移动通信基站作为通信网络的重要组成部分,其正常运行受到雷击损害的威胁。
本文旨在分析移动通信基站中的通信防雷情况,包括基站结构分析、常见雷击损坏情况、防雷措施分析、防雷设备的选择与布局以及防雷技术的改进与应用。
通过对这些内容的研究,可以更好地了解移动通信基站的防雷需求,并对未来的防雷技术发展方向提出建议。
文章强调了移动通信基站中通信防雷的重要性,指出防雷技术的不断完善将为基站运行提供更可靠的保障。
未来,应该加强防雷技术研究和应用,以提高基站的安全性和可靠性,为通信网络的稳定运行做出贡献。
【关键词】移动通信基站、通信防雷、雷击损坏、防雷措施、防雷设备、防雷技术、防雷设备选择、防雷技术改进、新发展方向、重要性。
1. 引言1.1 研究背景移动通信基站作为现代通信网络的核心设施,在日常运行中扮演着至关重要的角色。
随着雷电活动的频繁发生,移动通信基站往往成为雷击的重要攻击目标,导致设备损坏、通信中断甚至人员伤亡的严重后果。
对移动通信基站中的通信防雷措施进行深入研究和分析,是十分必要和迫切的。
在雷电活动频繁的地区,如夏季雷雨季节,移动通信基站往往面临着严峻的雷击风险。
由于基站设备大多安装在高处,且通信塔体结构复杂,一旦遭受雷击就很容易导致设备故障或人身安全受到威胁。
加强对移动通信基站中雷击损坏情况的研究和分析,对改善通信网络的稳定性和可靠性具有重要意义。
通过对移动通信基站中通信防雷措施的深入探究,可以为加强基站安全防护提供科学依据和技术支持。
本研究旨在探讨移动通信基站中的通信防雷问题,分析常见的雷击损坏情况及防雷措施,并对防雷技术的改进和应用进行深入研究,为提升移动通信基站的安全性和稳定性提供理论指导和实践支持。
1.2 研究目的研究目的是为了了解移动通信基站在雷电环境下的安全性能,探讨通信基站受雷击损坏的原因和规律,研究当前防雷技术在通信基站中的应用情况以及存在的不足之处。
浅谈铁路GSM-R基站防雷
浅谈铁路GSM-R基站防雷作者:刘慧琼来源:《中国新通信》2014年第05期【摘要】如今,城市化进程日益加快,高速铁路发展受到世界瞩目。
GSM-R通信系统作为客运专线采用的主要通信手段,其应用越来越为普及。
但在实际应用中,出于对节约土地资源以及检修维护等方面的考虑,GSM-R基站频频受到雷击影响。
如何可靠防雷,这一问题备受铁路建设者们的关注与重视。
本文针对以上相关问题做了详细的分析与并提出了解决办法。
【关键词】高速铁路GSM-R防雷Introduction to railway GSM - R base station lightning protection Liu Hui-qiong CR11G Electric Engineering Co.,LTD,Abstract:Nowadays, with the increasing speeding up of urbanization process, the development of the high speed railway attracts the world’s at tention. The GSM-R communication system as the main means of communication used in passenger dedicated line, its application is more and more popularity. But considering the issues of the land resources conservation and maintenance considerations In the practical application, the GSM - R base station has often been affected by a lightning strike. The problem that how to make the anti-lighting reliably is worthy of railway builders’attention and care. This article gives the detailed analysis and solutions to solve the above problems.Keywords:high speed railway; GSM - R; anti-lighting随着我国铁路大建设的兴起,GSM-R系统逐渐覆盖了整个国内铁路市场。
铁路GSM-R通讯基站雷灾原因及防雷对策
铁路GSM-R通讯基站雷灾原因及防雷对策摘要通信事业近年来发展迅猛,基站数量连年增加,雷击事故也呈上升趋势。
