Protección contra rayos y sobretensiones para estaciones base de telecomunicaciones 5G y sitios celulares
Protección contra rayos y sobretensiones para sitios celulares
Garantice la disponibilidad de la red y un funcionamiento confiable
La creciente demanda de tecnología 5G significa que necesitamos mayores capacidades de transmisión y una mejor disponibilidad de la red.
Constantemente se desarrollan nuevas ubicaciones de sitios celulares para este propósito: la infraestructura de red existente se está modificando y expandiendo. No hay duda de que los sitios celulares deben ser confiables. Nadie puede ni quiere arriesgarse a su fracaso o funcionamiento restringido.
¿Por qué molestarse con la protección contra rayos y sobretensiones?
La ubicación expuesta de los mástiles de radio móviles los hace vulnerables a los rayos directos que podrían paralizar los sistemas. Los daños también son a menudo causados por sobretensiones, por ejemplo, en el caso de rayos cercanos.
Otro aspecto importante es proteger al personal que trabaja en el sistema durante una tormenta.
Garantice la disponibilidad de sus instalaciones y sistemas: proteja vidas humanas
Un concepto integral de protección contra rayos y sobretensiones proporciona una protección óptima y una alta disponibilidad del sistema.
Información para operadores de redes móviles
Mi principal prioridad: mantener las redes de comunicaciones móviles en funcionamiento. Sé que esto solo es posible si hay conexión a tierra y protección contra rayos y sobretensiones. Mis aplicaciones a menudo requieren soluciones y pruebas de sistemas a medida. ¿Cuáles son mis opciones?
Aquí encontrará conceptos de protección específicos del sistema, soluciones de productos optimizadas e información sobre servicios de ingeniería y pruebas para proteger sus sistemas de manera confiable.
Conocimiento compacto para operadores de redes móviles
Disponibilidad ininterrumpida de la red: seguridad para sus instalaciones y sistemas
La digitalización está en pleno apogeo: los avances tecnológicos avanzan a una velocidad vertiginosa y están cambiando la forma en que nos comunicamos, trabajamos, aprendemos y vivimos.
Las redes móviles de alta disponibilidad para servicios en tiempo real, como la conducción autónoma o la infraestructura de fabricación inteligente (corte de red 5G), requieren una protección especial para el equipo de radio móvil. Como operador, sabe que la falla de dichas redes, por ejemplo, debido a rayos o sobretensiones, a menudo tiene graves consecuencias económicas.
Por lo tanto, la máxima prioridad es evitar interrupciones y mantener una disponibilidad de red confiable.
Los conceptos de protección específicos significan una mayor disponibilidad del sistema
Los rayos directos representan una amenaza particular para los mástiles de radio de los sitios celulares, ya que generalmente se instalan en lugares expuestos.
Un concepto de protección a medida para su sistema le permite alcanzar sus propios objetivos de protección, como la disponibilidad del sistema y la protección de sus empleados.
Solo combinando componentes para sistemas de puesta a tierra y sistemas externos de protección contra rayos con descargadores de sobretensiones y corrientes de rayo puede lograr la seguridad que necesita para
- Proteja eficazmente al personal
- Garantizar la seguridad y alta disponibilidad de instalaciones y sistemas
- Cumplir y cumplir con los requisitos de las leyes, reglamentos y normas.
Implementar un concepto de protección eficaz que incluya medidas para el sitio de la celda, la estación base de radio y el cabezal de radio remoto.
Aplicaciones
Evite riesgos innecesarios e implemente un concepto de protección eficaz que incluya medidas para el sitio de la celda, la estación base de radio y el cabezal de radio remoto.
LSP protege los sitios celulares
Proteja los transmisores de la azotea y las torres de telecomunicaciones.
La infraestructura de los edificios existentes se utiliza a menudo al instalar transmisores en la azotea. Si ya está instalado un sistema de protección contra rayos, el sitio de la celda está integrado en él.
Si se requiere un nuevo sistema de protección contra rayos, es recomendable instalar un sistema de protección contra rayos aislado. Esto asegura que se mantenga la distancia de separación y evita que los componentes sensibles de la radio móvil sufran daños debido a las corrientes de rayos.
LSP protege los sitios celulares (AC)
Protección de la estación base de radio
Como regla general, la estación base de radio se alimenta a través de una línea eléctrica separada, independiente del resto del edificio. La línea de suministro al sitio de la celda aguas abajo del medidor y en el tablero de subdistribución de CA aguas arriba de la estación base de radio debe protegerse con pararrayos y pararrayos apropiados.
