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通信車防雷設(shè)計(jì)

文檔作者：劉峰文檔來源：武漢龍安集團(tuán)有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月04日
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TECHNiC FORUM／技術(shù)論壇l 2011／10
通信車防雷設(shè)計(jì)
Design for Lightning Protection of Com munication Vehicle
劉峰
LlU Feng
武漢龍安集團(tuán)有限責(zé)任公司 湖北武漢430074
摘要：針對機(jī)動通信車輛防雷的應(yīng)用需求，以實(shí)際案例進(jìn)行分析，對防雷技術(shù)的基本原理
進(jìn)行了描述，提出以主動式防雷器(避雷針)、專用引下線和泄流地網(wǎng)組成的通信車直擊雷
防護(hù)系統(tǒng)，以及利用電源浪涌保護(hù)器、寬帶饋線避雷器、信號避雷器等器件防止感應(yīng)雷的破
壞，配合等電位接地及系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)達(dá)到通信車防雷保護(hù)的要求，從工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用上提供
了通信車整車防雷的實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：防雷設(shè)計(jì)通信車避雷器
Abstract Based on the application requirement of communication vehicle，the basic principle of lightening
protecting was described by using practical case．A communication vehicle lightning protection system was
put tbrward consisting active SPD(Lightning rod)、deflectors and grounding grid，and the requirement of
lightening protecting was fulfilled using power surge protector,broadband feeder arrester and signal
lighming an'ester device with the equipotential grounding and system grounding design．The lightening
protecting method was put forward in a way of engineering and application
Key words lightning protection；communication vehicle；lightning arrester
中圖分類號：U469．6．02 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004—0226(2011)1o一0072—04
1前言
通信車艙體頂部通常裝有多種天線，處于整車的最高點(diǎn)。某
些車輛還配有接力機(jī)和升降桿，接力機(jī)天線安裝于升降桿頂部，
架設(shè)后處于局部區(qū)域的最高點(diǎn)，極易遭受雷擊；同時(shí)，艙壁設(shè)有
外接電源、信號、饋線壁盒，引接電纜較長，亦容易遭受感應(yīng)雷
擊；由于通信車優(yōu)選在地勢高、地形平坦的環(huán)境使用，這種環(huán)境
雖然有利于提高通信性能，但卻缺乏防御雷擊的自然保護(hù)物體。
因而，可靠的防雷設(shè)計(jì)對通信車的安全性來說尤為重要。
2 防雷設(shè)計(jì)
2。1設(shè)計(jì)思路