通过近两年的雷击事故调查与鉴定发现有些基站的选址、建设、竣工验收及运行各个环节上存在雷电防护方面的漏洞,致使每年约有总数10%的基站遭受雷击。
本文以铁路gsm-r通讯基站雷击事故调查鉴定为基础,以国家及行业规范、行政法规为准则,对铁路gsm-r通讯基站的雷灾原因进行分析及提出具体可行的防雷对策,以供铁路gsm-r通讯基站的建设,安全运行与维护参考。
关键词铁路gsm-r通讯基站;雷击事故调查鉴定;雷灾原因中图分类号u28 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)30-0082-02随着我国通信事业的快速发展和用户需求的不断增加,铁路gsm-r通讯基站的数量越来越多,分布区域越来越广。
很多铁路gsm-r通讯基站设立在条件较差的民用建筑、郊区和山地上。
如何在土质差、接地与动力系统不完善的环境下,建立安全、可靠、经济的防雷体系,直接影响到能否确保网络的安全、高效运行。
而近几年因全球气候变暖的影响,各地平均雷暴日数有上升的趋势。
因此铁路gsm-r通讯基站遭受雷击损坏设备、影响网络运行的情况也一直在频繁的发生。
最近两年来的资料统计,济南地区铁路gsm-r 通讯基站因雷击致基站年受损率约为10%。
2009年本人参加了几起铁路gsm-r通讯基站的雷击事故调查鉴定工作,从现场调查情况来看,基站遭雷击致损有其偶然性也有其必然性。
1 现场实况两年来参加调查基站20处,均处于铁路沿线,属于中雷区。
20站中有14站为电源线架空引入,6站为架空转埋地下引入(但埋地长度太短),16站光纤架空引入。
设备损坏情况为:主配电箱有8站损毁,电源柜有12站损毁,其中有8站c级电涌保护器烧毁爆裂,光端机有10站损坏,其中有1站盘绕在一块的光纤烧熔。
2 雷灾原因分析造成雷灾的原因有其偶然性,因雷击事件本身就是偶然性事件。
通信基站遭雷击的实际原因分析
通信基站遭雷击的实际原因分析通信基站遭雷击的实际原因分析近年来,随着通信建设的发展,通信基站被雷击的情况时有发生。
从工程实践的角度分析,主要原因有:接地不规范、交流引入不规范、通信线路引入不规范。
1接地不规范几种常见的方式1.1错误方式一:馈线金属外护层直接与避雷针专用雷电流引下线(扁钢)相连接等效电路如图1所示:图1 馈线金属外护层直接与避雷针专用雷电流引下线(扁钢)相连接这种连接的结果,是将馈线屏蔽层作为直击雷电流的主要分流体。
当避雷针遭受雷击时,强大的直击雷电流将通过扁钢与金属屏蔽层组成的并联回路流入地网。
由于屏蔽层多为铜质材料,其电阻值与扁钢的电阻值相比要小,电流将主要通过屏蔽层流入地网,同时,馈线的芯线将有强大的感应电流流入基站设备。
1.2错误方式二:馈线金属外护层与爬梯脚踏横铁相连接(图2)图2 馈线金属外护层与爬梯脚踏横铁相连接1.3错误方式三:将馈线屏蔽层引接线叠压在横铁上(图3)这种连接的问题在于:经过多级压接的爬梯脚踏横铁再压接在经过多级压接的铁塔上,爬梯脚踏横铁至地网间已经多个接触电阻的串联,随着时间的延长,多孔位和连接件锈蚀的增加还将使接触电阻增大,从而导致连接点与地网间的电阻值增加。
从图中还可发现:连接屏蔽层与“横铁”间的电缆完全成“U”字型叠压在横铁上,不符合接地连接规范。
1.4错误方式四:防直击雷的避雷针与塔体连接后,就不再做避雷针专用雷电流引下线通信铁塔与电力塔的区别在于:通信铁塔的塔体从上到下依附着连接天线和收发信设备的馈线。
馈线和铁塔都应在设置于塔顶上方并设有专用雷电流引下线的避雷针的保护范围内。
这样,当避雷针遭受直击雷时,强大的直击雷电流将通过专用的雷电流引下线入地网,而此时在避雷针保护下的馈线、铁塔遭受的是相对直击雷电流较弱的感应雷。
如果避雷针不设专用雷电流引下线,连接在塔体上的馈线金属外护层遭受的是直击雷,同时馈线芯线强大的感应电流将使基站设施遭受不可设想的损伤。
CDMA宏基站GPS天线端口雷击事故原因剖析
CDMA宏基站GPS天线端口雷击事故原因剖析关键词:接地、地电位反击1.引言随着中国联通CDMA网络的不断发展,CDMA宏基站大面积投入使用,设备在几年的实际运行中暴露的雷击事故逐渐显现,在宏基站雷击事故中,GPS接收模块损坏的数量占到了实际事故总数量的主要部分。
由于GPS接收模块损坏,造成GPS信号丢失,CDMA宏基站无法正常工作,给客户造成了恶劣的负面影响。
本文将结合GPS接收电路的特点对GPS接收模块损坏的具体原因进行分析和探讨。
2.GPS接收机防雷原理GPS室外天线中内置有低噪声高放电路,所以天线的馈线中除了有1.575GHz的射频信号外还有5V的直流内馈电源。
GPS天馈防雷器需要从两个方面进行防雷,利用带通滤波的原理对射频信号进行防雷,同时还要用两级组合的方式对内馈直流电源进行防雷,使GPS天馈防雷器的限制电压低于10V。
