Блог

Жарылыс Тежегіштері Қалай Жұмыс Істейді және Коммуникациялық Жүйелерді Қорғайды

Байланыс Желілеріндегі Кернеу Импульстерін Түсіну

Жұмыс Принципі: Жоғары Кернеулі Транзиенттерді Жерге Шығару

Жарық ұстағыштар асқыну жағдайында жерге ең аз кедергі келтіретін жолды қамтамасыз ету арқылы жұмыс істейді. Газ түтіктерінде жоғары кернеу байқалса, олар 25 наносекунд ішінде иондана бастайды және оларды жерге қауіпсіз жіберуден бұрын 100 килоампер шамасындағы өткінші токпен жұмыс істей алады. Қатты қарқынмен қорғауға арналған зерттеулер көрсеткендей, бұл жылдам реакция сезімтал электронды жабдықтарды зақымдауы мүмкін нормалды жұмыс кернеуін төмен ұстайды. Көптеген заманауи жүйелер дәстүрлі отты қашықтықтарды металл оксид варисторларымен араластыратын көп сатылы тәсілдерді қолданады. Бұл комбинациялар әр түрлі өнеркәсіптік қолданбаларда кенеттен көтерілген кернеу мен ұзаққа созылған артық кернеу жағдайларын тиімді шешеді.

Жауап беру уақыты және тұйықтау кернеуі: найзағай тұтқырларының негізгі өнімділік өлшемдері

Жақсы импульстік қорғаныс - бұл 100 наносекундтан кем уақыт ішінде жауып алу кернеуі жабдық шыдай алатын деңгейде қалатындай әрекет ете алатын арреcтерге тәуелді. Нақтырақ айтқанда, байланыс жабдықтары үшін жоғары сапалы құрылғылар осы кернеуді 1,5 кВ-тан төмен ұстайды. Біз UL 1449 сертификатталған үлгілердің шамамен 15 мыңдай модельденген импульске шыдайтынын көрдік, бұл инженерлерге осы компоненттерді таңдау кезінде сенім береді. Көптеген сарапшылар жүйенің максималды кернеуінің 130-150 пайызы арасында кернеуді шектеуді орнату ең жақсы нұсқа деп санайды. Бұл ауқым желі операторларының қызмет көрсетудің сенімділігін сақтау үшін маңызды сигнал сапасына көп зиян келтірмей, қуат импульстеріне қарсы берік қорғаныс ұсынады.

Байланыс инфрақұрылымындағы найзағай тартқыштардың негізгі қолданылуы

Байланыс мұнараларын тікелей және индукциялық найзағай соққыларынан қорғау

Байланыс мұнаралары жарықтың екі негізгі мәселесімен кездеседі: тікелей соққылар және жақын жерде орын алатын жарық жарқылдарынан пайда болатын индукцияланған импульстер. Өткен жылы IEEE жариялаған зерттеу бойынша, мұндай мұнаралардың төбесіне дұрыс орнатылған айырыштар ток күші 50 килоамперден асатын тікелей соққылардың шамамен 90%-ын ұстап, оларды жерге түсіру жүйесіне бағыттай алады. Ал индукцияланған импульстер туралы басқаша айтқанда. Бұл импульстер мұнаралардағы жабдықтарға келтірілген барлық зақымдардың шамамен 37 пайызын құрайды, бірақ сапалы айырыштар осы жерде даңқ тудырады, базалық станциялардағы сезімтал электрондық жабдықтарды қорғау үшін кенеттен көтерілген кернеуді шамамен 500 вольт немесе одан төмен деңгейде ұстайды. Федералдық байланыс комиссиясының 2023 жылғы соңғы табыстарында келтірілген деректерге сүйенсек, қорғаныс айырыштары бар мұнараларда қорғанысы жоқ мұнаралармен салыстырғанда импульстерден болатын істен шығулар 78 пайызға жуық азайған. Бұл осындай қауіпсіздік жабдықтарына инвестиция салудың маңыздылығын күшейтеді.

Сыртқы антенналар мен коаксиалдық желілерге арналған ілгерілемелі қорғаныс

Сыртқы антенналар мен коаксиалды кабельдер 80% жағдайда осы компоненттердің 100 метр радиусында болатын сигнал желілеріне зақым келтірудің негізгі ену нүктесі болып табылады. Байланыс порттары үшін заманауи найзағай тұтқындары мыналармен жасалады:

• <6 нс ішінде реакция уақыты — жабдыққа зақым келтірмес үшін импульсті шектеу
• Сигналдың жоғалуын болдырмау үшін жиілік сәйкестігі 6 ГГц-ке дейін
• Минималды найзағайдың тогының өткізу қабілеті 20 кА

Бұл сипаттамалар 5G жиіліктерінде 0,5 дБ-ден аспайтын енгізу шығынын сақтай отырып, дауыл кезінде үздіксіз жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.

