四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010182505.X (22)申请日 2020.03.16 (71)申请人 西安交通大学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号西安交通大学 (72)发明人 姚学玲陈景亮李天权李晴晴 陈文洁 (74)专利代理机构 北京市诚辉律师事务所 11430 代理人 范盈 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计 算方法 (57)摘要 本发明公开一种四角塔通信基站系统的雷 电流分流特性计算方。

2、法， 通过对注入的雷电流分 量进行频谱分析， 获得其中心频率及其频谱分布 规律； 在ANSYSMAXWELL环境中建立避雷针、 四角 塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的电磁场仿真 计算模型； 同时建立相应的雷电流实验验证回 路， 并进行实验验证， 分析实验验证数据与仿真 计算结果之间的差异， 优化仿真计算模型， 准确 地获四角塔通信基站系统各支路上的分流情况， 在RRU供电电源的芯线与屏蔽层之间加装过电压 保护压敏电阻， 模拟实际雷击的过电压防护效 果， 以及压敏电阻+电源芯线支路的雷电流分流 情况， 为四角塔通信基站的雷电防护方案的确定 奠定理论基础和提供仿真、 试验数据的支撑。 权利。

3、要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 111400910 A 2020.07.10 CN 111400910 A 1.四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在于包括如下步骤： (1)对注入的雷电流分量进行频谱或能谱的分析， 获得雷电流分量的中心频率及频谱 分布规律； (2)根据获得的雷电流的频谱分布， 建立基于ANYSYS环境下四角塔通信基站系统的避 雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的电磁场仿真计算模型； (3)输入各部件的相关结构参数及仿真和实验验证之间的预设偏差； (4)仿真计算避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的自感和电阻； (5)仿真。

4、计算四角塔、 引下线、 电源线相互耦合的互感； (6)获得四角塔通信基站系统中避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的等效 自感量、 电阻； 其相互之间互感耦合的电感量与结构参数之间的函数表达式以及各部件电 阻的函数表达式； 电源线的电源芯线与屏蔽层之间的过电压防护压敏电阻的仿真参数； (7)在MATLAB/ATP中建立包括电源线电源芯线与屏蔽层之间过电压保护压敏电阻的四 角塔通信基站系统的参数化仿真模型； (8)获得产生给定雷电流波形数值仿真电路的参数； (9)根据仿真得到的电流参数， 建立相应的雷电流实验验证回路， 并进行实验验证； (10)分析实验验证数据与仿真计算结果之间。

5、的差异， 如果两者之间的偏差大于预设 值， 则优化参数化仿真模型直至满足为止； (11)计算具有特定负载和特定电参数雷电流分量注入下雷电流分量发生电路的电容 C、 电感L1、 波形调整电阻R以及雷电流在四角塔、 引下线、 四角塔接地线、 电源芯线各不同支 路的分流特性， 其中各支路分流特性包括雷电流的峰值、 波前时间、 半峰值时间、 反极性振 荡参数以及各支路雷电流分流的比例关系。 2.根据权利要求1所述的四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在 于： 所述雷电流实验验证回路包括雷电流分量发生电路、 电气连接线和被试对象； 所述被试对象包括避雷针、 四角塔、 引下线、 接地线、 。

6、电源线以及上述各部件的不同组 合形式， 组合形式包括避雷针+四角塔、 避雷针+四角塔+引下线、 避雷针+四角塔+接地线、 四 角塔+接地线、 四角塔+接地线+电源线； 所述的雷电流分量发生电路由高压直流充电电源、 储能电容、 放电开关以及驱动单元、 连线等效电感组成。 3.根据权利要求2所述的四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在 于： 所述雷电流分量发生电路和被试对象之间由电气连接线连接， 电气连接线将雷电流分 量发生电路与各组合形式的被试对象进行电气连接， 发生器回路、 电气连接线和被试对象 构成矩形环， 且矩形环两平行电气连接导线之间的距离不小于1-2m。 4.根据权利要。