3.GPS接收机雷击损坏分析GPS接收机天线端口不同于一般的接收机电路,信号从室外天线端口进来后不经过带通滤波电路,而是直接进入放大电路,所以GPS接收机抗雷击浪涌的能力十分脆弱,在GPS接收机天线端口加装防雷器防止从馈线感应来雷是必需的。
如果仅安装防雷器而其它接地工程上的问题没考虑周全,同样会使雷击损坏事故频繁发生。
防雷接地是一个系统工程,YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》3.3.3规定:“馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上,”YD/T5098-2001《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》中也做了类似的规定,在通信基站接地施工中实际上把接地分为室内工作接地、室外防雷接地、避雷针接地三根走线,三根接地线分别与总接地网相连。
室内接地汇流排接室内设备的工作接地和电源防雷地,室外接地汇流排接主馈线入室处接地和天馈避雷器接地,为了防止雷击情况发生时出现地电位反击现象,三根接地线在地面上的部分是不能直接相连的。
但移动通信基站设备存在自身的特殊性,收发信机的天馈线铜外皮与设备上的金属外壳是直接相连的,与室内工作和保护接地连接,而天馈线从室外引入时铜外皮又与室外接地汇流排相连,大部分天馈线的铜外皮甚至与装有避雷针的铁塔直接相连,从而造成同轴馈线铜外皮把室内工作地与室外防雷地直接相连。
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CDMA宏基站GPS天线端口雷击事故原因剖析
1.引言
随着中国联通CDMA网络的不断发展,CDMA宏基站大面积投入使用,设备在几年的实际运行中暴露的雷击事故逐渐显现,在宏基站雷击事故中,GPS接收模块损坏的数量占到了实际事故总数量的主要部分。
由于GPS接收模块损坏,造成GPS信号丢失,CDMA宏基站无法正常工作,给客户造成了恶劣的负面影响。
本文将结合GPS接收电路的特点对GPS接收模块损坏的具体原因进行分析和探讨。
2.GPS接收机防雷原理
GPS室外天线中内置有低噪声高放电路,所以天线的馈线中除了有1.575GHz的射频信号外还有5V的直流内馈电源。
GPS天馈防雷器需要从两个方面进行防雷,利用带通滤波的原理对射频信号进行防雷,同时还要用两级组合的方式对内馈直流电源进行防雷,使GPS天馈防雷器的限制电压低于10V。
3.GPS接收机雷击损坏分析
GPS接收机天线端口不同于一般的接收机电路,信号从室外天线端口进来后不经过带通滤波电路,而是直接进入放大电路,所以GPS接收机抗雷击浪涌的能力十分脆弱,在GPS接收机天线端口加装防雷器防止从馈线感应来雷是必需的。
如果仅安装防雷器而其它接地工程上的问题没考虑周全,同样会使雷击损坏事故频繁发生。
防雷接地是一个系统工程,YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》3.3.3规定:“馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上,”YD/T5098-2001《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》中也做了类似的规定,在通信基站接地施工中实际上把接地分为室内工作接地、室外防雷接地、避雷针接地三根走线,三根接地线分别与总接地网相连。
室内接地汇流排接室内设备的工作接地和电源防雷地,室外接地汇流排接主馈线入室处接地和天馈避雷器接地,为了防止雷击情况发生时出现地电位反击现象,三根接地线在地面上的部分是不能直接相连的。
但移动通信基站设备存在自身的特殊性,收发信机的天馈线铜外皮与设备上的金属外壳是直接相连的,与室内工作和保护接地连接,而天馈线从室外引入时铜外皮又与室外接地汇流排相连,大部分天馈线的铜外皮甚至与装有避雷针的铁塔直接相连,从而造成同轴馈线铜外皮把室内工作地与室外防雷地直接相连。
当通信基站遭受雷电侵入时,雷电流不仅通过室外接地汇流排流入大地,还有部分雷电流分流后,通过天馈线铜外皮经基站设备整个外壳后经安全接地线到室内接地汇流排流入大地,整个室内接地线系统都将存在较大的电压梯度,由雷电引起的地电位反击绕过天馈避雷器将直接造成基站设备损坏。
现在从理论上简要分析上述地电位反击情况,图一为通信基站的接地示意简图:通信机房与避雷针共用一个接地网,机房中A为室内接地汇流排,B为室外接地汇流排,AE为设备接地线, DF为天馈线,中间串接天馈避雷器,室内接地汇流排和室外接地汇流排分别经导线引入接地网。
