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防雷基础知识培训教材

第三章 防雷基础知识

目录





第一节 关键词及简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1 1.1 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1 1.2 关键词 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-1 第二节 防雷接地所依据的标准和规范 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2 2.1 IEC相关标准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2 2.2 ITU-T K 系列相关标准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-2 2.3 国家标准、行业标准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-3 2.4 公司内标准和规范 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-4 第三节 雷电知识简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5 3.1 雷电的产生 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5 3.2 防雷区的划分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5 3.2.1 防雷区的划分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-5 3.3 雷电参数简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6 3.3.1 雷暴日 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7 3.3.2 雷电流波形 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7 3.3.3 雷电波频谱分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8 3.4 雷电过电压的形成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-8 思考题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-9 第四节 雷电防护的基本原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10 4.1 系统防护原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10 4.2 概率防护原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-10 4.3 多级防护原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11 思考题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11 第五节 通信局站的防雷接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12 5.1 通信局站的接地系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12 5.1.1 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-12 5.1.2 工作接地与保护接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13 5.1.3 通信局站等电位连接的基本要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14 5.1.4 移动站天馈系统外部防雷接地要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-14 5.2 低压配电系统简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15 5.2.1 TN配电系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15 5.2.2 TT配电系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-17 5.2.3 IT配电系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18 5.2.4 与配电系统有关的接地故障 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18 5.3 局内布线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19 5.3.1 交流电源线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19 5.3.2 普通的信号电缆 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19 5.3.3 光纤的防雷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-20
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第三章 防雷基础知识

目录

5.4 接地电阻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.1 国内相关规范中的规定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4.2 接地电阻和防雷的关系 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 思考题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 第六节 通信设备防雷的基本措施 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1 端口防雷设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.1 E1信号防雷器的设计案例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.2 防雷器的使用要求和使用场合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.2.1 电源防雷器的要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.2.2 在哪些场合应配备信号防雷器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3 防雷器的正确接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3.1 电源防雷器的连接和接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3.2 信号防雷器的接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3.3 天馈防雷器的接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.1.3.4 防雷器正确安装的例子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 通信设备的系统接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.1 基本原则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2.2 通信设备的系统接地设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 思考题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 第七节 常见问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.1 保护接地线的线径 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.2 接地电阻值问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.3 哪些设备需要做保护接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.4 接地错误理解--设备采用单独的通信地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.5 直流供电设备,机房内无保护接地排,配电柜的电源48V正极排能否做保护地 . . . 7.6 交流用电的设备,机房无保护接地排,能否通过交流电源的PE接地 . . . . . . . . . . . . 7.7 终端接地,接交流电源线中保护地还是楼内的机房接地排 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.8 DDF架的接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.9 逆变器已做保护接地,终端设备是否需要保护接地 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.10 机架的绝缘问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 思考题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 附录A:接地电阻的测量方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.1 接地电阻的测量方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A.2 测量注意事项 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 附录B: 通信局站防雷接地检查通则 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.1 通信机房建筑物防雷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.2 电源系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B.3 电缆布放 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3-20 3-20 3-21 3-22 3-22 3-23 3-23 3-23 3-24 3-24 3-25 3-25 3-25 3-26 3-27 3-28 3-28 3-28 3-29 3-30 3-30 3-32 3-32 3-34 3-35 3-35 3-35 3-36 3-36 3-37 3-38 3-38 3-39 3-40 3-41 3-41 3-41 3-42 3-42 3-42 3-43

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第三章 防雷基础知识

目录

表目录
表3-1 按机械强度要求中性线与相线的配合截面 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-17 表3-2 交换设备接地电阻要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-21 表3-3 GB 4943-2001的表3B" 导线规格" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-32

图目录
图3-1 雷电分区保护示意图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-6 图3-2 雷电流波形示意图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-7 图3-3 电压电力系统的多级保护示意图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-11 图3-4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-13 图3-5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-15 图3-6 TN-S配电系统实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16 图3-7 TN-C-S配电系统实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16 图3-8 TN-C配电系统实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-16 图3-9 三相线加中线的TT配电系统实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18 图3-10 三相线(加中线)的IT配电系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-18 图3-11 TT系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-19 图3-12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-24 图3-13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-25 图3-14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-25 图3-15 5kA(左)、3kA(右)的8/20us冲击电流下1米长导线两端压降(衰减500倍) . . . . . . . . . 3-26 图3-16 不正确的信号防雷器安装方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-27 图3-17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-28 图3-18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-29 图3-19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-29 图3-20 正确接地的例子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-30 图3-21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-41 图3-22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-41 图3-23 TN-C交流供电方式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-42

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第三章 防雷基础知识

第一节 关键词及简介

第一节 关键词及简介
1.1 简介
简要介绍雷电基本知识,雷电防护的基本原则,讲解通信局站的防雷接地方式和基 本要求,说明通信设备防雷的基本措施,并给出工程安装和维护工作中的常见问题。

1.2 关键词
防雷、接地、雷电保护、防雷区

3-1

第三章 防雷基础知识

第二节 防雷接地所依据的标准和规范

第二节
2.1 IEC相关标准
·

防雷接地所依据的标准和规范

w IEC 61024 Protection of structures against lightning(建筑物的防雷)

IEC61024-1:1990 建筑物防雷 第一部分 通则 IEC61024-1-1:1993 建筑物防雷 第一部分 第一部分 防雷装置保护级别的确定 IEC61024-1-2:1998 建筑物防雷 第一部分 第二部分 防雷装置的设计、施工、维护 和检测 IEC61024-2(草案): 建筑物高于60米的附加要求 IEC61024-3(草案): 火灾爆炸危险环境的建筑物的附加要求 · IEC61312 冲防护) 分 五 部 分 : Part 1 : General principles ( 通 则 ) ; Part 2 : Shielding of structures,bonding inside structures and earthing(建筑物的屏蔽、建筑物内等电位联 结和接地);Part 3:Requirements of Surge Protective Devices(浪涌保护器的要 求 ) ; Part 4 : Protection of existing structures ( 现 有 建 筑 物 的 保 护 ) ; Part 5 : Application guide(应用指南)-Part 1为正式出版物,Part 2~4为草案,Part 5 没有 出过文件。 第1部分简介:目的-为建筑物或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、 安装、检查和维护提供信息。简介-提供了不同保护级别下雷击点的雷电流参数 (三个分量,其显著特点是首次雷击采用10/350us波);提出雷电保护区(防雷区) 的概念及划分方法,提出接地、屏蔽和等电位联结的基本方法。其附录还给出了电 磁耦合机理及耦合过程。 第3部分简介:对SPD进行分类;防雷区内SPD的布置原则;SPD工作特性要求;能 量配合 · IEC61663 防雷) 分两个部分:Part 1:Fibre optic installations(光纤装置);Part 2:Subscriber lines using metallic conductors (采用金属导线的用户线路)-现在都是草案。 · IEC61644 Surge protective devices connected to telecommunications and signaling networks (接至电信及信号网络的浪涌保护器) Part 1:Performance requirements and testing methods(工作特性要求和试验方法) Protection of telecommunication lines against lightning (通信线路 Protection against lightning electromagnetic impulse(雷电电磁脉

