无线基站防雷接地技术要求.doc
《无线基站防雷接地技术要求.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无线基站防雷接地技术要求.doc(49页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 无线基站防雷接地技术要求(征求意见稿)Technology Requirements of Lightning Protection and Earthing for Radio Base Stations目 录前 言IV1 范围12 规范性引用文件13 定义和缩略语13.1 定义13.2 缩略语54 一般原则54.1 无线基站设备可能遭受雷击的主要端口54.2 基站雷击的主要因素64.3各类基站所处地理环境的划分64.4基站雷电保护区的划分的参考结构65 无线基站系统及设备防雷接地技术要求75.1无线基站直击雷的保护75.1.1 直击雷接闪器的技术要求75.1.2 直击雷保护的技术要求75
2、2 天馈线保护的技术要求85.3 进站光缆防雷接地的技术要求85.4 无线基站低压配电系统雷电防护技术要求85.4.1无线基站低压交流配电系统85.4.2直流拉远系统95.4.3无线基站低压交流配电系统第一级SPD配置95.5无线基站及其辅助设备雷电防护的技术要求95.6无线基站及其辅助设备的雷电防护性能测试要求115.6.1无线基站及其辅助设备耐受混合波的雷电防护性能测试要求115.6.2无线基站及其辅助设备耐受冲击电流波的雷电防护性能测试要求116 基站地网与等电位连接要求116.1基站地网116.1.1 基站地网的一般要求116.1.2 无线基站地网形式126.1.3 接地体埋深的要求
3、126.1.4 基站地网的合格判据136.1.5 典型地网示意图136.2机房内部的基本连接结构166.2.1 一般原则166.2.2 等电位连接16附录A(规范性附录)基站内设备抗雷电能力的测试方法17A.1 测试方法18A.2 试验条件18A.3 试验波形18A.4 试验方法18A.4.1 试验前电性能检查18A.4.2 无线基站设备耐混合波的雷电防护性能测试18A.4.3 无线基站电源设备耐冲击电流的雷电防护性能试验22附录B(规范性附录)同轴电缆安装SPD的必要性计算23B.1 计算步骤24B.2 电流沿天线塔的分配因子(a)24B.2.1 管式塔24B.2.2 三脚塔25B.2.3
4、四脚塔26附录C(资料性附录)接地27D.1 无线基站接地的目的27C.2 基站地网的组成形式28C.3 地网大小及网格数与接地电阻的关系28C.4 地网与冲击半径及无线基站地网最佳面积大小31C.4.1 接地网与冲击半径31C.4.2 地网的最佳面积大小32C.5 网格与均衡电压接触系数的关系32C.6 功能分类接地与统一接地33附录D(资料性附录)无线基站雷击的四个端口34D.1 电源端口34D.2 信号/控制端口34D.3天馈线/馈电端口34D.4接地端口35附录E(资料性附录)两种等电位连接的对比分析36E.1典型的星形接地方式的缺点36E.2 网状结构的优点36附录F(资料性附录)基
5、站遭受直击雷时的地电位升与雷电波形雷电流参数的确定37附录G(资料性附录)开关型SPD和限压型SPD的选择问题38G.1 开关型SPD和限压型SPD的性能比较38G.2开关型SPD和限压型SPD的使用环境39G.3 最严酷时的模拟波与实际雷电波形39G.4 基站防雷区的划分与雷电波形40附录H(资料性附录)低压配电系统的防护41H.1 什么类型的SPD符合中国基站的环境要求41H.2基站用电源SPD起火的主要原因41H.3 “3+1”三相电源防雷电路42H.4 单相对称电源防雷电路42H.5 大通流量限压型SPD的技术经济比分析43H.6对于分布式基站直流拉远防护43无线基站防雷接地技术要求1
6、 范围本标准规定了无线基站系统的防雷与接地的技术要求,提出了保护方法及措施。本标准内容包括:为防止雷电(直击雷、雷电电磁场、地电位产生的二次效应)导致无线基站内外各类设备损坏应采取的保护措施,同时从基站遭受雷击的主要因素、雷击的引入渠道入手,对基站接地电阻与接地网的设计、基站通信设备接口的保护和技术指标、基站接地等电位连接等提出相应的要求。本标准适用于基站的建筑物、安装在建筑物内部的无线设备、传输系统(包括微波、光/电传输、配线架等)、动力/环境监控设备、供电系统(包括站点内外的供电变压器)、配电系统、天线、馈线以及用于安装基站天线的铁塔(杆)等。本标准适用于无线基站系统各类站型,包括铁塔包机
7、房、铁塔建在机房之上、铁塔在机房旁边、采用桅杆形式的基站、小型站及各类分布式基站的防雷接地,为避免雷击造成机房内外各类系统设备的损坏,规定了无线基站系统的防护能力及各类设备接口的抗浪涌能力要求。本标准内容不具体规定基站的站型及涉及到无线通信的制式,但包括了各种制式的无线基站可能遇到的所有防雷接地技术要求。本标准不适用于室内覆盖无线基站设备。1、前言部分(IEC)添加到本节内 /2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版
8、本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。YD 5098 通信局(站)防雷与接地工程设计规范YD/T 1429 通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法YD/T1235.1 通信局(站)低压配电系统电涌保护器技术要求YD/T1235.2 通信局(站)低压配电系统电涌保护器测试方法ITU-T K.27 电信大楼内的连接结构和接地ITU-T k.41 电信中心内部通信接口抗雷电过电压能力 YD/T944 通信电源设备的防雷技术要求和测试方法YD/T1542 信号网络浪涌保护器(SPD)技术要求和测试方法IEC 61000-4-5 电磁兼容性 第4部分 试验和测试技术 浪涌抗扰度测试(
9、国标)GB/T 17626.53 术语、定义和缩略语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1.1 增加分布式基站的术语 每个英文单词第一个字母均小写3.1.2落地雷闪密度 Ground Flash Density(GFD)在局部地区单位时间内、单位面积雷击地面平均次数。3.1.3 雷暴日 thunderstorm day一天中可听到一次以上的雷声则称为一个雷暴日。3.1.4防雷区 Lightning Protection Zones(LPZ) 将一个易遭雷击的区域,按照通信局(站)建筑物内外、通信机房及被保护设备所处环境的不同,进行被保护区域划分,这些被保护区域称为防雷区。3.1.
