移动通信车辆防雷设计模版.docx

移动通信车辆防雷设计模版
 
一、系统简介
 
     通信系统的种类有很多,通信方式也各不相同,随着信息工程的高速发展,为满足特殊通信场所大信息交换的要求,移动通信车辆成为各种通信系统应急通信的必备设施。移动通信车辆的使用地点大多在需要密集使用通信信道的地点,如有集会的会场、展览馆、体育馆等;特殊情况也有在野外使用的现象,如作战用通信指挥车、测控用雷达车等。
     从防雷的角度来看,只要是大地上的建筑物(包括大地表面)都有遭受雷击的可能性,而移动通信车辆往往在建筑物附近或在空旷的地区布置,也容易成为雷击的主要目标。如果移动通信车辆在建筑物附近停靠工作时,当有直接雷发生并击中建筑物,通常会产生光能(闪电)、声能(雷声)、热能(雷击击中导体时产生的热效应)和电磁感应等现象(雷击时产生的雷击电磁脉冲),其中对周围设备影响最大的是电磁脉冲引起的电磁感应现象。建筑物一旦遭受雷击,伴随着雷击产生的雷击电磁脉冲能使数公里范围内的金属物体处在过电压的危险之中。同时大约50%的雷电流将沿建筑物顶部避雷针——引下线通路直接泄放入地,频率成分非常复杂的雷电流快速通过引下线时会在周围感应出极强的电磁场。由于雷电流有极大的峰值和陡度,在它周围的空间有强大的变化电磁场,处在这电磁场中的导体会产生电磁感应现象,如果在雷电流引下线附近设置一个开口的金属环,如图1 所示:
图1 开口金属环的感应电势                图2 闭合金属环感生的电流
 
     金属环上的感应电势Uab 足以使a、b 间放电,继而损坏设备,这种在金属开环中形成的感应电势称为雷击感应过电压。如果在雷电流引下线附近设置一个闭合的金属环,如图2 所示。
     闭合的金属环上会产生感生电流i,这种电流将影响电路正常工作电流,使设备出现误动作甚至损坏,这种在金属闭合环中形成的感生电流称为雷击感应过电流。暴露在建筑物电磁脉冲环境的移动通信车辆受到电磁感应的几率非常大。
     如果移动通信车辆直接停放在空旷的野外无任何其他建筑物保护的情况下,这时的移动通信车辆相当于固定的通信基站,遭受雷击现象可等同于通信基站考虑,即通信基站(移动通信车辆)可能遭受直接雷、感应雷、雷电波侵入和地电位反击等多种危害。
1、直接雷击
     直接雷击是指雷电直接击到物体上,雷电的大部分能量由被击物导走,对通信基站来说,铁塔(天线)、架空电力线及传输线(通信车辆一般采用微波中继传输)都有可能遭受直接雷击。直接雷击的特点是能量大。电力线发生直接雷击,容易发生火花放电,引起火灾,同时,雷电流由电力线进入机房,电源及设备常难逃被击厄运。在雷电环境较为恶劣的地区雷击击断电力线发生接地短路事故时有发生。传输线发生直接雷击,与其相连的中继线路板发生损坏是常见的,较大的雷击可导致中继线焦化,线对之间发生短路,致使传输中断。
2、雷电电磁感应
     依据电磁感应原理,在雷电入地瞬间,雷电流通道的2km 范围内都可能产生危险的过电压,当基站附近发生雷击或铁塔接闪器接闪时,机房内的设备都处在这个危险的电磁环境中,如果是一个开环要产生感生电压,如果是一个闭合回路则要产生感生电流,我们知道一个闭合回路的面积越大,通过的磁通量越多,产生的感生电流也越强。这就是为什么,有时一个与外界并无联系的内部网络系统,