現(xiàn)代防雷保護(hù)主要有三道防線,第一,外部保護(hù),將絕大部分雷電流直接引入地下泄散;第二是內(nèi)部保護(hù),即阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)線、信號(hào)線侵入波危害設(shè)備;第三,過(guò)電壓保護(hù),限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過(guò)電壓幅值。
外部防雷系統(tǒng)
一般防止直擊雷破壞是通過(guò)避雷裝置即避雷針、引下線和接地網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成完整的電氣通路后,將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀,但雷電會(huì)透過(guò)多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。對(duì)通信基站而言,天饋線系統(tǒng)和機(jī)房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊,可以通過(guò)合理設(shè)計(jì)避雷針的保護(hù)角和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。但需要說(shuō)明,避雷針必須有足夠可靠,并且有接地電阻盡量小的引下線和接地裝置與其配套,否則,它不但起不到避雷的作用,反而會(huì)增大雷擊的損害程度。
避雷器與接地裝置之間的金屬導(dǎo)體稱為引下線。將避雷針通過(guò)引下線與大地做良好的電氣連接的裝置稱為接地裝置。接地裝置的作用是把由避雷針和網(wǎng)絡(luò)屏蔽引來(lái)的雷電流盡快地放瀉到大地中去,以保護(hù)人員、設(shè)備和建筑物的安全。
所謂的接地網(wǎng),是把需要接地的各系統(tǒng)統(tǒng)一接到一個(gè)地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來(lái)的接地網(wǎng)通過(guò)地下或者地上用金屬連接起來(lái),使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。在接地處理過(guò)程中,一定要有一個(gè)良好的接地系統(tǒng),因?yàn)樗蟹览紫到y(tǒng)都需要通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地,從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。如果基站接地系統(tǒng)做得不好,不但會(huì)引起設(shè)備故障,燒壞元器件,嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全。
內(nèi)部防雷系統(tǒng)
在外部防雷措施中,避雷設(shè)施在雷電發(fā)生的瞬間,接地引下線會(huì)有很大的瞬變電流通過(guò),也就是說(shuō)在周圍會(huì)產(chǎn)生很大的雷電磁脈沖波(LEMP),此時(shí)就需要內(nèi)部防雷措施。
內(nèi)部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。
過(guò)電壓保護(hù)
所謂的過(guò)電壓保護(hù)就是限制被保護(hù)設(shè)備上雷電過(guò)電壓幅值。根據(jù)IEC1312制定的雷電電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),用對(duì)電源部分和信號(hào)部分安裝電源類SPD和通訊網(wǎng)絡(luò)類SPD(瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)器)進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。SPD是保護(hù)電子設(shè)備在受雷電閃擊或者其它干擾造成浪涌過(guò)電壓危害的有效手段。對(duì)于正常工作狀態(tài)下的低壓系統(tǒng),安裝SPD后要求不會(huì)對(duì)原有系統(tǒng)和原有設(shè)備工作特性造成影響;對(duì)于出現(xiàn)浪涌等非正常工作狀態(tài)的低壓系統(tǒng),SPD應(yīng)及時(shí)對(duì)浪涌做出反應(yīng),通過(guò)SPD限制瞬態(tài)過(guò)電壓和分走浪涌電流的特性,將過(guò)電壓降到IEC60664-1規(guī)定的各類別不同設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值以下。對(duì)于經(jīng)歷了非正常狀態(tài)的低壓系統(tǒng),即經(jīng)過(guò)浪涌后恢復(fù)正常狀態(tài)的SPD,應(yīng)恢復(fù)其高阻抗特性,并采取措施防止或抑制電力線上的續(xù)流。當(dāng)浪涌電壓超過(guò)設(shè)計(jì)的最大承受能力和放電電流容量時(shí),SPD可能會(huì)失效或被損壞。
SPD的失效模式大致分為開路和短路兩種方式。處于開路模式時(shí),被保護(hù)設(shè)備將不再受保護(hù)。這時(shí),因?yàn)樘幱陂_路模式的SPD對(duì)系統(tǒng)本身不會(huì)產(chǎn)生影響,很難發(fā)現(xiàn)SPD己失效。為了保證在下一次浪涌到來(lái)之前,能將失效的SPD替換掉,要求SPD必須具備失效指示的功能。處于短路模式時(shí),短路電流由配電系統(tǒng)流向失效的SPD,失效的SPD通常并未完全短路且有一定阻抗,在開路前將產(chǎn)生熱能引起燃燒,此時(shí),對(duì)處于短路失效模式的SPD要求安裝一個(gè)合適的脫離裝置(斷路器),使被保護(hù)系統(tǒng)與失效的SPD發(fā)生脫離。