2.2

ITU-T K 系列相关标准
· ITU-T K.11 Principles of protection against Overvoltage and overcurrents
3-2

第三章 防雷基础知识

第二节 防雷接地所依据的标准和规范

过电压过电流防护原则,提出危险过电压过电流的来源;保护基本措施;保护器件 的类型;危险性评估;线路的保护;设备的保护等方面的内容。 · ITU-T K.20 Resistibility of telecommunication switching equipment to overvoltage and overcurrents 交换设备耐过电压过电流的能力,将运行环境分为两类:“非暴露”环境和“暴露” 环境;给出交换设备在不同的运行环境中应具有的过电压过电流耐受能力;并给出 试验电路及试验参数。 · ITU-T K.21 Resistibility of subscriber’ s terminal to overvoltage and overcurrents 用户终端耐过电压过电流的能力,给出用户终端应具有的过电压过电流耐受能力; 并给出试验电路及试验参数。 · ITU-T K.27 Bonding configurations and earthing inside a telecommunication

building 电信大楼内的联结结构和接地,提出了等电位联结和接地的基本概念和原理;提出 了联结网的几种拓扑结构;给出了几种联结网的实施原则和电力配电实施原则;并 在附录中给出了三个实例。 · ITU-T K.31 Bonding configurations and earthing for tele- installations inside a

subscriber’ s building 用户大楼内电信设备的联结结构和接地,给出了用户大楼内电信设备等电位联结和 接地的实施原则和电力配电实施原则。 · ITU-T K.35 Bonding configurations and earthing at remote electronic sites 远方电子场所的联结结构和接地,给出了远方电子场所的等电位联结和接地的实施 原则和电力配电实施原则。 · ITU-T K.36 Selection of protective devices 保护装置的选择,常用的保护器件的分类及其特性分析;提出了电信系统实施保护 的基本策略;给出保护器件的失效方式;给出了保护器件的安装位置。 · ITU-T K.39 Risk assessment of damages to telecommunication site due to lightning discharges 电信场所的雷击危害性评估,提出了雷电过电压的耦合机制,危险性评估的原则及 方法。 · ITU-T K.40 Protection against LEMP in telecommunications centres 电信中心的雷电电磁脉冲防护,给出电信中心的雷电电磁脉冲防护的基本措施(防 雷区的概念、接地、等电位联结以及合理布线)和附加措施(屏蔽)。

2.3 国家标准、行业标准
· GB50057-1994 建筑物防雷设计规范 · YD5098-2001 · YDJ26-89 通信局(站)雷电过电压保护设计规范 通信局(站)接地设计暂行技术规定(综合楼部分)
3-3

第三章 防雷基础知识

第二节 防雷接地所依据的标准和规范

· YD2011-93 · YD5068-98 · YD5003-94 · YD5078-98 · YD944-98

微波站防雷与接地设计规范 移动通信基站防雷与接地技术规范 电信专用房屋设计规范 通信工程电源系统防雷技术规定 通信电源设备的防雷技术要求和测试方法

· YD/T950-1998 电信交换设备过电压过电流防护技术要求及试验条件

2.4 公司内标准和规范
· C&C08交换设备接地规范 · C&C08交换设备接地规范补充说明 · HONET 综合业务接入设备接地规范 · 宽带多业务交换接入设备接地规范 · SDH传输设备接地规范 · SDH传输设备防雷与接地工程规范 · SDH传输设备防雷与接地设计规范 · 服务器机柜接地规范 · 排队机附属设备接地规范 · 移动通信设备防雷接地规范(正在拟制) · 防护电路设计规范 · 通信设备防雷测试规范 · 相关产品的接地指导书

3-4

第三章 防雷基础知识

第三节 雷电知识简介

第三节 雷电知识简介

3.1 雷电的产生
雷电是一种自然现象。 它是由雷云产生的。形成雷云必须具备以下三个条件: 1、空气中含有足够的水蒸气; 2、大气中的空气形成温度差,以使潮湿的空气形成强大的上升气流; 3、没有破坏或防碍强烈而持久的上升气流形成的因素。 大多数雷电放电发生在云间或云内,只有小部分是对地发生的。在对地的雷电放电 中,雷电的极性是指雷云下行到地的电荷的极性。 根据放电电荷量进行的多次统 计,90%左右的雷是负极性的。

3.2 防雷区的划分 3.2.1 防雷区的划分
将需要保护的空间划分为不同的防雷区,以规定各部分空间不同的电磁环境(雷电 电磁厂的危害程度),同时指明各区交界处的等电位联结点的位置。

3-5

第三章 防雷基础知识

第三节 雷电知识简介

图3-1 雷电分区保护示意图 以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。 LPZ0A:本区内各物体可能遭受直接雷击,电磁场没有衰减; LPZ0B:本区内各物体不可能遭受直接雷击,电磁场没有衰减; LPZ1:本区内各物体不可能遭受直接雷击,电磁场有可能衰减; LPZ2:本区内各物体不可能遭受直接雷击,电磁场有进一步的衰减 一个被保护的区域,从电磁兼容的观点来看,由外到内可分为几级保护,最外层是 0级,是直接雷击区域,危险性最高,越往里,则危险程度越低。过电压主要是沿 线窜入的,保护区的交界面通过外部防雷系统、钢筋混凝土及金属罩等构成的屏蔽 层而形成,电气通道以及金属管道等则经过这些交界面。图3-1是雷电保护区域划 分的示意图。 SPD(Surge Protect Device):浪涌保护器的英文简称,公司内也叫做防雷器,用 于保护设备接口免受雷击过电压和过电流的损坏。在本文中,统一将SPD称为防雷 器。

3.3 雷电参数简介
3-6

第三章 防雷基础知识

第三节 雷电知识简介

雷电放电涉及到气象、地形、地质等许多自然因素,有一定的随机性,因而表征雷 电特性的参数也带有一定的统计性质。在防雷设计中,我们对雷暴日、雷电流波形、 幅值等参数比较关心。

3.3.1 雷暴日
为了表征雷电活动的频率,采用年平均雷暴日作为计算单位。 无论一天内听到几 次雷声,只要有一次,该天就记为一个雷暴日,一天有多次,仍记为一个雷暴日。 雷暴日数与纬度有关,在炎热潮湿的赤道附近雷暴日数最多,两极最少。关于我国 的雷电活动情况,经实测与气象数据的研究得出的主要结论如下: 北回归线(北纬23.5° )以南的大部分地区,年平均雷暴日数一般在80以上(但台 湾省只有30-40左右,而广东的雷州半岛和海南岛则高达100-133);北回归线到 长江一带约为40-80之间;长江以北的大部分地区(包括东北)多在20-40之间; 西北地区的大部分地方在20以下;西藏雅鲁藏布江一带约为50-80。我国把年平均 雷暴日不超过25的区域叫少雷区,25~40的区域叫中雷区,40~90的区域叫多雷区, 超过90的区域叫强雷区。在防雷设计时,要根据雷暴日的多少因地制宜。 此外,我们还应注意雷电季节的开始与结束时间。一般而言,南方的雷电季节在 2月份就开始了,长江领域则在3月开始,华北、东北地区在4月左右开始,西北地 区较晚,一般在5月才开始雷电季节。10月以后,除江南以外,其他地区的雷电活 动几乎停止。