通信車防雷設(shè)計(jì)是系統(tǒng)性的課題，必須從系統(tǒng)集成的高度
展開設(shè)計(jì)，并結(jié)合接地、電磁兼容性、綜合布線設(shè)計(jì)，相互配
合、補(bǔ)充，才能構(gòu)成一套完整的防雷系統(tǒng)如圖1。
針對直擊雷和感應(yīng)雷的侵害渠道不同，應(yīng)采取不同的保護(hù)
措施。直擊雷的防御較為簡單，一般采取加裝避雷針的方式進(jìn)
行防護(hù)；而感應(yīng)雷引起的雷擊電磁脈；中作用范圍廣、侵入方式
復(fù)雜，是通信車?yán)纂姺雷o(hù)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
第一作者：劉峰，男，1978年
生，工程師，現(xiàn)從事通訊車系統(tǒng)
集成設(shè)計(jì)工作。
防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
I I
外部防雷措施 lI 內(nèi)部駢雷措施
．．_L_ ．-L ．．J_ ．．L U ．j__ ．． IJ ． ．一 ．．L
接
閃 浪
器 共 屏 等 浦
針 引 屏 接 用 蔽 像
地 接 電
倍
理 護(hù)
網(wǎng) 裝 地 隔 布 器
線 蔽 連
帶 置 系 離 線
統(tǒng) 接
線 0
圖1電子信息系統(tǒng)綜臺防■ 系統(tǒng)
2．2直擊雷防護(hù)
直擊雷防護(hù)主要針對車載升降桿及架設(shè)天線進(jìn)行保護(hù)。通
信車及其系統(tǒng)必須具有機(jī)動性、靈活性、開設(shè)和撤收便捷、便
于存放和安裝的特點(diǎn)， 因此應(yīng)選用可折疊或拆卸結(jié)構(gòu)并具有接
閃、疏導(dǎo)雷電流人地及抗側(cè)擊功能的小型防直擊雷裝置，其結(jié)
構(gòu)示意圖如圖2所示。該避雷針的指標(biāo)參數(shù)如表1所示。
接閃暑謦
分流單元
限流單元
安裝座
圖2可拆卸式避冒針結(jié)構(gòu)示意圖
表1可拆卸式避雷針性能參數(shù)表
可以根據(jù)通信車輛的外型尺寸和車輛上的天線高度來布置
避雷針，避雷針的安裝高度可采用公式法或“滾球法”計(jì)算。
2．2．1公式法
采用公式法，當(dāng)避雷針高度h≤h r時(shí)，單根避雷針保護(hù)范圍
的計(jì)算方法如下：
ro ： √ (2 一 )
r = 一 硐
式中， 為避雷針尖在h 高度平面上的保護(hù)半徑；h r為滾球半
徑i hx為被保護(hù)物(車輛，含鞭天線)的高度； 為避雷針高度；
為避雷針在地面上的保護(hù)半徑；參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，第一類防雷
物體h =30 m：通常通信車需要保護(hù)的水平面高度h ≤4 m； 升
降桿高度h≤1 8m。
計(jì)算得出：to=27．5 m，， =14．5 m。
2．2．2 滾球法
利用滾球法作圖計(jì)算，如圖3所示。
． ，
I《l ／ ／ 一＼ ￡
圖3用滾球法作圖計(jì)算防冒區(qū)域
由結(jié)果可知，該設(shè)計(jì)可滿足通信車使用狀態(tài)下的直擊雷防
護(hù)需求。
為減少設(shè)備數(shù)量和載質(zhì)量，通常將避雷針和接力機(jī)天線共
用一根升降桿安裝在桿體上方，但兩者間距應(yīng)不小于3 m，且
避雷針的固定裝置必須與桿體絕緣，避雷針用引下線與泄流地
網(wǎng)連接組成直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，如圖4所示。引下線應(yīng)采用截面積不小于5o
的多股軟銅芯高絕緣橡套電纜，兩端端頭采用360。冷壓方
式壓接后以螺裝方式與避雷針及泄流地網(wǎng)連接。天線饋線引接
至車壁處，并應(yīng)加裝天饋避雷器。
在條件允許的情況下也可單獨(dú)為避雷針配置一根升降桿，
架設(shè)時(shí)搬離車體使用，這樣能夠更好地保證其與車體的絕緣，
提高安全性，但應(yīng)注意將通信車置于其保護(hù)半徑范圍之內(nèi)。