7、求3所述的四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤(9)实验验证过程中四角塔通信基站系统中避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线及 其组合部件总电感的实验验证方法是： (1.1)首先进行不带被试对象的雷电流实验， 将雷电流分量发生电路与电气连接线连 接成实验回路， 电气连接线的连接形状平行、 且电气连接线为间距有一定距离的矩形环， 用 电流线圈和示波器测量在规定放电电压下的输出电流波形， 然后根据波形和雷电流分量发 生电路的储能电容计算得到雷电流分量发生电路和电气连接线的等效电感参数L1； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111400910 A 2 (1.2)不改。

8、变电气连接线的规格和长度， 将被试对象接入实验回路， 电气连接线、 被试 对象连接成矩形环， 用电流线圈和示波器测量在规定放电电压下的输出电流波形， 然后根 据波形和雷电流分量发生电路的储能电容计算得到雷电流分量发生电路、 电气连接线、 被 试对象的等效电感参数L2； (1.3)被试对象的电感值L为L2与L1之间的差值。 5.根据权利要求3所述的四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在 于： 所述步骤(9)实验验证过程中四角塔通信基站系统的雷电流分流特性实验验证方法是： (2.1)将雷电流分量发生电路、 电气连接线、 避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线以及过电 压防护器件电气连。

9、接在一起； (2.2)在四角塔支路、 引下线支路、 屏蔽层支路、 电源芯线支路分别套接电流线圈， 用于 提取雷电流在各支路中的分流， 并通过四通道示波器进行采集和记录； (2.3)将通过实验采集获得的各支路雷电流的参数与仿真结果对比， 分析产生差异的 原因。 6.根据权利要求5所述的四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在 于： 实验验证过程包括多种组合形式， 包括但不限于避雷针+四角塔、 避雷针+四角塔+引下 线+屏蔽线、 避雷针+三角塔+引下线+屏蔽线+三角塔接地线+电源芯线+接地电阻组合形式。 7.根据权利要求1所述的四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 其特征在 。

10、于： 电源芯线与屏蔽层之间过电压保护压敏电阻仿真参数的计算方法具体如下： (1)将压敏电阻在小电流区10 A10mA、 中电流区1kA10kA或20kA、 大电流区30kA 50kA或100kA进行流经电流和两端电压的测量， 每个区的数据点不少于3个； (2)根据测得的压敏电阻的电流值和其两端的电压值， 根据下面公式： 两边取对数得： ln Iiln ki+ iln Ui 求得压敏电阻在3个电流区的结构系数和非线性系数(K1, 1)、 (K2, 2)和(K3, 3)， 作为 参数化仿真电路中压敏电阻的仿真参数。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111400910 A 3 四角塔通信基站系统的。

11、雷电流分流特性计算方法 技术领域 0001 本发明属于通信系统雷击防护领域， 涉及一种四角塔通信基站系统的雷电流分流 特性计算方法。 背景技术 0002 雷击是自然界的一种高电压大电流放电现象， 涉及冲击力、 电磁力、 焦耳热效应等 多场耦合的物理效应， 对通信系统造成严重威胁， 轻者影响通信的质量， 重者造成通信基站 的损坏。 0003 随着5G技术的发展和全面普及， 面对复杂接地环境的通信基站的雷电防护愈来愈 重要。 这是因为： 当雷击通信基站系统时， 基站系统的电源和通信设备也需要承受巨大的雷 电流脉冲冲击， 但由于通信系统所处地理位置的特殊性， 当雷击通信基站时， 在地面上会形 成极高。

12、的雷击过电压， 使整个接地网上的电位迅速抬升， 造成地电位反击。 0004 针对目前通信基站系统的电位分布和雷电流在四角塔本体、 引下线及其安装位 置、 基站供电电源的屏蔽层和芯线上的雷电流分流特性难以遍历实测的现状， 开展四角塔 通信系统雷击建模计算和分流特性验证的研究工作， 获得针对不同雷电参数雷击条件下四 角塔通信系统中杆塔、 电源线、 引下线、 电源线屏蔽层和芯线等各支路的自感、 相互之间的 互感以及各支路的雷电流分流情况， 通过相应的实验验证并优化仿真模型和计算方法， 为 四角塔通信基站电源和设备(RRU)的雷电防护提供理论支撑和实验数据支持。 发明内容 0005 本发明的目的在于提。