Evite los disparos molestos de los fusibles del sistema
La infraestructura de las fuentes de alimentación principal y del sistema está protegida por descargadores combinados probados y comprobados (descargadores combinados de corrientes de rayo y sobretensiones).
Los dispositivos de protección contra sobretensiones LSP tienen una extinción y limitación de corriente de seguimiento extremadamente alta. Esto evita disparos molestos de los fusibles del sistema que desconectarían los sitios de las celdas. Para usted, esto significa una disponibilidad del sistema especialmente alta.
Ahorro de espacio gracias al diseño compacto
¡Rendimiento completo en un ancho de solo 4 módulos estándar! Con su diseño compacto, la serie FLP12,5 tiene una corriente total de 50 kA (10 / 350µs). Con estos parámetros de rendimiento, actualmente es el descargador combinado más pequeño del mercado.
Este dispositivo cumple los requisitos máximos para la capacidad de descarga de corriente del rayo de acuerdo con IEC EN 60364-5-53 y los requisitos de IEC EN 62305 relacionados con la clase de LPS I / II.
Aplicable universalmente - Independiente del alimentador
La serie FLP12,5 está especialmente desarrollada para los requisitos del sector de la radio móvil. Este descargador se puede utilizar universalmente independientemente del alimentador. Su circuito 3 + 1 permite una protección confiable de los sistemas TN-S y TT.
Información para instaladores
Ya sea en la azotea o en sitios de celdas montados en un mástil, a menudo me veo obligado a adaptarme a las condiciones estructurales en el sitio al instalar dispositivos de protección contra rayos y sobretensiones. Por lo tanto, necesito soluciones que estén disponibles rápidamente y sean fáciles de instalar.
Aquí encontrará recomendaciones de productos para proteger emplazamientos celulares y sistemas de relés de radio, así como información especial para empresas de protección contra rayos. ¿Tiene poco tiempo? Con la ayuda del concepto LSP, puede planificar un concepto integral de protección contra rayos y sobretensiones para usted.
Conocimiento compacto para instaladores
Red móvil rápida, en todas partes
Las redes de radio móviles también se ven afectadas por la creciente digitalización y la demanda de más y más rápido. La rápida expansión de la red requiere constantemente nuevos mástiles de radio y más sitios de celdas en la azotea.
Por supuesto, cuanto antes estén en funcionamiento los nuevos sistemas, mejor. Esto requiere una planificación cuidadosa y productos prácticos para una implementación rápida.
Soluciones prácticas - Soporte competente
Planificación
La planificación a menudo lleva tiempo e implica mucha investigación. Simplifique esta fase subcontratando la planificación de la protección contra rayos y sobretensiones. Con el concepto LSP, recibe el plan del proyecto completo, incluidos los dibujos y la documentación en 3D.
Instalación
Durante la implementación, se beneficia enormemente de productos bien concebidos, probados y comprobados. Esto asegura una instalación rápida y sencilla.
los cables están precableados y los tornillos están asegurados en la tapa para que no se caigan. La caja también es fácil de instalar gracias a una tapa con prevención de caídas.
Información para proveedores de equipos
Los requisitos para la ubicación de nuevos sitios celulares aumentan constantemente. Los nuevos sistemas, optimizados en términos de energía y rendimiento, requieren conceptos de protección contra sobretensiones hechos a medida. Por tanto, necesito soluciones especiales cuyo tamaño, rendimiento y coste se adapten de forma óptima a mis necesidades.
Aquí encontrará información sobre aplicaciones de diseño y soluciones de PCB individuales.
Protección contra rayos y sobretensiones para sitios celulares a medida que el 5G se acerca
La frontera de vanguardia de hoy en el mundo de las telecomunicaciones viene en forma de tecnología 5G, la quinta generación de redes móviles, que traerá consigo velocidades de datos significativamente más rápidas en comparación con las redes de datos celulares 3G y 4G existentes.
La creciente demanda de tecnología 5G a nivel mundial trae consigo la necesidad de mayores capacidades de transmisión y una mejor disponibilidad de la red. En respuesta, se están desarrollando constantemente nuevas ubicaciones de sitios celulares para este propósito y la infraestructura de red existente se está modificando y expandiendo. Obviamente, los sitios celulares deben ser confiables: ningún operador quiere arriesgarse a una falla de la red o una operación restringida. Los consumidores quieren velocidades más altas y servicios instantáneos y fiables, y 5G ofrece la promesa de las soluciones necesarias a medida que los proveedores de telecomunicaciones continúan realizando pruebas y preparando sus redes para hacer frente al enorme aumento de la demanda de comunicaciones. 5G, sin embargo, requiere una gran inversión en tecnología, a un gran costo, y obviamente esto debe protegerse de los elementos.