3.3.2 雷电流波形
雷电流是一个非周期的瞬态电流,通常是很快上升到峰值,然后较为缓慢的下降。 雷电流的波头时间是指雷电流从零上升到峰值的时间,又称为波前时间;波长时间 是指从零上升到峰值,然后下降到峰值的一半的时间,又称为半峰值时间。由于在 雷电流波的起始和峰值处常常叠加有振荡,很难确定其真实零点和到达峰值的时间, 因此,我们常用视在波头时间T1和视在波长时间T2来表示雷电流的上升时间和半 峰值宽度,一般记为T1 /T2,如下图所示。

图3-2 雷电流波形示意图

3-7

第三章 防雷基础知识

第三节 雷电知识简介

在IEC标准、国标中规定的雷击测试波形主要有:8/20us、10/350us(电流波)、 10/700us以及1.2/50us(电压波)等。

3.3.3 雷电波频谱分析
雷电波频谱是研究避雷的重要依据。从雷电波频谱结构可以获悉雷电波电压、电流 的能量在各频段的分布,根据这些数据可以估算信息系统频带范围内雷电冲击的幅 度和能量大小,进而确定适当的避雷措施。通过对雷电波的频谱分析可知:1.雷电 流主要分布在低频部分,且随着频率的升高而递减。在波尾相同时,波前越陡高次 谐波越丰富。在波前相同的情况下,波尾越长低频部分越丰富;2.雷电的能量主要 集中在低频部分,约90%以上的雷电能量分布在频率为10kHz以下。这说明了在信 息系统中,只要防止10kHz以下频率的雷电波窜入,就能把雷电波能量消减90%以 上,这对避雷工程具有重要的指导意义。

3.4 雷电过电压的形成
雷电对信息设备产生危害的根源是雷电电磁脉冲。雷电电磁脉冲包括两个方面,雷 电流和雷电电磁场。雷电流是产生直击雷过电压的根源,而雷电电磁场则是产生感 应雷过电压的根源。 对于通信设备而言,雷电过电压的来源主要有以下几种: 1、感应过电压:感应过电压是指雷击建筑物或其近区时,瞬态空间电磁场造成设 备的损坏。感应过电压包括电磁感应和静电感应两个分量。 静电感应过电压是由 电容性耦合产生的,而电磁感应过电压则是由电感性耦合产生的。 对于建筑物内 的各种金属环路或电子设备而言,电磁感应分量大于静电感应分量。 2、雷电侵入波。雷电侵入波又称为线路来波。当雷云之间或雷云对地放电时,在 附近的金属管线上产生的感应过电压(包括静电感应和电磁感应两个分量,但对于 长距离线路而言,静电感应过电压分量远大于电磁感应过电压分量)。该感应过电 压也会以行波的方式窜入室内,造成电子设备的损坏。 3、反击过电压。雷电反击是指雷击建筑物或其近区时,造成其附近设备的接地点 处地电位的升高,使设备外壳与设备的导电部分间产生高过电压(称为反击过电压) ,而导致设备的损坏的现象。

小结
防雷区是防雷领域一个非常重要的概念,请注意掌握准确。 通信设备防雷需要掌握的最基本的参数:雷暴日、雷电过电压/过电流的波形、雷 电的频谱特性。 雷电过电压类型:直击雷、感应雷、雷电侵入波、地电位反击。通信设备防雷需要 考虑预防的: 感应雷、雷电侵入波、地电位反击,其中需要重点关注的: 雷电侵 入波、地电位反击。

3-8

第三章 防雷基础知识

第三节 雷电知识简介

思考题
1、通信设备的防雷中,为什么雷电侵入波、地电位反击比感应雷更值得关注? 2、我们的工作环境,一般属于什么防雷区? 3、为什么图3-1中的两个SPD1放在了房间与外部暴露空间的交界面上?

3-9

第三章 防雷基础知识

第四节 雷电防护的基本原则

第四节 雷电防护的基本原则
4.1 系统防护原则
应将信息系统及其运行环境作为一个整体进行考虑,防护应该针对整体进行,而不 应该只考虑局部情况。 信息系统的保护可以分成线路的保护和电子设备的保护两个部分,两者是相辅相成, 缺一不可的。 线路保护的主要作用是降低起源处的过电压、过电流,从而减小对 系统所有部分的危害(包括对线路本身的绝缘危害)。电子设备的保护则主要指经 过适当的保护后,电子设备免于受雷击的损坏。 通信设备的防雷包括外部防雷系统和内部防雷系统两个部分,它们是一个有机的整 体。外部防雷主要是指防直击雷,它由接闪器、引下线和接地装置组成。而内部防 雷则包括防雷电感应、防反击、防雷电波侵入以及提供人身安全,它是指除了外部 防雷系统外的所有附加措施。这些措施可能会减少雷电流在需要防雷的空间内所产 生的电磁效应,防止雷电损坏机房内的电气设备或电子设备,这是外部防雷系统所 无法保证的。 通信设备雷电防护系统结构示意图可归纳为下图。

外部防雷

{ {

接闪器 引下线 接地装置 屏蔽 合理布线 安全距离 等电位联结 过电压保护 -防雷电感应 -防雷电感应 -防反击、防生命危险 -防反击、防生命危险 -防雷电侵入波 -防直击雷

雷电防护

{
内部防雷

4.2 概率防护原则
雷电防护是概率防护,我们不可能提供100%的防护。 其一、雷电放电本身就有一定的随机性,雷电参数具有一定的统计性质,这就决定 了建立在这些具有统计特性的雷电参数之上的所有防护措施不能提供100%的保护。 如:直击雷防护-绕击特性;雷电流幅值、波形等都具有统计性质。 其二、防雷装置不能阻止雷闪的形成; 其三、防雷器件不能理想地消除所有干扰电压/电流。采取保护措施的根本目的在 于保证由干扰引起的大部分能量不扩散到装置的易损部件以及工作人员。 最后,对于发生概率很小的高水平浪涌其防护的费用急剧上升。
3-10

第三章 防雷基础知识

第四节 雷电防护的基本原则

4.3 多级防护原则
多级防护的原则是基于防雷区的划分原则而定的。 从0级保护区到最内层保护区,必须实行分级保护。对于电源系统,可将其分为I~ IV级保护,从而将过电压降到设备能承受的水平。对于信息系统,则分为粗保护和 精细保护。粗保护量级根据所属保护区的级别,而精细保护则要根据电子设备的敏 感度来选择。
6kV IV 3L+N . . AC/DC . B C D 4kV III 2.5kV II
1.5kV

I

吸能极大

吸能较大

响应较慢 响应一般 机房进线处,用户选配 电源交流配电处

吸能一般 响应较快 整流模块前

吸能很小 响应很快 整流模块内

图3-3 电压电力系统的多级保护示意图

小结
系统防护:通信设备的防雷是一个系统工程,不仅与设备供应商有关,也和电信运 营商有很大关系。做好通信设备的防雷需要方方面面共同的努力。 概率防护:通信设备的防雷不能保证设备100%不遭雷击损坏。 多级防护:多用于电力系统的防雷。

思考题
1、系统防护中,与我们相关性强的是哪些项目? 2、低压电力系统的多级防护,与我们相关性较大的是哪一级?