喜
霉
TECHNIC FoRuM／技術(shù)論壇l 2011／10
圖4 通佰車直擊雷防護(hù)系統(tǒng)示意田
~E31"， 當(dāng)通信車靠近高大建筑物使用且建筑物能完全保護(hù)
其免遭直接雷的情況下，可不加裝避雷針，但應(yīng)注意車體與大
樓間的安全距離要求和天線架設(shè)對空間環(huán)境的要求。
2．3感應(yīng)雷防護(hù)
通信車工作時(shí)， 電源、信號、饋線壁盒對外引接的電纜較
長，加之互聯(lián)設(shè)備的工作電壓較低，抗雷擊能力較弱，故遭受
感應(yīng)雷擊的機(jī)率較大，必須進(jìn)行感應(yīng)雷防護(hù)設(shè)計(jì)。
2．3．1電源避霄器
通信車應(yīng)在電源壁盒輸入端加裝交流電源電涌保護(hù)器，可
以防止由外部引入的雷擊過電壓使車體內(nèi)設(shè)備損壞；應(yīng)在車內(nèi)
電源分線盒上加裝直流電源電涌保護(hù)器，可以防止地電位反擊
時(shí)的反擊過電壓使直流電源側(cè)設(shè)備損壞，并且對感應(yīng)雷擊過電
壓也能起到抑制作用。
為避免避雷器產(chǎn)生的漏電流對漏電保護(hù)器造成誤動作，應(yīng)
選用單相獨(dú)立式、開關(guān)型、火花間隙式避雷器，當(dāng)電荷將穿過
兩個(gè)角型的空間時(shí)打火放電， 電弧進(jìn)入滅弧室消弧，電流通過
接地點(diǎn)釋放人地。該類避雷器的優(yōu)點(diǎn)是避雷單元為模塊化可拆
卸式結(jié)構(gòu)，方便用戶維護(hù)更換，放電能力強(qiáng)，通流容量大(可
達(dá)100 kA以上)，漏電流小，其結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。
電源避雷器的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合通信車的使用環(huán)境和工作特
性，詳細(xì)參數(shù)見表2。
通信車的交流電源避雷器必須有縱向和橫向保護(hù)設(shè)計(jì)，應(yīng)
將三組避雷器與電網(wǎng)并聯(lián)連接，其接入原理如圖6所示。
圖6中相線對地、零線對地、相線對零線之間的保護(hù)，分別
稱為L—PE、N—PE、L—N保護(hù)模式。其中相對于PE的保護(hù)稱為縱
向保護(hù)，L—N稱為橫向保護(hù)，PE點(diǎn)匯集至一點(diǎn)引入大地。
2．3．2 射頻(天饋)避雷器
通信車天線饋線在進(jìn)入艙內(nèi)前應(yīng)在饋線壁盒輸入端或天線
座根部安裝串人式射頻避雷器，兩端分別連接天線和發(fā)射機(jī)，
防止由外部引入的雷擊過電壓使車內(nèi)設(shè)備損壞。避雷器的通流
量不應(yīng)小于2O kA (8／20 gs) ，接地端應(yīng)就近與地網(wǎng)相連；天
TECHNIC FORUM／技術(shù)論壇I 2011／10
囊2 電源鼉■ 囂性能參數(shù)裹
參數(shù) 數(shù)值
SPD端口分類
SPD類型
電源系統(tǒng)
額定電壓 ，v
最大持續(xù)運(yùn)行電壓 ，V
標(biāo)稱放電電流』 kA
最大放電電流』? ，kA
電壓保護(hù)水平 ，V
內(nèi)部熱斷路器
內(nèi)部電路過流短路裝置
工作環(huán)境溫度， ℃
一端口
限壓型
TT．TN—IT
22O
385
20
40
< l 8
內(nèi)置
內(nèi)置
— — 40～ 85
進(jìn)錢端
奈蓄指
接地端
L
N
PE
田5電源遣■器 圈6 電源避■器電嘲接入原理田
饋線的金屬屏蔽層應(yīng)在進(jìn)入設(shè)備前與車體不少于兩次接地。
目前較為成熟且常用的寬帶射頻避雷器為同軸線結(jié)構(gòu)氣放
管過電壓抑制器，其內(nèi)導(dǎo)體直通，可用在要求饋電的場合。它
具有接口形式豐富、插人損耗低、應(yīng)用頻段寬的優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)