Al mirar cualquier sitio de telecomunicaciones, debemos proporcionar una protección completa contra los rayos, incluida la posibilidad de un impacto directo en este equipo tan sensible, así como sus resultados indirectos en forma de sobretensiones eléctricas relacionadas. Ambos pueden causar daños inmediatos, lo que puede resultar en un tiempo de inactividad de la empresa o el servicio, así como una posible degradación del equipo con el tiempo. Además, los costos de reparación suelen ser muy elevados, ya que las torres están situadas principalmente en áreas remotas. Actualmente hay alrededor de 50 millones de suscripciones 4G en África subsahariana. Sin embargo, debido al crecimiento de poblaciones relativamente jóvenes y las economías de rápido crecimiento en el continente, se pronosticó que este número crecerá en un 47 por ciento entre 2017 y 2023, cuando se estima que 310 millones se habrán suscrito.
La cantidad de personas que podrían verse afectadas por las interrupciones del sistema es potencialmente muy grande, por lo que esto subraya una vez más lo importante que es proteger las fallas del equipo. Aquí nuevamente vemos que las soluciones correctas de iluminación y puesta a tierra son parte de garantizar la disponibilidad de la red y un funcionamiento confiable. La ubicación expuesta de los postes de radio móviles los hace vulnerables a los rayos directos que podrían paralizar los sistemas. Por supuesto, los daños a menudo también son causados por sobretensiones, por ejemplo, en el caso de rayos cercanos. También es fundamental proteger a los empleados que puedan estar trabajando en el sistema durante una tormenta. Un concepto integral de protección contra rayos y sobretensiones proporcionará una protección óptima y una alta disponibilidad del sistema.
Infraestructura inalámbrica de protección contra sobretensiones
AMENAZA $ 26 mil millones en pérdidas debido a subidas de tensión
La creciente dependencia actual de procesos y componentes electrónicos muy sensibles hace que la protección contra sobretensiones sea un tema de discusión importante para evitar pérdidas comerciales catastróficas. El estudio del Insurance Institute for Business & Home Safety descubrió que se perdieron $ 26 mil millones de dólares debido a subidas de tensión no causadas por rayos. Además, hay alrededor de 25 millones de rayos en los EE. UU. Cada año que causan entre $ 650 millones y $ 1 mil millones en pérdidas.
SOLUCIÓN Concepto de mitigación de sobretensión global
Nuestra filosofía es simple: determine su riesgo y evalúe cada línea (energía o señal) en busca de vulnerabilidades. A esto lo llamamos el concepto de "caja". Funciona igualmente bien para un solo equipo o para una instalación completa. Una vez que haya determinado sus "cajas", es sencillo desarrollar un esquema de protección coordinado para eliminar todas las amenazas de rayos y sobretensiones de conmutación.
APLICACIONES COMUNES DE INFRAESTRUCTURA INALÁMBRICA
El equipo electrónico desplegado para construir redes inalámbricas es extremadamente susceptible a la destrucción causada por rayos y otras fuentes de sobrecargas eléctricas. Es importante proteger adecuadamente este equipo electrónico sensible con protección contra sobretensiones.
EJEMPLO DE UBICACIÓN DE PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES
Protección contra rayos para infraestructura de células pequeñas de nueva generación
Prestar atención a las medidas específicas requeridas para proteger el equipo montado y contenido dentro de los postes de luz utilizados como soportes y cerramientos de celdas pequeñas ahorra tiempo de aire perdido por cortes y costos de reparación.
La próxima generación de despliegue de tecnología de comunicaciones inalámbricas 5G de ondas milimétricas (mmW) estimulará el uso de estructuras de células pequeñas de corto alcance, principalmente en forma de postes de calles integrados, en áreas urbanas y ciudades.
