Для того чтобы эффективность систем защиты от перенапряжений оставалась на высоком уровне, стандарт DIN VDE 0855 (часть 300) рекомендует интегрировать антенные устройства в систему защиты от молний и выравнивания потенциалов, т.е. все открытые электропроводящие части антенного устройства должны быть включены в систему выравнивания потенциалов. Кроме того, планировщикам необходимо учитывать уровень защиты здания от молний.

Если здание не оснащено системой защиты от молний по стандарту VDE 0185, то металлическая антенная мачта – несущая конструкция антенны — должна заземляться согласно стандарту VDE 0855, часть 300. Телекоммуникационные и силовые линии, идущие к антенне, влияют на степень эффективности системы защиты от молний, ведь частичные токи, вызванные молнией, могут пройти через антенну и проникнуть в кабельные соединения. По этой причине все металлические части кабеля в точке подсоединения антенного устройства к телекоммуникационной сети необходимо включить в систему выравнивания потенциалов и заземлить. Линии сигнализации и энергоснабжения включаются в систему выравнивания потенциалов с помощью устройств защиты от перенапряжений, которые, как правило, интегрируются в трассу линий. Эти устройства должны соответствовать спецификации IEC 61643-21 (VDE 0845 T3-1).

В качестве основы для рациональных мер по защите от перенапряжения в системах WiMAX и оборудовании мобильной связи принята концепция защиты, где учитываются все линии — и передачи сигналов, и энергоснабжения (см. Рисунок 1). Защитные зоны определяют потенциал угрозы для электромагнитной совместимости. Так, самое сильное электромагнитное воздействие, наблюдаемое, к примеру, вокруг строений для систем мобильной связи, обозначается как зона 0. В зоне 3, имеющей максимально высокие требования к защите, необходимо обеспечить гораздо меньшее влияние электромагнитных волн. Здесь располагаются системы ИТ, а также чувствительное электронное оборудование. К примеру, передатчики и приемники базовых станций часто (но не всегда) предъявляют высокие требования к защите от перенапряжений. Соответственно, при разработке концепции необходимо правильно распределять оборудование по зонам защиты.

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Устройства защиты от перенапряжения обеспечивают выравнивание потенциалов в местах перехода между отдельными зонами на всех активных линиях. Кроме того, они способны уменьшить влияние параллельно проложенных кабелей энергоснабжения на передающие линии.

Наличие устройств защиты от перенапряжения особенно необходимо, когда линии подводятся к зданиям извне. Для того чтобы избежать больших перепадов напряжения между системами выравнивания потенциалов в отдельных зонах, при планировании следует предусмотреть максимально короткие трассы. Таким образом, эффективность устройства защиты в значительной мере зависит от правильности его установки.

С подключением каждого защитного устройства затухание сигнала увеличивается. Поэтому для оказания меньшего влияния на высокочастотную передачу они должны быть настроены на имеющуюся систему передачи сигналов. Это касается не только затухания, вносимого устройствами, но также их импеданса. Регулировка импеданса необходима для того, чтобы в каждой точке перехода между кабелями, т.е. на каждом стыке, сигнал отражался как можно меньше. Ведь если значительная часть сигнала возвращается обратно, это приводит к потере мощности на стыках, которую отправитель должен компенсировать, иначе до получателя не дойдет сигнал приемлемого уровня. Таким образом, фактор отражения R устройств защиты от перенапряжений оказывает существенное влияние на качество сигнала и потерю мощности, а значит, параметр R у этих устройств не должен превышать 1,2, а величина затухания — 0,2 дБ.

ШИРОКОПОЛОСНАЯ ЗАЩИТА И ТЕХНОЛОГИЯ l/4

Рисунок 2. Широкополосная защита от перенапряжения Coaxtrab CN-Lambda/4-5.9 компании Phoenix Contact предназначена для частот WiMAX и соответствует требуемым показателям отражения и поглощения сигналов.По всему миру WiMAX использует частоты в диапазоне между 2,4 и 5,9 ГГц. Чтобы не приходилось устанавливать отдельное устройство для каждой частоты, имеет смысл использовать широко-полосную защиту (см. Рисунок 2). Однако при этом оборудование должно соответствовать требованиям, предъявляемым к уровню поглощения и отражения сигналов.

Помимо хорошей приспособляемости к передаче данных, важным фактором является уровень защиты. Устройства защиты от перенапряжения по технологии l/4 (l — лямбда как единица измерения длины волн), создают короткое замыкание в частотном диапазоне перенапряжения и могут ограничивать напряжение уже при 11 В.

Такие системы отводят токи молний до 50 кА, не подвергаясь перегрузкам. Для этого они оснащаются дополнительным ответвлением (выступ устройства), длина которого соответствует одной четверти длины волны средней частоты в передаваемом диапазоне. Для этого диапазона отводящее устройство выполняет функцию полоснопропускающего фильтра.

Однако при планировании необходимо принимать во внимание, что в системе, где антенный кабель оснащается защитой от перенапряжений по технологии l/4, электронное оборудование передатчика нельзя снабжать постоянным напряжением.

Ральф Хаусманн — специалист по маркетингу в сфере решений Trabtech для защиты от молний и перенапряжений, компания Phoenix Contact.


© ITP Verlag


Рисунок 1. При построении системы защиты от молний в антенных установках необходимо принимать во внимание линии энергоснабжения и связи.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF