新型基站设施面临的雷击危险及防护建议

新型基站设施面临的雷击危险及防护建议

       回程设备有多个需保护的脆弱点。除数据线和电源输入线(交流或直流)外，还应将天线纳入考虑。在这种情况下，当被施加IEEE C62.45中规定的8/20μs组合波形时，防护的实现既可以采用AK10或AK15器件，也可以采用抗浪涌能力为10kA或以上的GDT。

         4G无线设备的防雷击、ESD和电源线浪涌保护是系统设计中非常重要的一项考虑因素。如果没有采用相应的设计来防止上述电击威胁，就有可能导致现场故障、产品退货、声誉受损以及丢掉业务的后果。

       传统的基站地点受到大城市人口密度高所导致的现行不动產状况所限。这限制了不断扩大无线语音和数据覆盖范围所需的大规模网络和新基站的快速部署。如今，愈来愈多的运营商需要重建电信设施，而这面临着筹备时间长和建设成本高的挑战。

       关于分布式基站 (DBS)

        分布式基站(DBS)由BBU和RRU组成，能够通过实现射频和基带处理单元的分离，从而缓解基站建设过程中的部分拥塞情况。这些DBS系统支持分布式安装，而无需将设备的全部组件集中在同一区域。通过将部分设备安装在塔上，能够最大限度地减少占地面积。与传统结构相比，DBS结构能够显着降低之前由于在人口密度高的城市缺乏足够的不动产从而产生的整体网络建设成本。

       鉴于DBS远程无线单元(RRU)暴露在雷击环境中，这种新结构将其纳入了更高的风险类别，并针对这些暴露单元采用了更高的安全标准。

       大多数RRU都由直流电源、控制/信号端口、同轴电缆SPD以及光纤传输设备等组成。这些RRU端口和设备暴露在外部环境中，因而遭遇雷击的风险大大增加。

       塔灯供电电缆

        照明电源线应受到下述其中一项保护：

1) 安置于金属管内的非屏蔽电缆；

2) 或未设金属管的屏蔽电缆；

3) 或未设金属管的非屏蔽电缆，但在导线和塔结构之间安装SPD (在电力电缆入户的地方，还需要安装第二组SPD)。

这些SPDS应符合[IEC 61643-1] II类，其额定峰值电流如表1所示。

表1：非屏蔽照明电缆 (8/20μs波形) 的额定峰值电流

        浪涌保险丝可用于保护过电压保护组件。LVSP20/30/40浪涌保险丝可以提供过电压保护，其适用于表2中所列LPL等级的20kA/30kA/40kA类别，从而能够杜绝雷电引发事件造成的裂缝。LVSP是一个浪涌保险丝，因此它必须与过电压保护串连使用，并不能真正进行负载电流。LVSP设计用来保护过电压的组件(MOV或AK系列二极管)对连续过压等故障条件如TOV(暂时过电压)，线膨胀或OV条件异常等可以使OV保护组件过热引起热衰竭。选择LVSPI2T要有足够的承受浪涌测试，行程的速度够快，在过压故障条件下热损伤OV组件之前跳闸。这一点尤为重要，因为这些MOV组件有危险的失败可能。设计工程师需要知道每个保险丝的I2T评级自“闪电等级”，例如，LSVP20具有额定的I2T 4,940 A2S。请参阅下表的选择。

图注:

Catalog Number：产品编号

Surge Rating：浪涌额定值

Nominal Melting I2T A2Sec：标称熔断I2T A2Sec

Nominal Clearing I2T A2Sec：标称间隙I2T A2Sec

        塔灯电源电缆的过电压保护可由SPD提供。这些SPD应是具备高抗浪涌能力的设备(改成:这些SPD应具备有高的抗浪涌能力)，如AK系列TVS或Ultra MOV系列。需特别防护的应用可考虑AK10或AK15系列器件。