Estas estructuras, a menudo denominadas polos “inteligentes” o de “celda pequeña”, generalmente comprenden conjuntos de polos densamente poblados con sistemas electrónicos. Los sitios de celdas pequeñas se pueden construir sobre postes metálicos de alumbrado público existentes o nuevos, ya sea parcialmente ocultos o totalmente ocultos, y sobre postes de madera existentes. Estos sistemas electrónicos suelen incluir:
- Radios mmW 5G con alimentación de CA y sus sistemas de antenas de formación de haces de múltiples entradas y salidas (MIMO) asociados
- Radios 4G alimentadas por CA o CC
- Rectificadores AC / DC o unidades de alimentación remota
- Sistemas de alarma y sensores de intrusión
- Sistemas de ventilación de refrigeración forzada
Paneles de distribución de energía de CA y CC con medición de energía inteligente de servicios públicos
En casos más sofisticados, estos postes inteligentes también integrarán centros de ciudades inteligentes que contienen sensores, como cámaras ocultas de alta resolución, micrófonos de detección de disparos y sensores atmosféricos para calcular el índice ultravioleta (UV) y medir el brillo solar y la radiación solar. Además, los postes pueden acomodar subconjuntos estructurales adicionales, como brazos de soporte para alumbrado público LED, luminarias de acera convencionales y receptáculos para carga de vehículos eléctricos.
Por lo general, se proporciona un sistema de conexión equipotencial centralizado dentro del poste a través de barras de puesta a tierra estratégicamente ubicadas, a las que se conectan los diferentes sistemas de radio. Por lo general, el conductor neutro de la fuente de alimentación eléctrica entrante también está conectado a tierra en el enchufe del medidor de energía, que a su vez está conectado a la barra principal de conexión a tierra. La tierra del sistema externo del poste se une luego a esta barra de tierra principal.
El poste de luz simple que se ve a lo largo de las aceras y las aceras de la ciudad está cambiando y pronto se convertirá en un componente fundamental de la nueva infraestructura inalámbrica 5G. Estos sistemas tendrán una importancia primordial porque apoyan la nueva capa tecnológica de redes celulares para servicios de alta velocidad. Estas estructuras de postes ya no se adaptarán simplemente a lámparas incandescentes. En cambio, se convertirán en el núcleo de una tecnología altamente sofisticada. Con este avance en la integración, la capacidad y la confianza viene un riesgo inevitable. Incluso con sus alturas relativamente bajas en comparación con los sitios de macrocélulas, estos sofisticados subsistemas electrónicos están configurados para volverse exponencialmente más susceptibles a daños por sobretensiones y transitorios.
Daño por sobretensión
La importancia de estas pequeñas células en la infraestructura 5G no puede subestimarse. Lejos de usarse solo para llenar los vacíos en la cobertura de radio y aumentar la capacidad, en las redes 5G las células pequeñas se convertirán en los nodos principales de la red de acceso por radio, proporcionando servicios de alta velocidad en tiempo real. Estos sistemas tecnológicamente avanzados pueden proporcionar enlaces de servicio gigabit críticos a los clientes donde no se pueden tolerar las interrupciones. Esto requiere el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) altamente confiables para mantener la disponibilidad de estos sitios.
La fuente de dichos riesgos de sobretensión se puede clasificar en dos formas: los causados por perturbaciones atmosféricas radiadas y los causados por perturbaciones eléctricas conducidas.
Consideremos cada uno a su vez:
Las perturbaciones radiadas son creadas en gran parte por eventos aéreos, como descargas de rayos cercanos que crean cambios rápidos en los campos electromagnéticos y electrostáticos alrededor de la estructura. Estos campos eléctricos y magnéticos que varían rápidamente pueden acoplarse con los sistemas eléctricos y electrónicos dentro del polo para producir picos de tensión y corriente dañinos. De hecho, el blindaje de Faraday creado por la estructura metálica contigua del poste ayudará a reducir tales efectos; sin embargo, no puede mitigar completamente el problema. Los sensibles sistemas de antenas de estas pequeñas celdas están en gran parte sintonizados con las frecuencias a las que se centraliza gran parte de la energía de la descarga del rayo (5G funcionará en bandas de frecuencia de hasta 39 GHz). Por lo tanto, pueden actuar como conductos para permitir que esta energía ingrese a la estructura, causando posibles daños no solo a los frontales de radio, sino también a otros sistemas electrónicos interconectados dentro del poste.
Las perturbaciones conducidas son en gran parte aquellas que llegan al polo a través de cables conductores. Estos incluyen conductores de energía de la red pública y líneas de señal, que pueden acoplar los sistemas electrónicos internos contenidos dentro del poste al entorno externo. Debido a que se prevé que el despliegue de celdas pequeñas utilizará en gran medida la infraestructura existente de alumbrado público municipal o la reemplazará con postes inteligentes personalizados, las celdas pequeñas dependerán del cableado de distribución existente. A menudo, en los Estados Unidos, dicho cableado de servicios públicos es aéreo y no está enterrado. Es particularmente susceptible a sobretensiones y es un conducto principal para que la energía de sobretensión ingrese al polo y dañe la electrónica interna.