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第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

第五节 通信局站的防雷接地
5.1 通信局站的接地系统 5.1.1 简介
通信局站的接地系统包含:接地体、接地总汇集线、接地引入线、接地排等。其中, 接地体就是埋入地中并直接与大地接触的金属导体,也就是通常所称的地网;接地 总汇集线是建筑物内各种接地线汇接的地方,可以理解为建筑物内的总接地排;接 地引入线是建筑物内接地总汇集线与接地体之间的连接线。有了接地引入线连接到 地网,接地总汇集线才算是连接到了地网;接地排就是从接地总汇集线上接出到建 筑物各层或各房间中的接地装置,各机房内通信设备的接地,都接到机房的接地排 上,如图3-4所示。 设备接地的路径为:设备的接地线->接地排->接地总汇集线->接地引入线->接地体, 就实现了设备与大地的接地连接。对于相对比较简陋的机房(例如,只有一个机房 的通信局站),机房内的接地排也可以看做是整个局站的接地总汇集线。这时从接 地排上直接连接接地引入线到接地体就可以了。 图3-4还画出了建筑物的直击雷防雷保护装置——-避雷针及引下线。一般建筑物 的直击雷保护装置由安装在楼顶的避雷针(或避雷带、避雷网)以及雷电流的引下 线组成,雷电流引下线可以是多根的。对于一些高大的现代建筑,往往有必要将外 墙体的建筑钢筋(或金属结构)与直击雷避雷装置良好的连接在一起。 对于通信局站而言,很重要的一点是建筑物的防雷接地和建筑物内通信设备的接地 应共用一组接地体,如图3-4所示。

3-12

第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

避 雷 针

避 雷 针 接 地 引 入 线

设 备 接 地 排

接 地 排 接 地 总 汇 集 线 地 面 地 下 接 地 引 入 线

接 地 体

图3-4

5.1.2 工作接地与保护接地
在国内,通信局站的接地常常提到两个概念:工作接地和保护接地。在这里有必要 将这两个概念做一解释,过去公司内部对这个问题的认识一直比较混乱,造成了很 多的误解。 保护接地:设备金属外壳及其他非正常带电部分的接地。 工作接地:在AC/DC电源内(或配电屏内),输出直流48V总接线排的正极接地。 对于24系统,是直流24V的负极接地。 以上解释与国内信息产业部相关规范中的定义文意一致。 对于设备的保护接地,一般比较好理解。但是“工作接地”的概念往往不易理解正 确,下面澄清几个常容易理解错误的问题: a、工作接地的概念不是针对直流用电通信设备的48V正极(或24的负极)的电源 线连接 直流用电通信设备的48V正极(和24的负极)到电源设备的连接应该属于电源线连 接的概念,不应属于接地线连接范畴。 b、“工作地”的称呼不规范

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第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

国内的防雷接地标准中,工作地不是一个规范性的用语,是在规范的长期使用中, 在一些场合把“工作接地”的概念误改成“工作地”,造成了一定的混乱和概念不 清。公司内以前长期把设备上的48V正极称为“工作地”,是不规范的。

5.1.3 通信局站等电位连接的基本要求
基本要求: a、通信局站内,应采用通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地合用 一组接地体的联合接地方式。 b、对于移动通信站,要求机房地网、铁塔地网、配电变压器(如果配电变压器在 移动通信站内的话)地网连接成一个统一的地网。 这是两项最基本的通信局站等电位连接要求,对于通信设备的防雷至关重要。最根 本的作用是为了防止通信局站内雷击发生时,不同的接地体之间产生地电位反击。 由于地电位反击很可能导致通信设备的一些接口引入过大的雷击过电压和过电流, 即使接口部分有合理设计的防雷电路,通信设备也不能有效防止这种情况下的设备 遭受雷击损坏。由于上述两项通信局站的等电位连接要求主要是由用户完成的,因 此在安装、硬件工程质量检查、维护等相关工作中,应特别注意对上述两项要求进 行检查。

5.1.4 移动站天馈系统外部防雷接地要求
a、基站的天线应有避雷针保护,天线应处于避雷针30?角的保护范围之内,如图 3-5所示。 b、天馈线应铺设在走线桥上进入机房或埋地进入机房。 c、天线的馈线应在铁塔顶、铁塔底及机房入口处外侧就近良好接地。 当铁塔高度 大于或等于60m时,同轴电缆馈线的金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地,如 图3-5。 铁塔底的接地应在馈线经走线桥上铁塔的转弯处上方0.5~1米范围内实施, 同时走线桥应良好接地。 d、走线桥始末两端应良好接地 e、铁塔和机房、配电变压器(如果在移动站内的话)应合用一个地网。

3-14

第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

铁 塔

接 地 夹 接 地 夹 馈 线 避 雷 器

30度 角 30度 角

室 外 接 地 排
避 雷 针 天 线

基 站 设 备

接 地 体

a
图3-5

室内保护地铜排

b

5.2 低压配电系统简介
本章所描述的低压配电系统是根据国际电工委员会标准IEC 664-1的要求来定义的, 适用于海拔至2000m,额定交流电压至1000V,额定频率至30kHz或直流至1500V的 系统中。另外,在通信设备中所说的交流配电,一般是指220/ 380V的供电系统。 IEC 364-3标准中,按照载流导体的配置和接地的方法划分成TN、TT和IT交流配电 系统,在下面的图示中给出了配电系统的一些实例。 图中: ---在大多数情况下,配电系统适用于单相和三相设备,但为了简化起见,图中仅划 出了单相设备; ---供电电源可以是变压器的次级绕组,电动机驱动的发电机或不间断电源系统; 字母代号的含义: 第一个字母T或I表示电源对地的关系,第二个字母N或T表示装置的外露导电部分 对地关系,横线后字母S、C或C-S表示保护线与中性线的组合情况。

5.2.1 TN配电系统
TN配电系统中,电源有一点(通常是中性点)直接接地,设备端的外露导电部分 通过保护线(即PE线包括PEN线)与该接地点连接的系统。按照中性线(N)与保 护线的组合情况,TN系统又分为以下三种型式: ---TN-S系统:整个系统中保护线PE与中性线N是分开的,见图3-6; ---TN-C-S系统: 系统中有一部分保护线PE与中性线N是分开的,见图3-7;

3-15

第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

---TN-C系统: 整个系统中保护线PE与中性线N是合一的,见图3-8。
电源
L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 N PE

配电电缆

建筑物区域

设 备 单独的中线和保护接地线

图3-6 TN-S配电系统实例
电源
L1 L2 L3 PEN L1 L2 L3 N PEN L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 N PE

配电电缆

建筑物区域

设 备 建筑物或设施1

设 备 建筑物或设施2

图3-7 TN-C-S配电系统实例 如图3-7在系统的某一部分中, 中线和保护接地功能合并在一根单独的导线上(PEN) 注:将PEN导线分解成保护接地线和中线的点可在建筑物入口处或建筑物的配电板上。
电源
L1 L2 L3 PEN L1 L2 L3 PEN

