分析通信站用浪涌保護(hù)器的選擇

洪　峰（長(zhǎng)訊通信服務(wù)有限公司）

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分析通信站用浪涌保護(hù)器的選擇

洪峰（長(zhǎng)訊通信服務(wù)有限公司）

為了提高通信站的工作效率，消除其中可能存在的安全隱患，需要對(duì)與之相關(guān)的浪涌保護(hù)器基本工作原理有著一定了解，明確具體參數(shù)的實(shí)際含義。結(jié)合通信站低壓配電系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，可知浪涌保護(hù)器在實(shí)際的應(yīng)用中取得了良好的作用效果，為通信站電源系統(tǒng)的正常工作帶來了重要的保障作用這種保護(hù)器選擇的過程中應(yīng)該遵循一定的原則和方法，處理好使用過程中的細(xì)節(jié)問題，可以有效延長(zhǎng)保護(hù)器的使用壽命，降低保護(hù)器遭受雷擊的概率。做好通信站用浪涌保護(hù)器選擇的分析工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)參考意義。本文將對(duì)有關(guān)通信站用浪涌保護(hù)器的選擇進(jìn)行深入地分析。

通信站；浪涌保護(hù)器；電源系統(tǒng)；安全隱患；工作原理

通信站在長(zhǎng)期的工作過程中，容易受到雷擊事故的影響，對(duì)于系統(tǒng)的安全性能帶來了較大的威脅，需要采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)。運(yùn)用電磁兼容的原理，可以對(duì)通信站進(jìn)行有效地過電壓保護(hù)，作為多級(jí)雷電過電壓保護(hù)重要預(yù)防措施，浪涌保護(hù)器的防雷效果顯著，提高了通信系統(tǒng)的安全性能。

1　浪涌保護(hù)器的主要內(nèi)容

1.1浪涌保護(hù)器的工作原理

作為一種重要的防雷措施，浪涌保護(hù)器的應(yīng)用范圍正在不斷地?cái)U(kuò)大。它本質(zhì)上是避雷器，通過可靠的現(xiàn)代防雷技術(shù)作用，能夠?qū)δ承┰O(shè)備工作時(shí)電路上產(chǎn)生的浪涌、瞬時(shí)電壓等進(jìn)行有效地抑制，從而提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。浪涌保護(hù)器簡(jiǎn)稱SPD，在通信站防雷過程中起著重要的保障作用。浪涌保護(hù)器的合理選擇和設(shè)置，避免了通信系統(tǒng)或者通信設(shè)備在瞬間強(qiáng)大電流作用下被擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。不同類型的浪涌保護(hù)器，主要是由齊納二極管、氣體二極管、壓敏電阻等元件組成。實(shí)際應(yīng)用中主要依賴的是非線性的電子元件，可以在一定的時(shí)間段內(nèi)釋放浪涌電流，并對(duì)浪涌電壓進(jìn)行必要地限制。通過這些舉措的有效利用，可以保護(hù)通信站系統(tǒng)的正常運(yùn)行，增強(qiáng)各種通信設(shè)備的安全性能。這些內(nèi)容主要針對(duì)的是接在通信保護(hù)設(shè)備兩端的浪涌保護(hù)器。當(dāng)這種保護(hù)器接在被保護(hù)的電路中時(shí)，被保護(hù)電路是否會(huì)受到浪涌保護(hù)器的影響，主要與線路中是否存在瞬間電涌有關(guān)。當(dāng)線路中不存在這種電流時(shí)，被保護(hù)電路與浪涌保護(hù)器之間沒有必然的聯(lián)系。當(dāng)線路中存在瞬間電涌時(shí)，被保護(hù)電路處于正常工作狀態(tài)的前提是需要浪涌保護(hù)器在最短的時(shí)間內(nèi)快速地發(fā)揮出自身的保護(hù)作用，避免通信系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備受到雷電的影響，增強(qiáng)設(shè)備使用的安全可靠性。常見的SPD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1　含SPD的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.2浪涌保護(hù)器的分類和主要參數(shù)

為了增強(qiáng)浪涌保護(hù)器的安全性能，需要對(duì)不同種類的浪涌保護(hù)器有著充分地了解，確定出這種保護(hù)器的主要參數(shù)。浪涌保護(hù)器的主要參數(shù)包括：響應(yīng)時(shí)間、殘壓、標(biāo)稱導(dǎo)通電壓、沖擊通流容量、標(biāo)稱通流容量、最大持續(xù)工作電壓。

依據(jù)工作原理及用途的不同，可以對(duì)浪涌保護(hù)器進(jìn)行科學(xué)地分類。常見的混合型、限壓型及開關(guān)型的浪涌保護(hù)器，主要是從其工作原理方面進(jìn)行分類的。這三種浪涌保護(hù)器有著各自獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使用中可以根據(jù)通信站的實(shí)際要求進(jìn)行選擇。開關(guān)型的浪涌保護(hù)器在不存在電涌時(shí)主要存在的是高阻抗，存在電涌時(shí)可以及時(shí)將此時(shí)的阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥杩?，可以有效地消除雷電事故發(fā)生過程中的安全隱患。通信站不同建筑物內(nèi)部可以安裝限壓型的浪涌保護(hù)器，并對(duì)可能產(chǎn)生的雷電沖擊電流進(jìn)行有效地預(yù)防，疏導(dǎo)電流的時(shí)間為8～20μs?；旌闲偷睦擞勘Ｗo(hù)器包含的成分較多，適應(yīng)性強(qiáng)。

2　通信站電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)器的選擇

2.1選擇中的防雷保護(hù)原則

通信站系統(tǒng)在雷雨天氣中進(jìn)行正常的工作時(shí)，容易發(fā)生雷擊事故，影響設(shè)備的實(shí)際作用效果。因此，通信站的電源配電系統(tǒng)需要充分地考慮各種存在的影響因素，利用過電壓的保護(hù)方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行多級(jí)保護(hù)。在配電壓室、直流配電系統(tǒng)、配電變壓器的不同側(cè)等進(jìn)行深入地分析，確保配電站的通信系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期處于穩(wěn)定、高效的工作狀態(tài)。

通信站將浪涌保護(hù)器作為主要的防雷措施時(shí)，需要對(duì)這種設(shè)備可能受到的影響因素進(jìn)行充分地考慮。當(dāng)浪涌保護(hù)器長(zhǎng)期與空氣直接接觸時(shí)，容易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，影響著設(shè)備的使用壽命。在雨水等自然因素的作用下，浪涌保護(hù)器使用中可能會(huì)存在著短路的安全隱患，對(duì)于技術(shù)人員完成相關(guān)操作有著一定的危害性。當(dāng)這種保護(hù)器的外殼脫落時(shí)，將會(huì)弱化它對(duì)系統(tǒng)中其它電子設(shè)備的保護(hù)作用。因此，可以選擇新型的帶支架浪涌保護(hù)器外殼的保護(hù)器作為通信站的主要防雷措施。這種保護(hù)器的操作相對(duì)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、安全穩(wěn)定性突出，可以對(duì)系統(tǒng)中的通信設(shè)備起到必要的保護(hù)作用。選擇帶支架的浪涌保護(hù)器外殼，降低了保護(hù)器漏電對(duì)人體造成傷害現(xiàn)象發(fā)生的幾率。這種保護(hù)器與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：①利用三角支架增強(qiáng)了減震效果，避免了保護(hù)器振動(dòng)過程中脫落現(xiàn)象的發(fā)生；②避免了保護(hù)器因雨水作用而造成短路現(xiàn)象的出現(xiàn)；③采用了先進(jìn)的磁鐵吸附式擋板，方便了浪涌保護(hù)器的安裝和拆卸，操作過程相對(duì)簡(jiǎn)單。

2.2通信站電源系統(tǒng)浪涌保護(hù)器選擇的方法

通信站電源系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同結(jié)構(gòu)中選擇浪涌保護(hù)器時(shí)需要考慮各方面的影響因素，最大限度地增強(qiáng)保護(hù)器的實(shí)際作用效果。具體的選擇方法體現(xiàn)在以下方面：

（1）高壓引入端浪涌保護(hù)器的選擇。根據(jù)防雷規(guī)范條例的具體要求，10kV通信站中高壓電力線引入時(shí)應(yīng)該選擇屏蔽電纜，減少自然因素的干擾。引入后的電纜既可以選擇全埋式，也可以選擇架空式。架空的過程中應(yīng)該與周圍的變壓器保持一定的距離，最大不應(yīng)該超過500m，架設(shè)中增加一定數(shù)量的避雷線，合理控制接地電阻的數(shù)量。

（2）第一級(jí)雷電防護(hù)中SPD的選擇。為了更好地抑制雷電波的侵入，選擇帶三角支架的SPD時(shí)，需要對(duì)通信站中`的配電系統(tǒng)設(shè)置分散控制模塊，并設(shè)置第一級(jí)的防護(hù)措施。此時(shí)可以利用氧化鋅電源防雷箱的作用，對(duì)線路上的最大電流和電壓進(jìn)行有效地控制。

（3）第二級(jí)雷電防護(hù)SPD的選擇。當(dāng)通信站低壓電纜的電壓為380V左右時(shí)，進(jìn)入通信站后需要進(jìn)行必要地屏蔽，并與交流配電屏有效地結(jié)合。架空時(shí)應(yīng)該將其中的金屬保護(hù)層進(jìn)行接地處理，并用可靠的絕緣材料作為電纜的表層。帶有支架的浪涌保護(hù)器外殼存在，可以增強(qiáng)二級(jí)雷電防護(hù)的實(shí)際作用效果，并對(duì)1500V左右的殘壓進(jìn)行合理地控制。