10、5雷电活动区 Thunderstorm Region 根据年平均雷暴日的多少,雷电活动区分为少雷区、中雷区、多雷区和强雷区; 少雷区为一年平均雷暴日数不超过25的地区; 中雷区为一年平均雷暴日数在2540以内的地区; 多雷区为一年平均雷暴日数在4090以内的地区;强雷区为一年平均雷暴日数超过90的地区。3.1.6 雷击风险评估 Evaluation of Lightning Strike Risk根据雷击大地导致人员、财产损害程度确定防护等级、类别的一种综合计算、分析方法。3.1.7雷电电磁感应 Electromagnetic Induction of Lightning雷电流迅速变化在其周围
11、空间产生瞬变的强电磁场,使附近导体上感应出很高的电动势。包括静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花。3.1.8地电位升 Earth potential rise雷电流流入大地时,由于地网接地电阻的存在,相对于无穷远点地电位升高,即雷电高电位引出。3.1.9 二次效应 Quadratic effect以下情况统称为雷电作用下的二次效应:1)当雷电电流从云中泄放到地面时,在其泄放通道周围会产生电磁感应场向外传播或直接通过导体传导,导致在影响范围内的金属部件、电子元器件和电气装置,受到电磁脉冲的干扰而毁坏。 2)雷电电流通过避雷针、引下线、接地网将雷电流引入大地时,由于接地网接电阻的存在,
12、雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和,必然引起地网地电位升高,由于雷电高电位引出,反击雷电压加在与外部连接的缆线的线缆上,致使电源设备、信号端口损坏。3.1.10浪涌保护器 Surge Protective Devices(SPD)通过抑制瞬态过电压以及旁路浪涌电流来保护设备的装置。它至少含有一个非线性元件。3.1.11限压型浪涌保护器 Voltage limiting type SPD无浪涌时呈高阻状态,但随着浪涌的增大,其阻抗不断降低的SPD。常用器件有氧化锌压敏电阻、瞬态抑制二极管等。3.1.12波形参数 wave parameter1)8/20s冲击电流波形及其参数a. 视在波头时间
13、 tf = 1.25 tb. 视在波尾(或半峰值)时间为: tt 1.0 容差项目%峰值10波头20波尾200.90.5 tf =8ms tt =20mst0.10.0tf tt 注:视在波头时间tf:冲击电流波峰值的10%到90%(见图1)间的时间间隔的1.25倍;视在原点O1:雷电波冲击电流峰值10%和90%两点间画一直线与时间坐标轴的相交点;视在半峰值时间tt:从雷电波冲击电流视在原点O1到电流降到半峰值时刻间的时间间隔。图1 8/20s波形的电流与时间关系图2)冲击电压波形图及其参数a. 视在波头时间: tf = 1.67tb. 视在波尾(或半峰值)时间为: tt 1.00.9 容差
14、项目%峰值3波头30波尾200.50.3tf =1.2ms tt =50ms0.0ttftt注:视在波头时间tf:雷电波冲击电压波峰值的30%到90%间的时间间隔t的1.67倍;视在原点O1:雷电波冲击电压峰值30%和90%两点间画一直线与时间坐标轴的相交点;视在半峰值时间tt:从雷电波冲击电流视在原点O1到电流降到半峰值时刻间的时间间隔。图2 1.2/50s波形的电压与时间关系图3)混合波波形参数 由信号发生器产生的在输出开路时具有1.2/50ms电压脉冲,在输出短路时具有8/20ms电流脉冲波形,开路电压(Uoc)脉冲和短路电流(Isc)脉冲之比称为虚拟阻抗(Zf),其值等于2W。3.1.
