電閃雷鳴是一種自然現象,所釋放出的巨大能量而造成的通信局所和站點中斷,損壞通信設施,其破壞性和經濟損失都是十分巨大和災難性的;在通信行業競爭日益加劇的今天,雷擊造成通信中斷、系統癱瘓,以及使企業社會效益所蒙受的影響就更加難以估量。所幸的是,從1749年美國科學家Franlin研究雷電并發明避雷針至今,人類對雷擊破壞性的研究和探索,在采取預防措施方面,已經有了一套較成熟的理論,只要掌握規律,進行有效的設計,就能將雷電的危害性降到zui低點。移動通信系統包含有無線設備:機房、站點、鐵塔、天饋線等,且天饋線系統架設較高,很容易引入雷電。因此移動通信基站的雷害防護就顯得尤為重要。
1、移動通信基站引入雷害的主要途徑
以負雷云為例,由于電云負電的感應,使附近地面積累正電荷,地面與雷云之間形成強大的電場,當某處積累的電荷密度很大,激發的電場強度達到空氣游離狀態(空氣擊穿)的臨界值時,雷云便開始向下梯級式放電,接近地面物體達到一定的距離時,地面物體在強電場作用下產生放電,形成向雷云方向逐漸向上先導放電,二者匯合形成雷電通路,異種電荷劇烈中和形成很大的雷電流并發出強烈的閃電和雷擊。其雷害通常有以下幾種表現形式:直擊雷——帶電的云層與大地、樹木、建筑物或其它設施之間的放電,從而使雷電流在建筑物或設施上產生熱效應作用和電動力作用;感應雷——在直擊雷的放電過程中,雷電流就會產生靜電感應和電磁感應作用,強大的脈沖電流在周圍產生瞬時強磁場,對周圍的導線或金屬物產生電磁感應,感應電動勢,本質上與雷電流陡度有關,感應出的高電壓以致發生閃擊的現象;雷電侵入波——雷電發生時,雷電流經架空線路或空中金屬管道等金屬物體產生沖擊電壓,隨物體走向而迅速擴散,形成危害。在移動通信站點的防雷上,應有針對性地認識雷電成因和危害,找出基站引入雷害的主要途徑。
1.1電力線或其它架空線引入雷害:移動通信系統的基站的架空纜線,為引入雷害的一個重要途徑之一。一方面架空電力線路在靠近終端時,主要成分是水平電場;又根據靜電理論,面電荷分布與曲率半徑的關系為“”,即表面突出曲率半徑較小處,面電荷密度較大,所以出現在電場中的突出物體zui易出現感應電荷的集中,使其周圍電場強度顯著增加,架空電力線路或其它架空線的突兀部分就會發生放電而被雷電擊中,將雷電侵襲的過電壓引入基站機房,很可能燒毀基站主設備。另一方面,當發生雷擊放電時,即使是對地放電,根據電磁場理論也會在架空電力線路上感應出較高的電壓,從而對設備造成威脅,特別容易引起基站交直流電源盤的損壞;同理,有其它架空線時也可能產生出類似的感應過電壓。
(待續)