Интеграцияланған қорғаныс стратегиялары: Құрылымдық таяқшаларды электронды тұтқындармен біріктіру

Жоғарғы деңгейлі байланыс операторлары көп қабатты қорғаныс жүйелерін енгізеді:

Қорғаныс қабаты	Функция	Өнімділік метрикасы
Құрылымдық таяқшалар	Тікелей соққыларды тоқтату	95% соққыны ұстау қабілеті
Шекаралық барьерлер	Негізгі энергияны бағыттау	100 кА импульстік тогын өткізу қабілеті
Жабдық деңгейіндегі кернеу шектегіштер (SPD)	Дәл кернеуді шектеу	<1,500 В өткізілетін кернеу

Бұл көпсатылы стратегия 150 ұялық станциялар бойынша жүргізілген 12 айлық зерттеуде (CTIA 2024) импульстік токтан туындаған үзілістерді 63% азайтты. Негізгі сәттілік факторларына төменгі ток өткізу кедергісі (<5 Ом) және қорғаныс деңгейлері арасында кем дегенде 30 метр өткізгіштің арақашықтығын сақтау жатады.

Сенімді импульстік қорғаныс үшін найзағай тұтқындағыштардың техникалық сипаттамаларын бағалау

Токтың тасқын кезіндегі сыйымдылығы және энергияны сіңіру рейтингтері

Сурге ажыратқыштар IEC стандарттары бойынша 2023 жылғы 100 килоамперден астам ток тасқынын құрылымдық бүтіндікті сақтай отырып, басқару қажет. Энергиямен жұмыс істеу сыйымдылығы тұрғысынан алғанда, біз оны джоульмен өлшейміз, бұл негізінен құрылғының бұзыла бастамас бұрын қанша электрлік соққыға шыдай алатынын көрсетеді. Мысалы, найзағай кездесетін солтүстік жағалау бойындағы байланыс станцияларын алайық. Сараптамалар көрсеткендей, монтаждық жұмысшылар арзан нұсқалардың орнына кем дегенде 40 килоджоульге есептелген ажыратқыштарды орнатқан кезде, кернеу импульсінен туындайтын ақаулар шамамен 72 пайызға азайды. Шынында да логикалық, себебі мұндай аймақтарда ауа-райымен байланысты электрлік бұзылулар тұрақты түрде қауіп төндіреді.

Сигналдың сапасын төмендетпейтіндей етіп жұмыс істеу жиілігін сәйкестендіру

Жүйенің жиілігіне сәйкес келетін ажыратқыштарды таңдау практикада өте маңызды. 900 МГц жиілікте жұмыс істейтін RF құрылғылармен жұмыс істеген кезде, осы нақты жиілікте 0,5 Ом-нан аспайтын импедансты көрсететін ажыратқыштар қажет болады, бұл сигналдың шағылуын болдырмау үшін маңызды. 2022 жылғы соңғы өндістік сынақта сәйкессіздік туындаған кезде не болатынын көрсетті – бірнеше 5G кіші базалық станцияларда пайдаланушылар шамамен 18% сигнал жоғалтуын байқады. Көпшілік тәжірибелі инженерлер жиіліктің таңдамалы шығыны әдістерін қолданудың таза, сенімді және жоғары жылдамдықты деректер беруін қамтамасыз етудегі маңызы зор екенін айтады.

Маркетингтік тұжырымдар мен шынайы өнімділік: Деректер не дейді

Кейбір компаниялар өз өнімдері көкжиектен соққылардан толық қорғалғанын дәйектейді, бірақ шын әлемдегі сынақтар басқа әңгіме айтады. Шын мәнінде жауын-дауыл кезінде байқалатын қайталанатын кернеу толқындарына ұшырағанда, төрттен бір алаңдырушы құрылғылар 2023 жылы UL зерттеуінде анықталғандай, уәде етілген кернеу көрсеткіштеріне жетпейді. Іс жүзінде не болатынын қарау мәселелерді түсінуді жеңілдетеді. Ел бойынша 47 түрлі байланыс орындарында IEC 61643-11 сияқты дұрыс сертификаттау белгілері бар жабдықтар жұмыс істеуінің бес жыл ішінде шамамен 89% уақыт бойы функционалды болып қалды. Сертификатталмаған жабдықтар? Оңай емес. Осындай орнатулардың сенімділігі тек 54%-ке дейін төмендеді. Сертификатталған және сертификатталмаған өнімдер арасындағы бұл айырмашылық сертификатталған және сертификатталмаған өнімдер арасындағы бұл айырмашылық үлкен сатып алу шешімдерін қабылдаған алдында ақылды компаниялардың деректерді лабораториялық нәтижелерге міндетті түрде тексеруінің неге маңызды екенін анық көрсетеді.