Protección contra sobretensión (OVP)
Normas como IEC 61643-11: 2011 describen el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones para mitigar los efectos de dichas sobretensiones. Los DPS se clasifican por clase de prueba para el entorno eléctrico en el que están destinados a funcionar. Por ejemplo, un DPS de Clase I es uno que ha sido probado para resistir, utilizando la terminología IEC, "una descarga directa o parcial de un rayo". Esto significa que el SPD ha sido probado para resistir la energía y la forma de onda asociadas con la descarga con mayor probabilidad de ingresar a una estructura en una ubicación expuesta.
Al considerar el despliegue de la infraestructura de células pequeñas, está claro que las estructuras quedarán expuestas. Se espera que muchos de estos postes aparezcan a lo largo de aceras y aceras residenciales de ciudades metropolitanas. También se espera que estos postes proliferen en lugares de reunión comunales, como estadios deportivos interiores y exteriores, centros comerciales y salas de conciertos. Por lo tanto, es importante que los SPD seleccionados para proteger la alimentación de la red de entrada del servicio primario estén calificados adecuadamente para este entorno eléctrico y cumplan con las pruebas de Clase I, es decir, que puedan soportar la energía asociada con descargas de rayos directas o parcialmente directas. También se recomienda que el SPD seleccionado tenga un nivel de resistencia al impulso (Iimp) de 12.5 kA para resistir de forma segura el nivel de amenaza de tales ubicaciones.
La selección de un SPD capaz de resistir el nivel de amenaza asociado no es en sí mismo suficiente para garantizar que el equipo reciba la protección adecuada. El SPD también debe limitar la sobretensión conducida incidente a un nivel de protección de voltaje (Up) menor que el nivel de resistencia (Uw) del equipo electrónico dentro del poste. IEC recomienda que Up <0.8 Uw.
La tecnología SPD de LSP está diseñada a propósito para proporcionar las calificaciones Iimp y Up requeridas para proteger equipos electrónicos sensibles de misión crítica que se encuentran en infraestructuras de celdas pequeñas. Se considera que la tecnología de LSP no requiere mantenimiento y puede soportar miles de eventos repetitivos de sobretensión sin fallas ni degradaciones. Proporciona una solución altamente segura y confiable que elimina el uso de materiales que podrían arder, humear o explotar. Según los años de rendimiento en el campo, la vida útil esperada de LSP es de más de 20 años y todos los módulos se suministran con una garantía limitada de por vida de 10 años.
Los productos se prueban de acuerdo con las normas de seguridad internacionales (EN e IEC) y ofrecen un rendimiento incomparable contra rayos y sobretensiones. Además, la protección LSP está integrada en un gabinete de distribución de CA compacto adecuado para ser instalado dentro de los polos de celda pequeña. Esto proporciona protección contra sobrecorriente al servicio de CA entrante y a los circuitos de distribución salientes, lo que proporciona un punto conveniente en el que el servicio público del medidor eléctrico puede ingresar y distribuirse dentro del poste.
Protección contra rayos y sobretensiones para estaciones base de telecomunicaciones 5G y sitios celulares
En cuanto a la ventaja de calidad en el campo de protección contra sobretensiones, se considera que LSP es la opción para proporcionar un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) para el proyecto de la estación base de telecomunicaciones 5G en Corea. Los SPD se proporcionarán como parte de los productos finales. Durante la reunión, LSP y los clientes coreanos discutieron sobre la solución completa de protección contra sobretensiones en la estación base de telecomunicaciones 5G.
Antecedentes:
Abreviatura de quinta generación, 5G es un sistema de red inalámbrica ultrarrápido que ofrece velocidades de transmisión alrededor de 20 veces más rápidas que las redes existentes de cuarta generación o Long Term Evolution. Los líderes mundiales en telecomunicaciones están acelerando el paso en 5G. Por ejemplo, Ericsson ha anunciado la recaudación de casi 400 millones de dólares para la investigación de 5G este año. Como dice su CTO, “Como parte de nuestra estrategia enfocada, estamos aumentando nuestras inversiones para asegurar el liderazgo tecnológico en 5G, IoT y servicios digitales. En los próximos años, veremos redes 5G en funcionamiento en todo el mundo, con importantes implementaciones a partir de 2020, y creemos que habrá mil millones de suscripciones 1G para fines de 5 ".
LSP ofrece una amplia gama de protectores contra sobretensiones adaptados a cada red: alimentación de CA, alimentación de CC, telecomunicaciones, datos y coaxial.