配电电缆

L1 L2 L3 N PE

建筑物区域

设 备

中线和保护接地功能合并在一根单独的导线上(PEN)

图3-8

TN-C配电系统实例

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第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

这 三种 供 电 类 型 在 我国 都 有 比 较 广 泛 的应 用 。由 图 3-6、 3-7 、 3-8可 以 看 出, TN-S系统因为有单独的保护接地线,因此,对设备而言是最可靠的。但是由于增 加了一根单独的PE线,而使供电系统的造价提高。该用电设备金属外壳接到PE线 上,PE线正常工作时不呈现电流,因此外壳不呈现对地电压。出现事故时易切断电 源,比较安全。通常该系统主要应用在用电量大的楼宇中,也适用于环境条件较差 的场所。 TN-C系统有一根由中性线和PE线功能合并的PEN线,相对TN-S系统少了 一根线,因此使供电系统成本减少。但如果出现三相负荷不平衡时(在我国的电网 中常有这种情形发生),在PEN线上就会有较大的电流。为解决这类问题,通常要 求从电源端到设备端每隔50m,将PEN线接地一次。由于TN-C系统的安全措施比较 复杂,如果实施不规范容易引发问题,国内一般在建筑物内部不使用TN-C的供电 方式。综合TN-C和TN-S系统的某些优点,又推出了一种TN-C-S系统,主要应用在 用电量较小的建筑物或线路末端环境较差的场合。

5.2.2 TT配电系统
具有一个直接接地点的配电系统,设备上需要接地的零部件在用户建筑物中连接到 接地电极上,该接地电极与配电系统的接地电极无电气连接,如图3-9。 TT系统每一设备金属外壳或外露可导电部分采用各自的PE接地线单独接地,故障 时电流较小,往往不足以使保护装置动作,安全性较差。只适合于功率不大的设备, 或作为精密电子设备的屏蔽接地,主要应用在农村低压电力网。这种系统的缺点在 于,因为雷击或相线对地意外短路产生的转移过电压,将对人和设备造成损害。同 时,如果因为中性线折断产生的失零过电压,使相线电压可达到700V。因此, TT系统要求:除变压器低压侧中性点直接接地外,中性线不得再行接地,且保持 与相线同等绝缘水平。为防止中性线机械断线,截面积不小于表3-1的规定。全网 必须实施漏电保护,且中性线不得装设熔断器或单独的开关装置。 表3-1 按机械强度要求中性线与相线的配合截面 相线截面 S mm2 S≤16 16<S≤35 S>35 中性线截面 S0 mm2 S 16 S/2

注:相线的材质与中性线的材质相同时有效

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第三章 防雷基础知识
电源

第五节 通信局站的防雷接地

L1 L2 L3 N

L1 L2 L3 N

配电电缆

L1 L2 L3 N PE

建筑物区域

设 备

接地的中线和设备上独立的接地线

图3-9 三相线加中线的TT配电系统实例

5.2.3 IT配电系统
IT配电系统。电源与地绝缘或通过阻抗连接,而设备的外露导电部分则接地的系统, 如图3-10。
电源
L1 L2 L3 N

L1 L2 L3 N

配电电缆

L1 L2 L3 N PE

建筑物区域

设 备

中线通过阻抗或限压装置连接到地,或与地隔离

图3-10 三相线(加中线)的IT配电系统 IT系统在供电端有一点通过阻抗或限压装置接地,发生单相接地故障时,短路电流 很小,保护装置不会动作供电系统还可以继续运行。被PE线接地的设备外壳不会带 电,但其它处的中性线电压会升高。主要应用在对安全有特殊要求的场合,如:矿 井、火药库或纯排灌的动力电力网。 采用IT 配电系统时要求:配电变压器低压侧及各出线回路应装设过流保护,网络 内的带电导体严禁直接接地;各相对地应有良好的绝缘水平,在正常运行情况下, 从各相测得的泄漏电流(交流有效值)应小于30mA。

5.2.4 与配电系统有关的接地故障
所谓接地故障是指电气回路中的带电导体,即相线和中性线(L线和N线)与大地、 电气设备金属外壳以及各种接地的金属管道、结构之间的短路。它是单相对地短路,

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第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

但其事故后果和防范措施与一般短路不同。为便于区别,国际电工标准将它称作接 地故障(Earth fault)。 大家知道,金属性短路的短路电流大,常用的熔断器、断路器等过流保护装置能有 效的切断电源,从而防止了火灾的发生;电弧性短路的短路电流小,过流保护器往 往不能及时切断电源,而电弧、电火花的局部温度可达千度以上,甚至可使附近的 可燃物质起火。接地故障火灾多的原因不仅是它发生的机率大,而且一旦发生接地 故障,它还往往以持续的电弧性短路的形式存在,比一般短路更易引燃起火。 TN系统的接地故障多为金属性短路,故障电流较大,可利用原来作负荷保护和短 路保护的过电流保护电器(熔断器、低压断路器)兼作接地故障保护,这是TN系 统的优点。但在某些情况下,如:线路长、导线截面小而使线路导体阻抗增大,过 电流保护器常不能满足它的切断故障电流时间的要求,产生电弧性短路而造成危险。 所以在TN系统中,常将保护线与接地良好的金属导体相连接,使保护线的电位尽 量接近地电位,降低发生接地故障和PEN线断线时,外露导电部分和保护线的对地 故障电压。 TT系统发生接地故障时,故障电路内包含有外露导电部分接地极和电源接地极的 接地电阻Ra和Rb,如图3-11所示。与TN系统相比,TT系统故障电路阻抗大,故障 电流小,更易以电弧性短路的形式出现。并且由于Ra的作用,使设备外壳对地电压 升高,如果超过了安全电压的标准50V时,将会对人身造成危险。因此在TT系统中 推荐采用漏电保护器作接地故障保护。
Id

L T N

PE Rb Id Ra

图3-11 TT系统 在实际应用中,应当根据三种配电系统各自的特点,选择合理的接地和保护方式。

5.3 局内布线 5.3.1 交流电源线
进入通信局站的低压电力电缆宜埋地引入,宜采用具有金属铠装屏蔽层的电缆(或 穿金属管屏蔽),屏蔽层两端接地(或金属管两端接地)。电缆埋地长度宜不小于 50m。

