信息化军用通信基站防雷保护问题研究

发表时间:2021/3/11   来源:《工程管理前沿》2020年33期   作者:张 练
[导读] 当前军用通信基站防雷保护中存在的主要问题有不规范、不系统、不重视、老传统、花钱多、效果差等问题。
        张 练
        身份证号:51021119820919****  重庆市九龙坡区 400039
        摘要:当前军用通信基站防雷保护中存在的主要问题有不规范、不系统、不重视、老传统、花钱多、效果差等问题,原因在于:(1)错误地应用常规防雷(即传统防雷)保护电子信息系统;(2)对信息防雷缺乏认识,没有引起足够重视;(3)许多信息化军事设施缺乏真正的信息防雷保护;(4)缺乏规范化管理。本文通过阐述正确的军用通信基站防雷保护、通信基站防雷设计和接地要点,希望能够为行业抛砖引玉。
关键词:通信基站防雷检测;关键问题;接地要点分析

        一、正确军用通信基站防雷保护
        随着信息技术的飞速发展和广泛应用,现代战争已日趋信息化,信息和信息系统的优势,在很大程度上将决定战争的胜负,因此根据LEMP的防雷要求,信息化军事设施应作以下信息防雷保护:
        (1)直击雷保护
        信息防雷的直击雷与常规防雷不一样,常规防雷采用招引性的直击雷保护,靠其高度招引直击雷;而信息防雷则不然,它采用抑制性的直击雷保护。因为信息系统的雷害主要来自LEMP,所以信息系统的直击雷保护就是要从源头控制LEMP的产生,为此应尽量采用屏蔽型,抑制型的直击雷保护,如避雷网避雷带等。当必须采用避雷针保护时,也应尽量采用短针,多针,以减小保护半径,降低雷击概率,实现既防直击雷,又不因此而大大增加雷击概率的目的。
        (2)配置浪涌保护器
        LEMP是通过信息系统的引线的耦合效应,产生感应脉冲过电压波引入信息设备内部造成的。因此信息系统的引线往往是感应耦合的雷电通道,当然这与引线的屏蔽,软线方式,长度等有关,所以应根据系统的具体情况,在相应的雷电通道配置SPD,把感应脉冲过电压波截获在信息设备之外,以确保信息设备的安全。
        (3)低阻抗地线均压网络设计
        大量的事实告诉我们,信息系统被雷击损坏的器件多数是引线接口板,经过被损接口板的检测与分析证明,损坏的原因主要是感应脉冲波引入后产生毁坏性电位差造成的。因此,解决毁坏性电位差是信息防雷设计的重点,也是信息防雷的基础,离开这个基础就不可能有信息防雷安全。为此应设计一个低阻抗地线网络系统,给系统由适应不同电特性和负载特性的地线网络组成,它们间只能由一个靠近接地极的公共接地点连接,彼此间没有闭合回路,并由公共接地点给各地线网络供基准零电位,从而保证信息防雷安全。
二、通信基站防雷设计
(一)接口保护
        现代通信基站是技术密集型场所,在基站设计过程中有很多接口,如:电源接口、光纤接口、音视频连接头、接地线口等。这些接口在通信基站运行过程中发挥着重要作用,但同时也是易受雷电影响的部位,接口处受到雷击将会直接影响基站的正常工作。为此,需要加强对接口处的防雷保护,设置一级过压保护,降低接口处受到雷击的影响。


(二)等电位连接
        雷电对通信基站产生的电流影响主要通过导体两端的电位差,电位差的产生使得电流传递。因此,根据电位差的发生原理,采取等电位连接方式,在等电位连接过程中将基站作为一个等电位体,将地线通过电器进行统一连接,构建等电位体。配合完整的开关装置和传导性优异的导体,如此,在雷电影响下基站整体不易形成电位差,从而保证基站不受雷电影响,提高防雷能力。
(三)雷电屏蔽
        雷电屏蔽技术通过导电材料对电磁场进行控制,改变交变电场强,从而有效降低雷电对通信基站的穿透力,降低基站设备被雷击的可能性。雷电可以划分为三个类型,分别为热雷电、地形雷电和锋雷电,雷电所产生的电流和电压有着较大强度。在雷击的时候基站周围产生强大的电磁场,这些电磁与电流量成正比,在雷电电磁传递的时候会形成较强的交变磁场,影响通信设备安全和稳定运行。为此,可以通过选择合适的雷电屏蔽器对雷电进行屏蔽,屏蔽器主要根据雷电类型进行选择,最大程度上降低雷电对通信设备的影响。另外,还需要选择合适的浪涌保护装置,保证通信信号的畅通,避免受雷电波的影响导致信号中断。
三、通信基站接地要点
(一)基站铁塔上安装馈线接地
        在对基站铁塔进行馈线分布和设置的时候需要进行合适设计,保证通信基站馈线接地的准确性,在进行基站上端、下端和机房进口的馈线布置的时候,需要按照就近原则进行接地。另外,在机房入口的位置需要设置合适的接地线网,做好连通实验。如通信基站铁塔的高度主要为60m以上,其屏蔽层的位置主要在铁塔的中间位置,为了保证屏蔽的效果可以在铁塔的中间位置增加连接点,保证接地线与相关装置连接的有效性。
(二)基站房顶设置轻型楼顶塔的防雷接地
        通常情况下,通信基站的位置设置在较为空旷的地方,主要分布在居民楼、高层建筑的楼顶,机房放在基站铁塔的顶部。铁塔的四角和楼顶都需要接地,保证避雷带的稳定性,同时还有利于避雷网的焊接和连通。另外,还可以在机房的四角设置合适的接地体,选择四角辐射式的接地体能够最大程度上实现对雷电的分流,从而有效减少雷电对基站的破坏。但是在实际建设过程中需要保证接地网分布位置的合理性,保证接地网和塔基四角的距离在1米内,而接地网网格的边长不能够大于3厘米,在塔基四角设计的时候需要考虑到塔基的封闭性,搭建牢固的基地桩,采取强度较大的钢筋保证基地桩的稳定性。
(三)基站低压电缆引入时的接地设计
        在通信基站采用三相五线制供电方法,由于通信基站的用电负荷相对较小,一般功率在20KW内。因此,在基站建设过程中可不采用变压器,直接将低压电缆引入基站。在实际操作过程中,需要确定低压电缆的长度,对电缆的长度进行合理划分,确定电缆的规格。低压电缆要求整体引入基站地下,不同规格电缆的埋地长度和深度有不同的要求,通常情况下要求电流埋地长度不超过12米,埋地深度不超过60厘米。
结语
        综上所述,通信基站是我国通信行业的基础设施,在无论在经济社会发展、国家军事安全中都有着极其重要的作用,是保障国家信息化革命,军队打赢信息化战争的基础单元,但是在基站的实际建设过程中存在雷电防护的问题,需要做好避雷措施,提高防雷检测技术,采取合适的方案提高通信稳定性。
参考文献
[1] 刘吉克.关于微波站地网优化设计[J].邮电设计技术,2018(10):34-35.
[2]李景禄,郑瑞臣.关于接地工程中若干问题的分析和探讨[J].高电压技术,2018(6):127-129.
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