浅谈通讯站用仪表的防雷试验

安科瑞电气测试中心

高杨  江苏江阴  214405

0 摘要:

    雷电是一种常见的自然现象，约有15%雷会落到地面产生危害，因此有效地防止雷电对仪表系统所产生的危害，是保证仪表系统安全、稳定运行的重要前提，文章分析了雷电干扰时造成的危害及解决问题的技术---仪表系统防雷保护试验。

关键字： 仪表；防雷；保护；试验 

1 引言： 

雷电是自然界中强大的脉冲放电过程，基站中使用的仪表遭受着直击雷、感应雷、雷电瞬间过电压，零电位漂移等浪涌和过电压的侵袭，经常会受到各种过电压，过电流的危害，由于电子设备工作电压低，传输信号的电流很小，对外界的干扰极其敏感，雷电的电压高达数十万伏，瞬间电流可高达十万安，因此具有极大的破坏条件。避雷针能防止直接雷击，但不能阻止感应雷过电流，因此有效的防止雷电对仪表系统所产生的危害，是保证仪表系统安全。稳定的重要前提。

一般说来，我们可以把雷电放电对通信基站系统设备可能产生的危害形式划分为以下几类：

 

雷电入侵的渠道

2雷电干扰对仪表的危害

    雷电的破坏可分成3种情况：

1.雷电直击，直接雷直接击中仪表设备，损坏电子设备。

2.雷电感应，当金属架构、防雷装置接闪时，在引下线内会通过强大的瞬间电流，对周围一定范围内电缆产生电磁感应，或者闪电在云层与云层之间发生放电而产生瞬态电磁场，强大的瞬变电磁场通过电阻耦合、电容耦合和电感耦合在电子设备、线路上感应出很高的瞬态过电压，通过管道、电缆就可能将高电位引入仪表中，造成干扰和损坏。

3.雷电反击，由于控制系统采用单独接地，当仪表附近的设备或建筑物遭受雷击或雷电击中具有防雷装置的建筑物或设施时，由于地电位的浮动，足以将仪表、电子设备击穿。

对于仪表系统来说，由于控制系统安装在有保护的建筑物内，现场仪表一般都安装在设备或管道上，而它们都是良导体，另一方面，装置区都采取了防雷措施，又加上仪表本身体积较小，因此，仪表系统直接“闪电”的可能性较小。然而连接现场仪表和控制仪表的电缆和仪表接入地的线路，则有传导雷电感应的可能。

仪表系统遭受雷电干扰时，会使供电电压跌落、瞬变、传输的电信号产生误差，数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率，甚至烧毁电气设备，造成火灾带来更大的损失。

3 仪表防雷保护的验证

安科瑞电气测试中心致力于产品质量的提升，在同行中率先引进专业的防雷测试设备，针对仪表承受来自各个方面（如：信号线路、通信线路、接地线路、电源线路）的雷击电流瞬时冲击。适用于通信局（站）用交流配电设备、控制系统、通信用交流不间断电源、半导体整流设备和高频开关整流设备的防雷测试。

1通信电源设备的测试设备参数符合国家标准中8/20μs的波形参数要求

 

冲击电流波形

2满足M(15kA)和L(5kA)型防雷电源设备技术要求

3试验布置参照

 

4试验步骤

4.1 采用PZ96L-E4/C进行试验，针对直流电源端口L-N施加5kA 单方向5次；L-PE施加5kA 单方向5次；N-PE施加5kA 单方向5次。

通讯接口A&B-PE施加3kA，单方向5次；A-PE施加3kA 单方向5次；B-PE施加3kA 单方向5次。

信号输入接口Va-Vb施加3kA单方向5次；Vb-Vc施加3kA单方向5次；Vc-Vn施加3kA单方向5次；Va-Vn施加3kA单方向5次；Vc-Vn施加3kA单方向5次；

4.2 试验结果与改进

仪表在进行试验时施加于直流通讯接口的干扰，仪表出现异响，试验停止后，产品的通讯功能丢失，经问题查找与分析，确认产品的通讯地未与“地”做好防护，经改版后再次进行试验，试验后功能符合要求。

5.安科瑞试验中心概况

安科瑞电气测试中心已通过CNAS中国合格评定国家认可委员会的检测实验室认可（证书编号：L7743），实验室能力项目有：

	测试项目	测试项目
电磁兼容	电气性能测试	绝缘强度
	射频电磁场辐射抗扰度试验	传导发射试验
	浪涌(冲击)抗扰度试验	防雷测试
	静电放电抗扰度	电快速瞬变脉冲群抗扰度
环境试验	高/低温试验	恒定湿热试验
	交变湿热试验	盐雾试验
	振动	冲击
材料试验	灼热丝	针焰
	漏电起痕	RoHS符合性筛选
可靠性试验	高加速寿命试验HALT	高加速应力筛选试验HASS
IP防护	水试验	沙尘试验

 实验室设置EMC（1）、EMC（2）两个电磁兼容实验室，配备有射频辐射检测仪、雷击浪涌模拟器、静电放电仪、智能型群脉冲发生器、全自动浪涌电流发生器等多台设备，能够满足电磁兼容试验的各严酷等级要求。该中心致力于为广大客户提供摸底测试业务，收费标准约为其他检测机构的50%，为广大客户提供摸底测试业务，且为广大客户提供现场整改、技术支持等服务，通过预先摸底性测试，可以有效的发现异常，提前改进，提高产品的质量，提升产品委托检测的通过率，减少企业费用。

 

6 结束语   

    仪表的防雷是一项复杂、综合的工程，通讯基站的仪表又有其应用的特殊性，实际布置中应从控制室，仪表的信号和电源线等多方面综合考虑，需要电气、建筑、自控等专业协同合作来实现。

 

参考文献

 [1]GB/T 17626.5-2008《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验》                                                                                                                                               

 [2] GB/T YD/T 944-2007 《通信电源设备的防雷技术要求和测试方法》

 

作者简介

    高杨（1990-），女，本科，就职于江苏安科瑞电器制造有限公司测试中心，致力于于气候环境试验、机械环境试验、材料的阻燃耐热试验等试验研究。

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