（4）第三級(jí)雷電防護(hù)SPD的選擇。當(dāng)通信站的電能通過交流配電屏逐漸地進(jìn)入相關(guān)的電源設(shè)備和系統(tǒng)時(shí)，由于帶支架浪涌保護(hù)器的外殼自身具有良好的防雷效果，可以保證電能質(zhì)量。但是，屏蔽措施應(yīng)用中兩端必須接地，對(duì)應(yīng)的開關(guān)電源應(yīng)該與系統(tǒng)的雷電防護(hù)機(jī)制保持一致性。

（5）第四級(jí)雷電防護(hù)SPD的選擇。當(dāng)通信站系統(tǒng)中的所有設(shè)備接收到電能時(shí)，需要對(duì)其中的電纜采取有效的屏蔽措施。此時(shí)SPD的防護(hù)在直流或者交流中都有良好的適用性。交流設(shè)備中加入浪涌保護(hù)器時(shí)，最大持續(xù)的相電壓應(yīng)該保持在380V以上，殘壓保持在1550V左右。直流列頭中的浪涌保護(hù)器使用中最大的工作電壓不超過100V，可以有效地處理電流抬升的問題。

3　端口防雷浪涌保護(hù)器的選擇

當(dāng)通信站的傳輸線路是2M時(shí)，為例保證監(jiān)控傳輸通道的工作效率，可以將帶支架的浪涌保護(hù)器合理地應(yīng)用在系統(tǒng)中。此時(shí)對(duì)應(yīng)的最大通流量對(duì)應(yīng)的是 8～20μs的波形，電流在75kA以上。同時(shí)，浪涌保護(hù)器工作時(shí)線路的電壓應(yīng)該保持在10V左右，線損率及對(duì)應(yīng)的通頻帶頻率必須控制在合理的范圍內(nèi)。在以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口浪涌保護(hù)器選擇的過程中，可以結(jié)合尋呼基站及服務(wù)器的作用對(duì)保護(hù)器進(jìn)行合理地設(shè)置。此時(shí)浪涌保護(hù)器的最大通流量應(yīng)該保持在7.5kA以上，插入的損耗應(yīng)該在3dB以下。選擇帶支架的浪涌保護(hù)器器外殼，可以減少振動(dòng)對(duì)浪涌保護(hù)器的影響，避免了這種保護(hù)器在長(zhǎng)期裸露工作環(huán)境中受到雨水侵蝕而造成的短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，有利于延長(zhǎng)保護(hù)器的使用壽命。同時(shí)，帶支架的浪涌保護(hù)器間隔簡(jiǎn)單、安全高效，具有良好的適用范圍。

4　結(jié)束語

通信站用浪涌保護(hù)器選擇的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)通信站的實(shí)際概況及浪涌保護(hù)器的工作原理有著充分地了解，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，為通信設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)提供可靠地保障。選用帶支架的浪涌保護(hù)器外殼，可以增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性，適應(yīng)不同的自然條件。文中通過對(duì)浪涌保護(hù)器工作原理及分類方式的詳細(xì)分析，客觀地說明了它對(duì)通信站正常工作的重要性。

［1］羅朝霞，張高記.通信局（站）用浪涌保護(hù)器的選擇［J］.西安郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，18（3）：25～28.

［2］翁若方，唐瑞佳.通信系統(tǒng)浪涌保護(hù)器的性能試驗(yàn)及評(píng)價(jià)分析［J］.電力與能源，2013，34（6）：602～605.

［3］曹興華.電涌保護(hù)器（SPD）的原理及應(yīng)用［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（26）.

［4］王社峰.探析通信基站引入雷電的主要途徑及防護(hù)措施［J］.科學(xué)之友，2011（08）.

［5］易秀成，肖穩(wěn)安.電涌保護(hù)器選型設(shè)計(jì)探討［J］.建筑電氣，2007（08）.

洪 峰（1972-），男，通信工程師、講師，項(xiàng)目管理碩士學(xué)位，具有將近21年的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件開發(fā)、通信工程施工項(xiàng)目管理及企業(yè)管理相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，2015年和2016年各獲得一項(xiàng)實(shí)用新型專利和發(fā)明專利技術(shù)項(xiàng)目。任長(zhǎng)訊通信服務(wù)有限公司副總經(jīng)理（主持全面工作），在職期間榮獲先進(jìn)工作者、黨員先鋒模范、優(yōu)秀工會(huì)工作者等稱號(hào)，2016年榮獲中國(guó)通信企業(yè)協(xié)會(huì)頒發(fā)的 “2015～2016年度通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)服務(wù)領(lǐng)軍人物”稱號(hào)。

TM862

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2095-2066（2016）14-0231-02

2016-4-5