13、供一种四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 准 确地获四角塔通信基站系统中塔杆四角塔、 引下线、 屏蔽层、 电源线各支路自感， 相互之间 的互感， 以及雷电流在各支路上的分流情况， 为四角塔通信基站系统电源和设备的雷电防 护方案的制定提供理论依据。 0006 为实现上述目的， 本发明所采用的技术方案是： 0007 四角塔通信基站系统的雷电流分流特性计算方法， 包括如下步骤： 0008 (1)对注入的雷电流分量进行频谱或能谱的分析， 获得雷电流分量的中心频率及 频谱分布规律； 0009 (2)根据获得的雷电流的频谱分布， 建立基于ANYSYS环境下四角塔通信基站系统 的避雷针、 四角塔、。

14、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的电磁场仿真计算模型； 0010 (3)输入各部件的相关结构参数及仿真和实验验证之间的预设偏差； 0011 (4)仿真计算避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的自感和电阻； 0012 (5)仿真计算四角塔、 引下线、 电源线相互耦合的互感； 0013 (6)获得四角塔通信基站系统中避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的 等效自感量、 电阻； 其相互之间互感耦合的电感量与结构参数之间的函数表达式以及各部 件电阻的函数表达式； 电源线的电源芯线与屏蔽层之间的过电压防护压敏电阻的仿真参 说明书 1/6 页 4 CN 111400910。

15、 A 4 数； 0014 (7)在MATLAB/ATP中建立包括电源线电源芯线与屏蔽层之间过电压保护压敏电阻 的四角塔通信基站系统的参数化仿真模型； 0015 (8)获得产生给定雷电流波形数值仿真电路的参数； 0016 (9)根据仿真得到的电流参数， 建立相应的雷电流实验验证回路， 并进行实验验 证； 0017 (10)分析实验验证数据与仿真计算结果之间的差异， 如果两者之间的偏差大于预 设值， 则优化参数化仿真模型直至满足为止； 0018 (11)计算具有特定负载和特定电参数雷电流分量注入下雷电流分量发生电路的 电容C、 电感L1、 波形调整电阻R以及雷电流在四角塔、 引下线、 四角塔接地线。

16、、 电源芯线各不 同支路的分流特性， 其中各支路分流特性包括雷电流的峰值、 波前时间、 半峰值时间、 反极 性振荡参数以及各支路雷电流分流的比例关系。 0019 进一步， 所述雷电流实验验证回路包括雷电流分量发生电路、 电气连接线和被试 对象； 0020 所述被试对象包括避雷针、 四角塔、 引下线、 接地线、 电源线以及上述各部件的不 同组合形式， 组合形式包括避雷针+四角塔、 避雷针+四角塔+引下线、 避雷针+四角塔+接地 线、 四角塔+接地线、 四角塔+接地线+电源线； 0021 所述的雷电流分量发生电路由高压直流充电电源、 储能电容、 放电开关以及驱动 单元、 连线等效电感组成。 002。

17、2 进一步， 所述雷电流分量发生电路和被试对象之间由电气连接线连接， 电气连接 线将雷电流分量发生电路与各组合形式的被试对象进行电气连接， 发生器回路、 电气连接 线和被试对象构成矩形环， 且矩形环两平行电气连接导线之间的距离不小于1-2m。 0023 进一步， 所述步骤(9)实验验证过程中四角塔通信基站系统中避雷针、 四角塔、 引 下线、 电源线及其组合部件总电感的实验验证方法是： 0024 (1.1)首先进行不带被试对象的雷电流实验， 将雷电流分量发生电路与电气连接 线连接成实验回路， 电气连接线的连接形状平行、 且电气连接线为间距有一定距离的矩形 环， 用电流线圈和示波器测量在规定放电电。