当铁塔上的避雷针遭受雷击时,假设雷击电流为50KA 时,铁塔高度50米,雷电流从
H至G点流入地网(极少部分通过馈线外皮接地处从F点经B至C点流入地网,本处分析忽略此因素),我们忽略地网接地电阻进行理论分析,雷电流产生的电压降UHG=IR+L ,假设铁塔的直流电阻为0.2Ω,铁塔垂直方向的单位电感为1.67μH/m,直击雷浪涌电流上升沿时间为1.2μs,则UHG=50KA×0.2Ω+1.67μH/m×50 m × =3489167V,铁塔上的电压差为3489.167KV,平均每米的电压差为69.8KV/m。
由于基站主馈缆外皮与铁塔相连,可知UFC= UFG,所以主馈缆外皮上的电压差也约为69.8KV/m,假设主馈缆进基站处的室外接地汇流排高度为2m,则通信基站室外接地汇流排上的电压将达到近140KV。
由于通信基站室内接地汇流排与室外接地汇流排分别接入地网,所以当室内接地走线加馈线外皮的长度是室外接地汇流排地线长度数倍时,室内接地汇流排与室外接地汇流排之间就有较大的电压差,由于天馈避雷器把同轴馈线的芯、皮电压进行了箝位,则同轴馈线的芯线电压近似为室外接地汇流排B点的电压,设备天线端口外皮D点的电压远低与芯线(B点)电压,从而造成GPS接收设备因雷击损坏。
具体损坏现象为:当GPS天线端口射频隔直电容冲击耐压水平高于贴片式射频连接器冲击耐压水平时,射频连接器绝缘被击穿,射频连接器损坏;如果射频连接器绝缘没有被击穿,则雷击浪涌电压通过内馈直流电源的限流电阻进入GPS接收板直流电源系统将电路板上耐压水平最低的电路芯片损坏。
对一片地域来说,每年雷电直接击中避雷针是一个小概率事件,但雷电从四处分布的供电电网上感应入侵的事件会经常发生。
同理,当基站电源部分遭到雷电流侵入时,假设雷电浪涌电流为10KA时,我们忽略接地线自身的电阻,则每米导线上的压降为U0= L (L=1.67μH/m;雷电流上升沿时间为8μs),U0= 1.67μH/m × =2.09KV/m,当室内设备接地走线加室外接地汇流排入地线的长度是室内接地汇流排入地线长度数倍时,室内接地汇流排与室外接地汇流排之间同样存在数千伏的电压差,该电压通过设备工作及外壳接地线直接进入设备内部,和与室外接地汇流排相连的馈线之间形成雷击过电压,这种情况同样会造成GPS接收设备因地电位反击而损坏。
生搬硬套YD5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》的具体规定,在实际应用中出现了上述两种情况,均为由于系统接地的不同走线方法,雷电入侵时地电位绕过天馈避雷器对通信设备造成反击,而国家标准并没有规定天馈避雷器的安装位置,许多进口设备内部已经装了避雷器,其接地线与设备接地已经直接相连,形成一个等电位体,完全没有必要拆开接地线再接到室外接地点。
原来通信基站使用的收发信机的天线端口由于有无源的前端腔体滤波器,滤波器耐压等级高,并且有一定的泄放浪涌电流能力,实际应用中问题不易暴露出来。
现在CDMA 通信基站使用了GPS授时系统,GPS接收机装在基站设备内部,它特有的电路结构决定了天线端口的脆弱本质,按原有的标准和习惯施工必然会形成雷击时的地电位反击现象。
如果仍然按原标准施工,当CDMA通信基站遭受雷电入侵时,不论是室外避雷针遭雷或者是远端供电线路上来雷,GPS接收机都将损坏,直接造成基站通信设备瘫痪。
4.问题解决方案
在通信基站施工中由于某些厂家的设备中没有内置天馈避雷器,施工方统一把天馈避雷器安装在天馈走线架上,天馈避雷器的安装位置与基站设备有一定距离(下跳线长度),如果按照标准施工,就会出现诸多地电位反击问题。
由于GPS接收机装在CDMA通信基站设备的内部,构成设备的一个部件,接收机的外壳地线与设备的总地线已经成为一体,对于这种耐压等级比
较低的设备应特殊考虑,将GPS天馈避雷器装在基站设备内部,或装在基站设备天线端口处,尽可能缩短天馈避雷器到GPS接收板天线端口的馈线长度,避雷器的接地线尽量短,并与CDMA 设备的地线引出端子相连,使CDMA基站设备成为一个等电位体,任何情况下严禁有雷电流在设备外壳上形成电流通道,从而降低设备的地电位反击电压。
同时在条件允许的情况下,尽量采用具有限流作用的直击雷防护装置,减低雷电流的幅值也可以减小地电位的差值,降低地电位反击的概率。
尽量降低接地电阻,减小雷击发生时对基站外部其它设备的影响。
为了从根本上解决上述问题,特别是今后国内3G通信系统中不再出现类似问题,只有所有通信设备生产厂家从产品可靠性设计上入手,充分重视产品各个端口的抗浪涌电流能力,将各种功能的避雷器直接装入通信产品内部,与产品形成一个整体后,可以全面提高产品的电磁兼容水平,使产品真正成为全面通过电磁兼容测试的产品。