5.3.2 普通的信号电缆

3-19

第三章 防雷基础知识

第五节 通信局站的防雷接地

本小节中的普通信号电缆指E1线、网线等等非用户线类的信号电缆。对于用户电缆 的一些防雷要求请参见《通信设备防雷产品知识》方面的内容。 a、普通的信号电缆在通信局站内不应架空布放 通信局站内的E1线、网线不应架空走线。这些在正常情况下建筑物内互连的信号线, 如果在建筑物外架空走线,由于外部暴露空间对雷电电磁场没有衰减作用,这些信 号线在雷击发生时引入的雷击过电压和过电流往往超过设备接口正常设计的防雷保 护级别,很容易造成设备遭受雷击损坏。较容易出现问题的是移动基站和传输设备 之间连接的E1线,和数据通信类产品接出的以太网线。 特别是移动基站到传输设备的E1线,往往是移动和电信之间,或联通和电信之间的 E1线架空走线。由于不同用户很多情况机房分开建设,E1线除在外部暴露空间受 到雷电电磁场的严重感应之外,还可能出现不同机房之间的地电位反击问题,所以 移动基站到传输设备的E1线架空对于设备防雷而言是极恶劣的一种情况。要尽量加 以避免。 b、普通信号电缆出入通信局站的保护措施 I、信号电缆宜穿金属管从地下入局,金属管两端接地,信号电缆进入室内后应在 设备的对应接口处加装信号防雷器保护,信号防雷器的保护接地线应尽量短。 II、 如果因条件限制,室外电缆无法从地下走线,信号电缆宜穿金属软管进行屏蔽, 金属软管的两端应可靠接地,在机房内可连接到机房保护接地排。电缆进入室内后 在设备的对应接口处应加装信号防雷器保护,信号防雷器的保护接地线应尽量短。 室外电缆若采用具有金属外护套的电缆,金属外护套的两端应可靠接地,在机房内 可连接到机房保护接地排。 电缆进入室内后在设备的对应接口处应加装信号防雷 器保护,信号防雷器的保护接地线应尽量短。 III、 出入局站的信号电缆,电缆内的空线对在机房内宜做保护接地。例如:室外 引入的E1总电缆内两对同轴线只用了一对,则另一对E1电缆的芯线和屏蔽层可在 室内汇接到一块小金属板上,再由小金属板接出一根接地线到机房的保护接地排。

5.3.3 光纤的防雷
进入通信局站的光缆,若光缆中含有金属加强筋,则加强筋在机房内应可靠的连接 到机房的保护接地排。 光纤在外部暴露空间架空走线,光纤内的金属加强筋可以感应非常高的雷击过电压。 如果加强筋没有做接地处理,雷击时加强筋很可能对接地物体发生绝缘击穿,从而 产生瞬间高温,严重时可以使光纤融化。这种事例在移动通信局站很常见。

5.4 接地电阻 5.4.1 国内相关规范中的规定
a 综合通信大楼的接地电阻宜不大于1W。
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第五节 通信局站的防雷接地

b 交换设备的接地电阻应满足表3-2的规定。 表3-2 交换设备接地电阻要求 市话10000门以下(含10000门) 交换系统容量 接地电阻 市话2000门以下 ≤5? 长话2000路以下(含2000路) ≤3? 市话10000门以上 长话2000路以上 ≤1?

接入网、传输、宽带接入、数通、多媒体可参考。 c 移动通信基站的接地电阻值应小于5W,对于年雷暴日小于20天的地区,接地电 阻值可小于10W。无线接入基站可参考。

5.4.2 接地电阻和防雷的关系
a、接地电阻和防雷 从防雷方面考虑,无论是通信局站的接地还是通信设备内部的系统接地设计,最关 键的问题是要尽量做好接地的等电位连接。只要通信局站的等电位连接做好了,设 备的端口防雷做好了,即使通信局站的接地电阻值达到10欧姆或者更大一些,都可 以满足设备的防雷要求,对设备的防雷不会产生明显的负面影响。 当然,这并不是说接地电阻的大小对通信局站是无关紧要。因为通信局站的接地电 阻值,除了需要考虑防雷方面,还需要考虑其他因素。由于接地电阻值和通信局站 内的安全问题有关,所以,通信局站的接地电阻值应尽量小。 b、接地电阻值和安全 接地电阻值还与通信局站的安全有关。接地电阻值如果过大,当通信局站内出现电 力系统对大地短路等类型的故障时,对通信局站的安全会构成一些负面影响。所以, 通信局站的接地电阻值应尽量小。 但需要说明的是,接地电阻值对通信局站安全问题的影响是主要应从通信局站的角 度来考虑的问题,单单从通信设备的角度来考虑接地电阻值对通信局站的安全影响 意义不大。 c、接地电阻的工程界面问题 在接地电阻值问题上,应树立的一个正确观念是:接地电阻值实质上不属于设备级 问题,是通信局站级问题。综合接地电阻值涉及到的安全、防雷等各方面,需要由 电信运营商对通信局站的接地电阻值负责,不应该由设备供应商对接地电阻值负责。 设备供应商实际上也负不起这个责任。设备供应商只提供自己的产品在若干的接地 电阻值之下就可以正常运行的承诺。 所以公司在接地电阻问题上的策略应该是只承诺公司的设备在若干的接地电阻下可 以正常运行。至于机房总体建设、机房内其他设备对接地电阻值的要求以及供电系 统的安全要求等与接地电阻有关的问题,应该由运营商综合考虑,对通信局站的接 地电阻值负责。

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第五节 通信局站的防雷接地

小结
通信局站的接地系统,请在概念理解清楚的基础上,结合教材学习,使自己对通信 局站的接地系统有一个清晰的认识。并认识到等电位连接的概念在防雷接地中的重 要性。 低压配电系统:第1个T、第2个T、N;S;C;I等的含义,各种配电系统的优缺点。 进局电缆的具体要求:埋地、屏蔽、接地、加装端口防雷器 接地电阻和防雷关系;

思考题
1、为什么等电位连接在防雷接地领域是非常重要的,通信局站的等电位连接基本 措施是什么? 2、国内常用的常用的配电方式有哪些?TT系统在国内一般多见于什么样的使用环 境? 3、信息产业部相关规范对于进局电缆的各种要求,分别给通信设备的防雷带来了 什么样的好处? 4、在接地电阻值的问题,电信运营商和设备供应商的正确态度分别应该是怎样的?

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第三章 防雷基础知识

第六节 通信设备防雷的基本措施

第六节 通信设备防雷的基本措施
通信设备的防雷设计,主要包括三大方面的内容:端口防雷设计、通信设备级的系 统接地设计;电缆屏蔽设计。其中对于绝大多数产品来说,端口防雷设计,以及通 信设备的系统接地设计最为重要,从防雷角度,对仅对室外型设备提出电缆屏蔽设 计的要求。下面分端口防雷设计和通信设备级系统接地设计两个部分对通信设备防 雷的基本措施进行讲解。

6.1 端口防雷设计
通信设备的防雷主要需要做端口防护和系统接地两方面的工作。本规范主要阐述的 是端口防护设计方面的内容。 端口防护的目的就是要将各种外部线缆引入设备的过电压/过电流阻挡在端口之外, 主要是以下两方面:1、外部线缆引入设备的过电压,经过防护电路后电压值被限 制到后级电路能够承受的范围之内;2、外部线缆引入设备的过电流,绝大部分被 防护电路短路到大地,仅有极少部分的电流流入后级电路之中,从而起到保护设备 的作用。这两个作用都是通过在通信设备的端口安装防雷器来实现的。 防雷器对端口的保护,分为共模保护和差模保护两个方面。对一种线缆而言,引入 设备的过电压/过电流以线缆对地的共模为主,线缆间的差模过电压/过电流相对小 一些。但在有防护电路及设备上广泛采用等电位连接的情况下,共模的过电压/过 电流也可以转化成差模。 需要注意的是:通信设备防护能力的强弱,与系统接地设计的关系也非常密切。防 雷设计对接地的要求中,最根本的一点是实现设备上电源回流导体、功能电路的信 号参考接地、保护地尽可能的等电位连接。通信设备不仅需要良好的端口防护电路, 同时也需要有合理的系统接地设计,才能达到良好防雷效果。例如:通信设备直流 回流导体、保护地在设备上单点短接,对于直流电源口的防雷有很大的好处。 以下第1节给出一个信号防雷器设计的例子,以使大家对通信设备防雷器设计有一 个基本认识。第2节讲解防雷器接地的重要性。