18、压下的输出电流波形， 然后根据波形和雷电流 分量发生电路的储能电容计算得到雷电流分量发生电路和电气连接线的等效电感参数L1； 0025 (1.2)不改变电气连接线的规格和长度， 将被试对象接入实验回路， 电气连接线、 被试对象连接成矩形环， 用电流线圈和示波器测量在规定放电电压下的输出电流波形， 然 后根据波形和雷电流分量发生电路的储能电容计算得到雷电流分量发生电路、 电气连接 线、 被试对象的等效电感参数L2； 0026 (1.3)被试对象的电感值L为L2与L1之间的差值。 0027 进一步， 所述步骤(9)实验验证过程中四角塔通信基站系统的雷电流分流特性实 验验证方法是： 0028 (2.。

19、1)将雷电流分量发生电路、 电气连接线、 避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线以及 过电压防护器件电气连接在一起； 0029 (2.2)在四角塔支路、 引下线支路、 屏蔽层支路、 电源芯线支路分别套接电流线圈， 用于提取雷电流在各支路中的分流， 并通过四通道示波器进行采集和记录； 说明书 2/6 页 5 CN 111400910 A 5 0030 (2.3)将通过实验采集获得的各支路雷电流的参数与仿真结果对比， 分析产生差 异的原因。 0031 进一步， 0032 实验验证过程包括多种组合形式， 包括但不限于避雷针+四角塔、 避雷针+四角塔+ 引下线+屏蔽线、 避雷针+三角塔+引下线+屏蔽线+。

20、三角塔接地线+电源芯线+接地电阻组合 形式。 0033 进一步， 电源芯线与屏蔽层之间过电压保护压敏电阻仿真参数的计算方法具体如 下： 0034 (1)将压敏电阻在小电流区10 A10mA、 中电流区1kA10kA或20kA、 大电流区 30kA50kA或100kA进行流经电流和两端电压的测量， 每个区的数据点不少于3个； 0035 (2)根据测得的压敏电阻的电流值和其两端的电压值， 根据下面公式： 0036 0037 两边取对数得： 0038 lnIilnki+ i lnUi 0039 求得压敏电阻在3个电流区的结构系数和非线性系数(K1, 1)、 (K2, 2)和(K3, 3)， 作为参数。

21、化仿真电路中压敏电阻的仿真参数。 0040 本发明根据四角塔通信基站系统实体结构， 通过对注入的雷电流分量进行频谱分 析， 获得其中心频率及其频谱分布规律； 在ANSYS MAXWELL环境中建立避雷针、 四角塔、 引下 线、 电源线、 四角塔接地线的电磁场仿真计算模型； 同时建立相应的雷电流实验验证回路， 并进行实验验证， 分析实验验证数据与仿真计算结果之间的差异， 优化仿真计算模型， 准确 地获四角塔通信基站系统中塔杆四角塔、 引下线、 屏蔽层、 电源线各支路自感， 相互之间的 互感， 以及雷电流在各支路上的分流情况， 为四角塔通信基站系统电源和设备(RRU)的雷电 防护方案的制定提供理论。

22、依据。 0041 在RRU供电电源的芯线与屏蔽层之间加装过电压保护压敏电阻， 模拟实际雷击的 过电压防护效果， 以及压敏电阻+电源芯线支路的雷电流分流情况， 为四角塔通信基站的雷 电防护方案的确定奠定理论基础和提供仿真、 试验数据的支撑。 附图说明 0042 图1是四角塔通信基站系统的结构示意图 0043 图2是四角塔结构示意图 0044 图3是四角塔通信系统系统的雷击建模计算的流程图 0045 图4a是雷电流实验验证回路的原理图 0046 图4b只包含雷电流实验回路自身电感的雷电流实验验证回路 0047 图4c被测试验品接入后的雷电流实验验证回路 0048 图5是四角塔通信基站系统雷电流分流。

