3G移動基站電源防雷解決方案

時間:2014-04-04 08:37 來源:ob体育竞彩

隨著國家對3G產業的不斷推進，3G建設正在不斷展開。但3G基站與2G基站的電路結構是不同的，2G基站隻有天饋上塔，但3G基站還存在RRU(射頻遠端設備)上塔的問題，雷擊環境相對惡劣，這給係統防雷設計提出了嚴峻的考驗。考慮3G的上塔線纜為光纖和電源線，而一般采用的是沒有加強筋的光纖，不存在雷擊的問題，所以電源的防雷在解決3G基站防雷中占有重要的地位。

　　因為電源防雷是屬於係統工程，必須整體考慮。一般包括以下4個方麵：交流動力電纜的防雷、基站地網與站內設備的地線連接、站內組合電源係統防雷，RRU電源線及電源端口防雷等。隻有在這4個方麵進行綜合防護，才能達到理想的防雷效果。

　　本文從3G基站電源防雷的4個方麵進行探討，提供一個完整的3G移動基站電源防雷解決方案。

　　3G移動基站電源防雷方案

　　交流動力電纜的防雷

　　進站的交流動力電纜的防護，對有條件的基站，變壓器的高壓側電纜和低壓側電纜均應埋地安裝。根據郵標《YD5098-2005通信局(站)防雷與接地工程設計規範》(以下簡稱‘郵標’)要求“使用專用變壓器時高壓電力電纜的埋設長度不宜小於200M，低壓電纜進機房時，其埋地長度不宜小於15m(當高壓電力電纜已采取埋地敷設時，低壓側電纜一般不做此要求)，低壓埋地電纜，應采用有金屬鎧裝層的電力電纜或穿鋼管埋地引入機房，電纜金屬鎧裝層應該在兩端就近與變壓器地網和機房地網連通”。但對於高壓側電纜，埋地安裝投資及施工難度比較大，一般的基站都難以做到，根據以上同樣標準要求，此時應沿架空線架設避雷線，並在變壓器高壓側加裝高壓防雷器。

　　在交流低壓電力電纜進入機房的入口處安裝B級防雷箱。特別注意B級防雷箱在安裝時應采用“凱文”接線方式，以降低引線上的殘壓，充分發揮B級防雷箱的作用。對於交流低壓電力電纜埋地進入的基站，由於交流低壓電力電纜埋地後對雷擊電流的衰減作用非常明顯，B級防雷箱采用8/20μs波形的普通壓敏電阻式防雷模塊即可，但對於非埋地進入的低壓電力電纜，其雷擊電流可能會比較大，應推薦使用10/350μS波形的高通流容量的主動點火型間隙式防雷模塊。

　　基站地網與站內設備的地線連接

　　基站地網應按照’郵標’的第七章《小型無線基站的防雷與接地》進行地網設計，接地電阻也應滿足小於10Ω的標準。

　　良好的地網設計和較低的接地電阻，對基站的防雷起著重要的作用，但這是遠遠不足夠的。一個防雷接地係統是否成功，更大成度上決定於站內設備間的地線連接(安裝)關係www.gdzxks.com。
　常見的不合理站內設備地線連接關係

　　這是一種最常見的機房內設備地線連接關係。其弊端非常明顯：就是機房入口的B級防雷箱地線引線過長，無法發揮應有作用;另外開關電源的地線也過長，地線上的殘壓會疊加在後端設備的電源端口上。對與這種基站，無論地網設計如何優良，接地電阻小到何種程度，都無法起到良好的防雷作用。

　　‘郵標’推薦兩種等電位地線連接方案：環形等電位連接和星形等電位連接。

　　根據‘郵標’規定“采用環形等電位連接時，應在機房內沿走線架和牆壁設置環形接地彙集線，環形接地彙集線應多點就近與地網連通，站內設備由環形彙集線就近接地。”

　　根據‘郵標’規定“采用星形等電位連接時，基站的總接地彙流排，應設在配電箱和第一級電源SPD附近，開關電源以及其他設備的接地排母線均由總接地彙流排引接。如設備機架與總彙流排相距較遠時，可以采用兩級彙流排”。

　　基站地網和站內設備的地線連接推薦采用‘郵標’規定的等電位地線連接方案，這樣真正充分發揮各級防雷器的作用，實現良好防雷效果。

　　站內組合電源係統防雷

　　對於站內組合電源係統的防雷，其防雷電路比較簡單，也比較成熟，根據‘郵標’，在組合電源係統交流側采用通流容量為40kA(8/20μS波形)的“3+1”方式的交流C級防雷器，在組合電源的直流側采用通流容量為15kA(8/20μS波形)的“1+1”方式的直流防雷器即可。

　　RRU電源線及電源端口防雷

　　RRU電源線從塔底機房一直引到塔頂，空間跨度大，塔頂和塔底地網的電位差也很大，其防雷非常重要，難度也相對較大，應關注以下防雷要點：

　　使用屏蔽電纜，而且屏蔽層兩端要可靠接地，屏蔽層的上端接RRU的外殼(對RRU外置防雷箱的係統，接RRU外置防雷箱的外殼)，屏蔽層的下端在饋線窗處接室外地排，而且不應引進室內，避免RRU電源線屏蔽層將鐵塔雷擊電流引入室內;

　　RRU電源端口的防雷電路應串入差模電感，以抑製雷擊電流流向RRU後端電路。

　　結束語

　　目前3G基站的建設主要集中於城市，尚未大規模推向農村及偏遠山區，而城市的雷擊環境因為建築物普遍較高，基站的鐵塔(抱杆)也往往不是周圍的製高點，所以雷擊環境相對較好。一旦3G基站大規模推向農村及偏遠山區，則將要經曆非常嚴酷的雷擊環境的考驗。3G基站除了電源部分需做好上述的各項措施之外，還應全麵考慮天饋線的防雷，RRU內部電路的防雷設計、GPS的防雷等各個方麵，才能保證3G基站的穩定可靠運行。

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