Құрғақшылық алаңдырғыштарды орнатудың дәлелденген тиімділігі мен ең жақсы тәжірибелері

Зерттеу жағдайы: Ауылдық байланыс станциясында импульстік зақымданудың алдын алу

Небрасканың ауыл шаруашылық аймағындағы кішігірім байланыс орындарында токтың өткіштігі салдарынан жылына шамамен 12 жабдық істен шығатын. Олар коаксиалды кабельдер бойынша және мұнаралардың табанында нақты 100 кА ток импульсін өткізе алатын I класстық найзағай тұтқындағыштар орнатып, барлығы дұрыс жерге түсірілгеніне көз жеткізгеннен кейін жағдай едәуір өзгерді. Үш даражы дауыл маусымында техникалық қызмет көрсету журналдарына сәйкес ондай оқиғалар мүлдем болған жоқ. Бұл уақыт ішінде кернеу импульстері 6 кВ-тан төмен болып қалды, бұл маршрутизаторлар мен ауыстырғыштар сияқты көптеген желілік жабдықтарға зиян келтіретін деңгейден анағұрлым төмен. Мұндай қорғаныс жазғы болжамсыз дауылдар кезінде операцияларды тегіс жүргізуде нақты айырмашылық жасайды.

Мәліметтерге көз жүгіртсек: найзағай тұтқындағыштарды орнатқаннан кейін жабдықтардың істен шығуы 78% -ға азайды (FCC хабарламасы)

2022 жылы FCC ұйымының шамамен 450 түрлі башня орындарын зерттеген зерттеуіне сәйкес, IEEE 1410 сәйкестігі бар алаңдар орнатылған кезде, найзағай соққыларына байланысты жабдықтардың істен шығуы нақты төмендеді. Сандар жалпы алғанда шамамен 78% төмендегенін көрсетті. Бұл жаңа алаңдар неліктен қаншалықты жақсы жұмыс істеді? Негізінен, олар микросекундтың үлестерінде тез жауап береді және кернеу импульстерін 2:1 аспайтын қатынаста ұстап тұрады. Бұл ескі газразрядтық қорғағыштардан анағұрлым жоғары, оларға қарағанда 40% жақсырақ қорғаныс қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, техниктер осы заманауи алаңдармен бірге экранирленген кабельдерді қосқан кезде, істен шығу деңгейі де қатты төмендеді. Орташа алғанда, әрбір объектіде жылына тек жарты оқиға ғана болды деп айтуға болады.

Тактика: Бірінші және Екінші Қорғаныс Сатыларын Қолдану Арқылы Көп Қабатты Шұғыл Қорғаныс

Алдыңғы операторлар екі сатылы қорғаныс моделін қолданады:

1. Бірінші Қорғаныс әрбір 50 метрде орнатылған найзағай тұтқындары тікелей соққыларды ұстап алады, ал экранның сымдары кернеу импульсін критикалық инфрақұрылымға жетпес бұрын айдайды
2. Екінші деңгейлі қорғаныс көпсатылы кернеу импульсінен қорғайтын құрылғылар (SPD) қалдық өтулерді 1,5 кВ-тан төменге дейін шектейді

5G артқы байланыс желісі бойынша жүргізілген зерттеуде бұл тәсіл кернеу импульсіне ұшырау деңгейін 94% азайтты, негізгі жүйелер энергияның 90%-ын өзіне алып, қалғанын екінші реттік алаңдар өңдеді. Жерге тұйықтау кедергісін жыл сайын тексеру — тиімділіктің ұзақ мерзімді болуы үшін кедергі мәні тұрақты түрде 5 Омнан төмен болуы маңызды болды.

Сұрақтар мен жауаптар бөлімі

Найзағай тұтқындары не үшін қолданылады?

Найзағай тұтқындары найзағай соққыларынан туындайтын жоғары кернеулі транзиенттерден байланыс жүйелерін қорғау үшін қолданылады.

Найзағай тұтқындары қандай жылдамдықпен реакция береді?

Найзағай тұтқындары 100 наносекундтан кем уақыт ішінде реакция беріп, жабдықтарды кернеу импульсінен қорғайды.

Найзағай тұтқындар жүйесінде жерге тұйықтау неге маңызды?

Дұрыс жерге қосу күшті электр токтарын жерге қауіпсіз бағыттауға мүмкіндік береді және сезімтал жабдықтарға зиян келу қаупін азайтады.

Барлық найзағай тұтқындары бірдей тиімді ме?

Жоқ, найзағай тұтқындарының тиімділігі әртүрлі болуы мүмкін. Дұрыс сертификатталған тұтқындар шынайы жағдайларда тиімдірек жұмыс істейді.