形式如圖7所示。
射頻避雷器的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合通信車的使用環(huán)境和各電臺
設(shè)備的工作特性，具體參數(shù)見表3。
囊3夭馕避■ 囂性能參數(shù)衰
參數(shù) 數(shù)值
SPD端口分類
SPD類型
接口形式
匹配阻抗，n
最大允許功率，w
標(biāo)稱放電電流 ，kA
最大放電電 ?，kA
限制電壓，v
駐波比
插入損耗，dB
頻率范圍，GHz
工作環(huán)境溫度， ℃
兩端口
電壓開關(guān)型
L、N、BNC、TNC
50
3OO
lO
20
600
< 1 2
< O 2
0N 2 5
— 55～ 85
2．3．3 信號避■ 器
通信車信號壁盒遠(yuǎn)傳接口處應(yīng)安裝信號避雷器(見圖8) 。
信號避雷器通常為多級保護(hù)電路，前級初保護(hù)通過氣放管泄放
雷電流，后級精保護(hù)應(yīng)用瞬態(tài)電壓抑制二極管等器件箝定過電
壓，退耦器起隔離和保護(hù)精保護(hù)單元免遭損壞的作用。信號避
雷器應(yīng)與傳輸信號的電氣特性相匹配，根據(jù)傳輸信號的類型分
為數(shù)字、模擬兩種， 每種又有不同的工作電壓。一般E1、
輸入端
接線螬
田7競帶天饋避■■鰭輞示纛田 圈8遠(yuǎn)傳佰號蠢■囂結(jié)構(gòu)示纛圈
LAN等DSL遠(yuǎn)傳線路宜選用110 V數(shù)字信號避雷器，R兒1、
DB9等接口宜選用24 V模擬信號避雷器。
遠(yuǎn)傳信號避雷器的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合通信車的使用環(huán)境和設(shè)
備的傳輸特性，具體參數(shù)見表4。
遠(yuǎn)傳信號避雷器必須在信號輸入端(信號壁盒引接口)接入
線路，對電路縱向保護(hù)，接地端就近接入地網(wǎng)，如圖9所示。
裹4遠(yuǎn)傳倌號麓■囂性能參數(shù)裹
線路端 設(shè)備端
圖9 遠(yuǎn)傳信號避■ 器接入原理圈
2．4 接地設(shè)計(jì)
接地設(shè)計(jì)不僅關(guān)系通信車的電磁兼容性問題，還關(guān)系到人
機(jī)安全。良好的接地設(shè)計(jì)可解決設(shè)備間、系統(tǒng)間的電位差，減
小雷擊時(shí)金屬導(dǎo)體間的電位差，防止地電位反擊發(fā)生。通信車
的接地設(shè)計(jì)較固定場所的接地設(shè)計(jì)復(fù)雜得多，其特點(diǎn)是設(shè)備集
成密度大，地網(wǎng)鋪設(shè)條件受限，但可靠性要求高、環(huán)境適應(yīng)性
強(qiáng)、架設(shè)快捷。
2．4．1 車內(nèi)地網(wǎng)
結(jié)合安全性、電磁兼容性及防雷設(shè)計(jì)綜合考慮，通信車內(nèi)
宜采用等電位、多點(diǎn)就近接地后單點(diǎn)匯接的地網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如圖
10所示。
通信車艙體內(nèi)、外均采用金屬蒙皮材料， 中間襯有金屬骨
架支撐，艙體與底盤骨架之間有金屬螺栓連接，保證了整車良
好的等電位搭接。艙內(nèi)面按照設(shè)備布局鋪設(shè)厚度不小于1 Fnnl、
寬度不小于40mm的銅帶作為地網(wǎng)；地網(wǎng)與內(nèi)蒙皮間貼敷平整
并鉚裝固定；地網(wǎng)表面焊接直徑~F／Jxq：8 mm的銅螺栓作為接地
e
夭饋壁盒 信號壁盒
田10車內(nèi)地網(wǎng)連接示意圈
點(diǎn)，設(shè)備選用寬度不小于l6 mm的銅編織帶就近與接地點(diǎn)連
接；地網(wǎng)在電源壁盒處設(shè)置整車接地匯接點(diǎn)，設(shè)備地、車體
地、防雷地接至匯接點(diǎn)后接人大地；各接地點(diǎn)采用銅質(zhì)緊固件
進(jìn)行安裝，搭接電阻應(yīng)小于0．002 Q，惡劣環(huán)境下還應(yīng)對搭接處
周圍做密封處理。
