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博客

【干货】通信产品设备防雷设计及防雷器件选型要点分析

已有 105 次阅读2016-5-27 14:48

随 着社会的不断进步,物联网的发展,电子产品的室外应用场景,持续高增长,电子产品得到了极其广泛的应用,无论是公共事业,还是商用或者民用,已经深入到各 个领域,这也造成了产品功能的多样化、应用环境的复杂化。随着产品功能越来越多,其功能接口也越来越丰富,比如:网络接口(带POE功能)、模拟视频接 口、音频接口、报警接口、RS485接口、RS232接口等等。功能在不断地增多,但是对于产品的体积要求越来越小,在增加设计难度的同时也会使产品面临 着更多的威胁,比如雨季随着雷电的增多,产品批量的损坏;冬季设备安装调试时,由于静电造成设备的功能异常等等。本文硕凯电子将着重介绍通信产品设备的防雷保护该如何设计。

通信产品在应用的过程中,由于雷击等原因形成的过电压和过电流会对设备端口造成损害,因此应当设计相应的防护电路,各个端口根据其产品族类、网络地位、目标市场、应用环境、信号类型以及实现成本等多种因素的不同所对应的防护电路也不同。

随着通信建设速度的加快,新的防护体系已从单一防护体系转为多级防护,多级防护包括防直击雷、防感应雷电、防地电位反击引起的瞬间过电压影响等多方面的防护,应根据数字程控、数字微波、VHF、光电传输、交直流电源等所有微电子设备的不同功能、不同受保护程度确定防护要点和保护等级。根据雷电引起瞬间过电压的危害的可能侵入的通道,从电源线到数据通信线路都应该做到多级保护。

通 常来说,避免建筑物及设备遭受雷击的方式大致有四种:①疏导,即将雷云中的电荷通过引线疏导至大地,避免直接雷击或感应雷击电流流经建筑物或通信设备,从 而使建筑物或通信设备免受雷击。②隔离,即将雷电所产生的过电压和被保护物隔离开来从而避免雷击。③等位,即将铁塔地、天馈线地、设备工作地、建筑物的公 共地等置于等电位上。④中和,即释放出异性电荷和雷云中的电荷进行中和,从而阻止雷电的形成。

根据国际、国内相关技术的发展以及国际、 国家和信息产业部的有关设计规范,可以明确以下几点。

    1.通信基站必须按规范建立在联合接地系统、均压等电位分区保护的基础之上。

    2.防雷装置的接地电阻应符合《建筑物防雷接地规范》与通信行业防雷接地标准。根据各通信机房、基站等所处的环境,应从电缆引入开始安装多级保护器。

    3.防雷装置的接地线应尽可能短,因为在雷击情况下,接地线的阻抗主要取决于接地线的电感,而电感主要取决于接地线的长度。因此,接地线应尽量粗、短而直,禁止不必要的弯曲、打圈和迂回,这样才能达到理想的防雷效果。

    4.注意避雷元器件使用是否正常,应在每年雷雨季节到来之前和过后对其进行检查,重点测试它们的动作电压和额定电压下的漏电流,如果测试数值跟原来产 品参数存在一定范围的变化,就应该立刻更换器件,避免出现问题而造成测试出现问题。

     5.无论通信基站还是通信设备,都须采用层层防护的原则。

防雷设计是保证通信电源系统可靠运行的必不可少的环节,雷电对信息设备产生危害的根源在于雷电电磁脉冲,这种雷电电磁脉冲包括雷电流和雷电电磁场。雷电流是产生过电压的根源,而雷电电磁场则是产生感应过电压的根源。

对于通信设备而言,雷电过电压来源主要包括直击雷/感应雷过电压、雷电侵入波和反击 过电压。在一般情况下,通信电源必须采取系统防护、概率防护和多级防护的防雷原则,通信电源系统应采用多级防雷体系。采用防雷器件时还应考虑到防雷器件对系统的影响,包括工作电压、工作电流、工作频率、谐波干扰、工作温度、泄漏电流、绝缘等级、插入损耗、结构形式、远程监控、操作与维护等,还有安规的影响。总之,防雷对通信设备来说是一个永恒的话题,接地系统的正确与否直接关系到通信设备和人身的安全。

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