6.1.1 E1信号防雷器的设计案例

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第六节 通信设备防雷的基本措施

TIP
G1 组 合 式 TVS

RING
G2

PE 图3-12 上图电路是一种比较典型的E1口防护电路,差模采用气体放电管、电阻、快恢复二 极管、TVS管组成,其中气体放电管将线缆引入的大部分雷击过电流短路。 防护器件中,气体放电管的特点是通流量大、但响应时间慢、冲击击穿电压高; TVS管的通流量小,响应时间最快,电压钳位特性最好;当一个防护电路要求整体 通流量大,能够实现精细保护的时候,防护电路往往需要这两种防护器件配合起来 实现比较理想的保护特性。但是气体放电管、TVS不能简单的并联起来使用。如果 将通流量大的气体放电管和通流量小的TVS管直接并联,在过电流的作用下, TVS管会先发生损坏,无法发挥气体放电管通流量大的优势。因此在两种防护器件 配合使用的信号防雷电路中,往往需要电阻等元件在两种保护器件之间完成退耦。 在信号线路中,线路上串接的元件对高频信号的抑制要尽量少,因此极间配合可以 采用电阻。电阻的作用是限制较大的过电流流到气体放电管的后级电路中。由 TVS管和快恢复二极管组成的桥式电路的主要目的是进一步降低防雷器输出的残压, 从而有效的保护后级设备。这样构成的复合电路就可以使差模残压足够的低。 这个E1防护电路中用作共模保护的器件是加在RING和PE之间的气体放电管。雷击 过电压使它击穿后呈短路状态,从而将E1同轴线屏蔽层上的雷击过电流短路泻放到 大地。

6.1.2 防雷器的使用要求和使用场合 6.1.2.1 电源防雷器的要求
通信局站内的电源用模块式SPD,应具有以下功能: a、SPD模块损坏声光告警; b、SPD模块损坏告警上报; c、SPD模块替换; d、热容和过流保护; 通信局站内电源用箱式SPD,应具有以下功能: a、SPD劣化指示; b、SPD模块损坏声光告警; c、SPD模块损坏告警上报;

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第六节 通信设备防雷的基本措施

d、热容和过流保护; e、保险跳闸告警;* f、雷电计数;* 其中5、6两项打星号的功能不是必须具备的。

6.1.2.2 在哪些场合应配备信号防雷器
a、信号线架空出户的场合; b、建筑物内部,信号走线长度超过50m。 另外,移动基站的信号口、与移动基站有信号连线的设备端口宜加装E1信号防雷器。

6.1.3 防雷器的正确接地 6.1.3.1 电源防雷器的连接和接地
a、串联式电源防雷器 串联式电源防雷器接在馈电线的线间,保护器件并接到馈电线上的走线可以做到很 短且距离是固定的,因此串联式电源防雷器的安装位置可视设备安装的方便、合理 性来确定。
-48v BGND PGND 输 入 输 出 -48v BGND PGND

串 联 式 直 流 电 源 避 雷 器

图3-13 b、并联式电源防雷器 并联式电源防雷器在安装中需要注意的一个问题是:防雷器并接到机柜电源接线端 子的导线(或并接到馈电线上的导线)一定要短,否则电源防雷器的保护效果会大 大下降。
-48V c b 电 源 避 雷 器 BGND 差 模 过 电 流 去 电 源

a

d

-48V BGND PGND

通 信 设 备

图3-14

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第六节 通信设备防雷的基本措施

图3-14示出一种不好的防雷器安装方式:防雷器到机柜接线端子的并接线较长(例 如:1~1.5米)。由图3-14可以看出:直流馈电线引入差模过电流时,由于并接电 源防雷器的作用,机柜电源端子处呈现的差模残压为:Uad=Uab+Ubc+Ucd。其中 Ubc是电源防雷器的差模残压,Uab、Ucd分别是过电流流过电源防雷器的两段并接 导线时导线两端的瞬间压降。 电源防雷器的差模残压(Uad)在5kA的8/20us冲击 电流下约200V左右;若导线Lab、Lcd分别长1米,则在5kA的8/20us冲击电流下, 若导线Lab、Lcd两端的瞬间的压降Uab、Ucd分别可以达到905V(如图3-15中左图 所 示 ) 。 这 时 基 站 电 源 接 线 端 子 处 的 残 压 值 为 : Uad=Uab+Ubc+Ucd=905+200+905=2010V,可见并接导线达到1米长时,影响设备 端口差模残压指标的主要是导线的压降而不是防雷器的残压。 所以,电源防雷器 到机柜电源接线端子的并接导线太长,无法使电源防雷器有效的保护设备。

图3-15 5kA(左)、3kA(右)的8/20us冲击电流下1米长导线两端压降(衰减500倍) 冲击电流作用下线缆两端的压降可以通过理论计算大致估算出来:一根导线可等效 为一个电感,在一个变化的电流流过导线时,导线两端的压降为:DU=L· di/dt, 其中L为导线上的电感量,一般1米长导线的电感量在1uH~1.6uH之间(计算可取 1uH);di/dt是导线上电流的变化率。通过这个公式可以看出,DU与L成正比,L 又与线长成正比。因此,减小电源防雷器并接导线的长度就是减小Uab和Ucd,也 就是减小Uad。所以,电源防雷器并接到机柜电源接线端子的导线(或并接到馈电 线上的导线)一定要短。这一设计原则应用到单板内的保护电路设计也是一样的道 理:做线间保护的防雷电路的引线一定要短。

6.1.3.2 信号防雷器的接地
图3-16示出一种不正确的信号防雷器安装方式:防雷器安装在设备以外的其它设备 内(例如:DDF架内),并且通过其它装置的接地线接地,由于机房内独立设备的 保护接地线通常都不会太短(3~20米),使信号防雷器的共模防护作用大大减低。