15、13残压 Residual Voltage 当放电电流通过SPD时,其端子间呈现的电压峰值.3.1.14标称导通电压 Nominal start-up voltage 在施加恒定1mA直流电流情况下,氧化锌压敏电阻的启动电压。3.1.15SPD的标称放电电流 Nominal discharge current(In) 表明SPD通流能力的指标,对应于8/20ms模拟雷电波的冲击电流。 3.1.16 最大通流容量 Maximum discharge current(Imax) SPD不发生实质性破坏,每线(或单模块)能通过规定次数、规定波形模拟雷电波的最大电流峰值。最大通流容量一般大于标称放电电
16、流的2.5 倍。 3.1.17二端口浪涌保护器 two-port SPD具有独立的输入输出端口的浪涌保护器。在这些端口之间插入有一个专门的串联阻抗。3.1.18 接地网 Ground Grid由一组或多组接地体在地下相互连通构成,为电气设备或金属结构提供基准电位和对地泄放电流的通道。3.1.19 等电位连接 Equipotential Bonding将不同的电气装置、导电物体等,用接地导体或浪涌保护器以某种方式连接起来,以减小雷电流在它们之间产生的电位差。3.1.20接地基准点 Earthing Reference Point (ERP)共用接地系统和系统的等电位连接网络之间的唯一连接点。3.
17、1.21总接地汇流排 Main Earth-terminal(MET)单点接地的星形接地系统中,系统的第一级主汇流排。3.1.22局部等电位汇流排 Local equipotential Earthing terminal Board(LEB)电子信息系统设备机房内,作局部等电位连接的接地汇流排。3.1.23天线塔因子 Tower factor(a) 表示沿RBS天线塔流过通信导线束雷电流百分比的因子。3.1.24屏蔽系数 Shielding factor()表示RBS内由于CBN导体的屏蔽作用使通信回路内感应电压衰减的因子。3.1.25几何平均半径 Geometric mean radius
18、 (r)导体的几何平均半径是一个假想的筒形导体的半径,该导体的筒壁极薄,无内部磁通但其外部磁链与原导体的总磁链(内部+外部)相同。(GB1.6)3.2 缩略语下列缩略语适用于本标准DF 英文全称 数字配线架EBB 等电位连接带ERP 接地基准点GPS 全球定位系统LEB 局部等电位连接汇流排LEMP 雷电电磁脉冲LPS 防雷系统LPZ 防雷区MET 总接地汇流排MOV 氧化锌压敏电阻PE 保护地RBS 无线基站RF 射频RRU 拉远射频单元4 一般原则4.1 无线基站设备可能遭受雷击的主要端口雷电可以从无线基站通信设备四个端口影响无线基站的正常工作,由图3所示:图3 雷电的主要引入的端口1)电
19、源端口:包括站点内与供电电源连接的各种设备(如各类通信设备、变压器、配电箱、稳压器、整流模块、空调、照明系统等)的电源端口、交直流拉远端口。 2)信号/控制端口:站点内各种设备传输信号口、监控信号口、控制信号口等。3)天馈线及天馈馈电端口:无线基站的各类天馈信号接口,如天线、GPS、北斗等。4)接地端口:设备的接地端口。 4.2 基站雷击的主要因素无线基站系统防雷接地采取的措施应根据以下主要因素来确定:基站所处的地理环境,在城市、郊区、山区,或易遭受雷击的地区;基站所处地区的年雷暴日;雷电保护区的划分;基站的分类(机房建筑物与铁塔的关系);铁塔或桅杆;公共建筑物或民用建筑物;基站内所配置的设备
20、与系统;供电方式;所在地的供电电压波动情况。(破折号)4.3各类基站所处地理环境的划分541 一般无线基站防雷应根据其所处地区的地理环境影响因素(L型、M型、H型、T型)确定防护等级,另外应考虑雷电保护区的划分、地理环境、年雷暴日、遭受雷击频次、供电电压的稳定性、基站重要性等影响因素。1) L型(城市型):闹市区、公共建筑物、专用机房且雷暴日为少雷或中雷区。2) M型(郊区型):城市中高层孤立建筑物的楼顶机房、城郊、居民房、水塘旁以及无专用配电变压器供电的基站,且雷暴日为中雷区及多雷区。3) H型(山区型):丘陵、公路旁、农民房、水田中、易遭受雷击的机房,且雷暴日为多雷区及强雷区(包括中雷区以
21、上有架空电源线引入的机房)。4)T型(海岛、高山型):高山、海岛,且雷暴日为多雷区及强雷区。4.4基站雷电保护区的划分的参考结构本标准所涉及的RBS其中一类基站参考结构用图4表示,从图中可以看到三个防雷区(LPZ)的划分。1)LPZ0(包括LPZ0A LPZ0B)处于LPZ0区的设备包括:包括天线塔、天线、外部架空缆线、各类室外馈电线缆、低压配电变压器、接地系统。 2)LPZ1 处于LPZ1区的设备包括:包括RBS站房、埋地缆线、内部缆线。 3)LPZ2 处于LPZ2区的设备包括:包括机柜及其内部设备。注:防雷区的图示内容,并不代表IEC建议中关于雷电保护区的划分的所有内容都被本标准所接纳。图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无线 基站 防雷 接地 技术 要求