23、特性的仿真和实验回路 0049 图6是四角塔通信基站系统带有电源防护的雷电流分流特性的仿真和实验回路 具体实施方式 0050 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述， 但不作为对本发明的限定。 说明书 3/6 页 6 CN 111400910 A 6 0051 参见图1， 本发明的四角塔通信基站系统主要组成部分包括： 避雷针、 四角塔、 引下 线、 电源线、 四角塔接地线、 接地电阻以及远端射频单元RRU(Remote Radio Unite)。 0052 参见图2， 四角塔包括四个主支柱、 连接四个主支柱的横向连杆和斜向连杆， RRU可 以挂接在四角塔的其中一个主支柱上或者每个主支柱上均。

24、挂接1套RRU， RRU的电源线可以 沿四角塔其中一个角钢支柱内侧走线向RRU供电或沿每个角钢支柱的内侧向各自的RRU供 电； 或者电源线也可以沿中心引下线走线向RRU供电； 电源线包括屏蔽层和电源芯线。 0053 参见图3， 本发明的四角塔通信基站系统雷击建模计算流程如下： 0054 (1)对注入的雷电流分量进行频谱分析， 获得其中心频率及其频谱分布规律； 0055 针对具有反极性的雷电流分量， 采用频谱分析获得雷电流分量的中心频率； 对于 单极性的雷电流分量， 采用能谱分析获得雷电流分量的中心频率。 0056 (2)在ANSYS MAXWELL环境中， 根据获得的雷电流的频谱分布， 建立避。

25、雷针、 四角 塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的电磁场仿真计算模型； 0057 (3)输入各部件的相关结构参数及仿真和实验验证之间的预设偏差； 0058 (4)仿真计算避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 四角塔接地线的自感和电阻。 0059 (5)仿真计算四角塔、 引下线、 电源线相互耦合的互感。 0060 (6)获得四角塔通信基站系统中避雷针、 四角塔、 电源线、 接地线的等效自感量、 电 阻与其包含相互之间互感耦合的电感量与结构参数之间的函数表达式以及各部件电阻的 函数表达式。 0061 (7)在MATLAB/ATP中建立四角塔通信基站系统的参数化仿真模型； 0062 (8)获得。

26、产生给定雷电流波形数值仿真电路的参数； 0063 (9)根据仿真得到的电流参数， 建立相应的雷电流实验验证电路， 并进行实验验 证； 0064 其中实验验证的对象包括四角塔通信基站系统的各部件， 具体包括避雷针、 四角 塔、 引下线、 电源线及接地线等； 及其相互组合， 包括避雷针+四角塔+引下线， 避雷针+四角 塔+引下线+接地线， 避雷针+四角塔+接地线+电源线+防雷模块等。 0065 (10)分析实验验证数据与仿真计算结果之间的差异， 如果两者之间的偏差大于预 设值， 则优化仿真计算模型重新计算直至满足为止。 0066 雷电流发生原理图以及四角塔或接地线或电源芯线自感的验证回路， 或者抱。

27、屏蔽 层和电源芯线组合的电感的验证实验电路分别如图4a、 4b、 4c。 0067 参见图4a为雷电流实验验证回路的原理图， 图4a中， C为储能电容， K为放电开关， L1为雷电流实验回路的自身电感， L2为被试品， 即本发明中的验证对象， 包括避雷器、 四角 塔、 引下线、 电源芯线和接地线等四角塔通信基站系统的部件， 以及四角塔、 引下线、 电源芯 线和接地线等相互耦合的组合模式。 0068 参见图4b所示的只包含自身电感L1的雷电流实验验证回路， 通过控制储能电容C 上的放电电压， 可以输出只包含图4a所示雷电流实验验证回路自身电感L1的电流波形W1。 根据雷电流波形W1的波形周期T1。