若雷擊的高電壓強(qiáng)電流通過避雷器引下線快速泄放到大
地， 或由外接線路引入感應(yīng)雷， 或經(jīng)由電源防雷器件旁路放
電，都會引起局部范圍的電壓差，造成通信方艙的接地電位抬
高，從而造成設(shè)備損壞或人員傷亡。采用上述方案將車內(nèi)設(shè)
備、車體、防雷地匯接后，形成一個(gè)等電位地網(wǎng)，當(dāng)雷電發(fā)生
時(shí)電流主動泄放，線路或電源防雷器造成的地電位提高，其他
接地電位也同時(shí)提高，從而有效消除了接地電位差，使系統(tǒng)處
于安全的零電位上。
2．4．2 車外地網(wǎng)(泄流地網(wǎng))
通信車的接地地網(wǎng)必須考慮機(jī)動使用要求和復(fù)雜的環(huán)境適
應(yīng)情況，應(yīng)具有接地檢測和告警功能。在電源壁盒上設(shè)置“系
統(tǒng)地”作為設(shè)備地、車體地、防雷地的匯接點(diǎn)，匯接點(diǎn)通過截
面積不小于16mm 的絕緣接地線與接地網(wǎng)互聯(lián)，接地網(wǎng)至少用
3根接地棒兩兩互連后組成多邊形地網(wǎng)：設(shè)置接地檢測電路和
“測量地” 接1：3，連接測量地釘，用于檢測和向用戶提示車輛
是否可靠接地。系統(tǒng)地接地棒的間距應(yīng)不小于l m，其與測量
地接地棒的間距應(yīng)不小于5 1TI，接地棒打入深度應(yīng)不小于其長
度的2／3，如圖11所示。
接地棒應(yīng)采用鋼包銅(或銅包鋼)結(jié)構(gòu)(見圖12) ，外部
為冷拔鋼管，表面鍍銅、鎳、鉻，內(nèi)部為紫銅芯， 中間及桿體
下部有開孔，規(guī)格不應(yīng)小于 70 mm~11O0mm， 電阻率應(yīng)≤3
Q。打人接地棒前可向土壤中添加降阻劑，打人大地后可向桿
體中部及周圍注入導(dǎo)電液體，改善土壤的接地電阻。
避雷針引下線連接的接地棒在雷擊發(fā)生時(shí)的瞬間泄流量很
大，應(yīng)確?？煽拷拥?，在條件允許的情況下應(yīng)采用離子接地棒
并埋人大地。離子接地棒由電極、接地體、填充劑等組成。電
?
)
TECHNIC FoRUM／技術(shù)論壇l 2011／10
圖11車外地網(wǎng)連接示意圈
接線蛾子 摟地極 滲透孔儺形頭
， ／ ／ ＼
眨[ ] 二Z二二][二二
圖12普通接地棒示意圖
極外表為紫銅合金，接地體外部為強(qiáng)吸水、吸附和陽離子交換
能力的填充材料，通過滲液孔滲出后能有效改善周邊土壤的電
阻率；內(nèi)部為電離子化合物填充材料，能充分吸收空氣中的水
分，通過潮解作用，將活性電離子釋放到土壤中，進(jìn)一步促進(jìn)
導(dǎo)體外部緩釋降阻，保持阻值穩(wěn)定，如圖1 3所示。
頂蓋
透氣孔
電極
滲液孔
底藍(lán)
圖13離子接地棒結(jié)構(gòu)及使用示意圈
3結(jié)束語
在惡劣的氣象條件和復(fù)雜的電子戰(zhàn)環(huán)境下， 防雷設(shè)計(jì)越來
越受到關(guān)注， 已成為通信車集成設(shè)計(jì)的重要組成部分。本文是
作者參考理論知識、結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)提出的設(shè)計(jì)思路，能夠
有效的避免和降低雷擊對車輛造成的危害。
參考文獻(xiàn)
[1】李?。疅o線通信車的防雷技術(shù)[J1l電力系統(tǒng)通信，2007(5)：47．49．
[2]李春生，王挺，張兵等．淺談利用滾球法防雷的設(shè)計(jì)步驟及應(yīng)用[J]l新疆石油科技，
2007(3)：65-66．
【3]GB 50057-2010．建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范【s]．
[41 GB 50343-2004．建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[s]
收稿日期：2011-08—05

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