28、参数与储能电容C与电感L1之间的关系： 0069 0070 由此， 根据周期T1和储能电容C可以求得雷电流实验验证回路的自身电感L1。 其 中， 图4a中实验验证回路的自身电感L1包含雷电发生器内部的连线电感以及雷电发生器与 说明书 4/6 页 7 CN 111400910 A 7 被试品之间的所有电连接的电感。 这里， 电连接可以是金属排线、 金属导线等； 为了减少电 气连接线之间电磁场对电感量实验值的影响， 电气连接线l11、 l12、 l13和l14呈矩形布局， 且电 气连接线l11与l13以及l12与l14之间要有一定的距离， 不能太近， 距离不宜小于1-2m。 具体来 讲， 图4b中。

29、电气连接线各部分长度或者说电感量l11、 l12、 l13和l14需要依据被测试样(包括避 雷针、 四角塔等部件)的长度尺寸而变化。 0071 参见图4c， 为被测试验品接入后的雷电流实验验证回路， 为了保证测试结果的准 确性， 图4c中电气连接线l21、 l22和l23之和与图4c中l11、 l12、 l13和l14各部分长度或者说电感 量之和应完全相等。 同理， 通过控制储能电容C上的放电电压， 可以输出只包含被试品在内 的雷电流实验验证回路的电流输出波形W2。 根据雷电流波形W2的波形周期T2参数与储能电 容C与电感L之间的关系： 0072 0073 根据周期T2和储能电容C可以求得包含。

30、被试品在内的雷电流实验验证回路的总电 感L。 由此求得： 被试品的电感为： L2L-L1。 0074 在验证实验中， 被试品可以是单独的四角塔通信基站系统的部件避雷针、 引下 线、 四角塔、 接地线和电源芯线， 也可以是上述中两个及多个的组合试品。 组合形式包括但 不限于避雷针+四角塔(模拟引下线与三角塔不良)、 避雷针+四角塔+引下线+屏蔽线(模拟 RRU供电电源的过电压防护器件不动作)、 避雷针+三角塔+引下线+屏蔽线+三角塔接地线+ 电源芯线(模拟RRU供电电源的过电压防护器件动作)+接地电阻组合形式。 而 “四角塔+引下 线+接地线” 、“四角塔+引下线+接地线+电源芯线” 正好模拟了。

31、四角塔通信基站系统在电源 芯线与屏蔽层之间所设计安装的防雷器件的高阻状态和低阻状态两种情况相对应。 0075 参见图5， 建立包含避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 接地线、 接地电阻以及RRU供 电电源共模防护、 差模防护的四角塔通信基站系统的参数化电路仿真模型， 计算具有特定 负载(除避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线等之外， 还包括接地连接线和接地电阻)和特定电 参数雷电流分量注入下雷电流分量发生电路的电容C、 电感L1、 波形调整电阻R以及雷电流 在四角塔主体(包括四个主支柱、 横向和斜向连接)、 引下线、 接地线、 电源芯线各不同支路 的分流特性， 其中各支路分流特性主要包括雷。

32、电流的峰值、 波前时间、 半峰值时间、 反极性 振荡等参数以及各支路雷电流分流的比例关系。 0076 四角塔通信基站系统的分流特性的实验验证回路的工作原理如下： 0077 (1)四角塔通信基站系统的实验验证回路包括高压直流充电单元、 储能单元、 安全 保护单元、 波形形成单元、 放电单元、 试品以及测量单元。 0078 (2)高压直流充电单元由调压器Tr、 变压器Tt、 整流硅堆D和充电限流电阻R1组成； 储能单元由电容C完成； 安全保护单元由电阻R2和开关S串联组成； 放电单元为放电开关K； 电阻R和电感L1以及电容C为波形形成单元， 其电参数具体量值是从图2所示的仿真计算得 到， 用以产生。

33、满足特定负载和给定电流波形的电路参数； 0079 (3)四角塔通信基站系统的等效电路模型分别用4个支路并联的电路来表征， 其 中， L针、 R针表示避雷针支路的电感和电阻， L塔、 R塔表示四角塔支路的电感和电阻， L引、 R引表示 引下线支路的电感和电阻， L屏、 R屏表示电源线屏蔽层支路的电感和电阻， L芯、 R芯表示电源线 芯线支路的电感和电阻， L地、 R地表示接地连接线的电感和接地电阻。 0080 (4)四角塔通信基站系统中四角塔支路、 引下线支路、 屏蔽层支路、 电源芯线支路 说明书 5/6 页 8 CN 111400910 A 8 的分流由电流传感器I塔、 I引、 I屏和I芯进行。

34、提取并输出到示波器进行测量。 0081 (5)对示波器测得的雷电流波形进行数据分析和处理， 即可得到给定雷电流注入 下各支路雷电流的峰值、 波前时间、 半峰值时间、 反极性振荡等参数以及各支路雷电流分流 的比例关系， 得到的计算和实验结果可以为RRU电源和信号的雷电防护提供理论与实验数 据支撑。 0082 参见图6， 建立除了包含避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线、 接地线、 接地电阻外， 还 包含有RRU供电电源芯线与屏蔽层之间的过电压防护压敏电阻的四角塔通信基站系统的参 数化电路仿真模型， 计算具有特定负载(除避雷针、 四角塔、 引下线、 电源线等之外， 还包括 接地连接线和接地电阻)和。

35、特定电参数雷电流分量注入下雷电流分量发生电路的电容C、 电 感L1、 波形调整电阻R以及雷电流在四角塔、 引下线、 接地线、 电源芯线各不同支路的分流特 性， 其中各支路分流特性主要包括雷电流的峰值、 波前时间、 半峰值时间、 反极性振荡等参 数以及各支路雷电流分流的比例关系。 0083 带有电源防护的四角塔通信基站系统的分流特性的实验验证回路的工作原理与 图5相似， 其中的差异主要包括RRU供电电源芯线与屏蔽层之间过电压保护压敏电阻， 其仿 真参数的计算和设置， 具体如下： 0084 (1)重复图5所示仿真电路的过程(1-3)。 0085 (2)在压敏电阻的小电流区、 中电流区和大电流区进行。

36、流经电流和两端电压的测 量， 其中， 每个区的数据点不少于3个。 小电流区、 中电流区、 大电流区的电流范围分别为(10 A10mA)、 (1kA10kA或20kA)和(30kA50kA或100kA)。 0086 (3)根据上述第二步(2)测得的压敏电阻的电流值和其两端的电压值， 根据下面公 式： 0087 0088 两边取对数得： 0089 lnIilnki+ i lnUi 0090 求得压敏电阻在3个电流区的结构系数和非线性系数(K1, 1)、 (K2, 2)和(K3, 3)。 0091 (4)将这3组结构系数和非线性系数输入到如图6所示的参数化仿真电路中， 设定 压敏电阻的参数。 009。

37、2 (5)重复图5所示的仿真电路的计算过程(4-5)， 计算可得到给定雷电流注入下各 支路雷电流的峰值、 波前时间、 半峰值时间、 反极性振荡等参数以及各支路(包括压敏电阻+ 电源芯线支路)雷电流分流的比例关系， 得到的计算和实验结果可以为RRU电源雷电防护方 案的确立提供理论与实验数据支撑。 0093 参照上述实施例对本发明进行了详细说明， 所属领域的普通技术人员应当理解： 依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换， 而未脱离本发明精神和范围的 任何修改或者等同替换， 其均应涵盖在本权利要求范围当中。 说明书 6/6 页 9 CN 111400910 A 9 图1 说明书附图 1/5 页 10 CN 111400910 A 10 图2 说明书附图 2/5 页 11 CN 111400910 A 11 图3 说明书附图 3/5 页 12 CN 111400910 A 12 图4a 图4b 图4c 说明书附图 4/5 页 13 CN 111400910 A 13 图5 图6 说明书附图 5/5 页 14 CN 111400910 A 14 。