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第六节 通信设备防雷的基本措施

其 它 设 备 被 保 护 通 信 设 备 信 号 避 雷 器

信 号 内 部 信 号 走 线 接 口 板
接 地 汇 流 条

1

2

机 房 保 护 接 地 排

图3-16 不正确的信号防雷器安装方式 根据被保护设备内部接口电路的不同,信号防雷器实现共模保护的原理略有区别: 1、内部接口具有对地的保护电路,或外部线缆中有信号回线与内部单板地连接。 这种情况下,外加信号防雷器应达到如下效果:由信号线引入的共模过电流,绝大 部分通过信号防雷器的接地线泄放到大地,只有非常小的一部分过电流流入设备内 部,这一小部分过电流是设备内部的单板防护电路本身能耐受得住而不发生损坏的。 在信号防雷器和单板级防护电路都存在的情况下,线缆上的感应过电流可以同时通 过图3-16中1、2两条泻放途径泻放到大地。但是图3-16中泻放途径1因为保护接地 线太长而具有较大的线间感抗,使路径1不能成为比路径2阻抗小得多的雷电流低阻 泻放路径,因此信号防雷器的共模保护效果大大减低。解决方法是:将信号防雷器 靠近被保护设备安装或安装在被保护设备内部,信号防雷器通过很短的接地线接到 设备的保护地上去,如图3-17所示。 2、内部信号接口没有保护电路,且外部信号电缆对内部单板地隔离 外部信号电缆在设备上单板没有直接接地,这时只要接口部分出现的过电压没有超 过接口电路自身的绝缘耐压值时,接口电路一般不会发生共模损坏。因此信号防雷 器的共模保护作用体现在:外部线缆引入感应雷击过电流时,信号防雷器本身的共 模残压加上信号防雷器接地线两端的压降,必须小于接口电路自身的绝缘耐压。我 们知道5kA的8/20us冲击电流作用下1米长导线两端的压降可达到900V左右,而导线 两端的压降为:DU=L· di/dt,因此减小信号防雷器输出共模残压的最有效办法是 减小信号防雷器接地线的长度(信号防雷器自身的共模残压可以做到很小)。正确 的信号防雷器安装方式也是: 将信号防雷器靠近被保护设备安装或安装在被保护 设备内部,信号防雷器通过很短的接地线接到设备的保护地上去。这个原则也适用 于单板内部防护电路的设计:单板内部防护电路的泄流地应尽可能短的在单板框母 板上与单板信号地汇接在一起。

6.1.3.3 天馈防雷器的接地

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第六节 通信设备防雷的基本措施

天馈防雷器的安装和接地设计中,一个很重要的问题是应符合国家的行业标准中对 天馈防雷器安装及接地的要求。YD 5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》 第3.3.3条明确规定:“同轴电缆馈线进入机房后与通信设备连接处应安装馈线防雷 器,以防来自天馈线的感应雷。馈线防雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处 接地线上。” 因此,应该明确的是:天馈防雷器应该安装接地线。

6.1.3.4 防雷器正确安装的例子
天 馈 防 雷 器 电 源 防 雷 器 1
-48V BGND PGND

去 电 源 信 号 防 雷 器 1 信 号 线 2
BGND -48V

天 馈 防 雷 器 接 地 排

信 号 防 雷 板 信 号 线 2

电 源 防 雷 箱

通 信 设 备

室 外 接 地 排 机 房 保 护 地 排

图3-17 图3-17示出防雷器正确安装的例子。其中,直流电源防雷器是并联式防雷器,通过 很短的(15cm左右)并接线接到设备的电源接线端子上(安装位置1),或采用凯文 接线的方式接到馈电线上(安装位置2);信号防雷器靠近设备安装或制成信号防 雷板安装在设备内部,通过很短的(10cm左右)的接地线接到设备的保护地上; 多个天馈防雷器的接地引线先在一个天馈防雷器接地排上汇接,再由天馈防雷器引 一根接地线接到室外接地排。

6.2 通信设备的系统接地 6.2.1 基本原则
接地线严禁从户外架空引入,必须全程埋地或室内走线。 接地线不宜与信号线平行走线或相互缠绕。 接地线应选用铜芯导线,不得使用铝材。 保护地线应选用黄绿双色相间的塑料绝缘铜芯导线。 保护地线上严禁接头,严禁加装熔断器或开关。 接地端子必须经过防腐、防锈处理,其连接应牢固可靠。

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第三章 防雷基础知识

第六节 通信设备防雷的基本措施

移动通信基站设备到用户接地排的距离不应超过30米,且越短越好。当超过30米时, 应要求用户重新就近设置接地排。

6.2.2 通信设备的系统接地设计
a、具有外露金属外壳的设备应提供保护接地端子 这是防止设备产生电击危险而作出的安全规定,为了保护人身安全,这一规定需要 确保落实。通信设备保护接地端子引出的保护接地线应连接到机房的保护接地排上。 b、提供直流电源回流导体(+24V RTN/-48V RTN)与保护地短接的端子
-48V -48V RTN PGND

通 信 设 备

图3-18 我司目前系统接地的设计基本都采用直流电源回流导体和保护地在机柜顶部单点短 接的设计,这样的设计对设备防雷有很大的好处。产品默认设计为直流电源回流导 体和保护地在机柜顶部单点短接。 c、同一套设备的相邻机柜间保护地应做等电位互连 同一套设备的不同机柜间多数情况会有信号线的连接,为了避免雷击时不同机柜间 的地电位差损坏柜间互联信号接口,需要将相邻机柜的外壳保护地用很短的短接线 或短接导体连接起来,这样就使同一套设备中不同机柜的保护地形成了等电位连接, 不同机柜间的地电位差有效降低,从而保护柜间信号接口不被损坏。这是对柜间信 号接口做防雷保护的最简便、最经济、最有效的方法。

机 柜 A

机 柜 B

机 柜 C

图3-19 d、设备的机壳除了有意连接的保护地之外,不存在另外的接地路径 对于新产品,就是要求机柜的整个外壳与机房的地板、墙壁、天花板、走线架绝缘。 目的就是为了使设备的机壳除了有意连接的保护地之外,不允许因为偶然因素使设 备出现意外的非专门设计的接地路径。已要求在公司的新产品上实现这个需求。 e、设备系统接地设计的例子

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天 馈 防 雷 器 电 源 防 雷 器 1
-48V RTN PGND

第六节 通信设备防雷的基本措施
去 电 源

天 馈 防 雷 器 接 地 排

PGND

信 号 防 雷 板

通 信 设 备
室 外 接 地 排

通 信 设 备

机 房 保 护 地 排

图3-20 正确接地的例子 上图为一个通信设备系统接地设计的例子:每个设备机柜的保护地引出一根保护接 地线到机房保护接地排;在通信设备机柜顶部,-48V RTN 和PGND在机柜顶单点 短接;同一套设备的机壳保护地之间做等电位互连;并联式电源防雷器通过很短的 连接线接到机柜顶部的直流电源接线柱和保护地接地柱;信号防雷板通过很短的接 地线接到设备的机壳上;天馈防雷器的接地线先接到天馈接地排,再接到馈窗外的 室外接地排;设备放置在机房中,除连接的保护接地线之外,与机房的地板、墙壁、 走线架、天花板绝缘。

小结
通信设备防雷主要考虑问题 端口防护在设备防雷设计中的作用;设备级系统接地在设备防雷设计中的作用。 防雷器的使用中连接和接地非常关键 系统接地的主要方面

思考题
1、通信设备防雷的3大主要方面是什么? 2、端口防护的主要目的是什么? 3、设备级等电位连接的目的是什么? 4、防雷器的主要作用是什么? 5、为什么电源防雷器的连线一定要短?为什么信号防雷器的接地线一定要短? 6、设备级防雷器的放置位置与LPZ2的关系是什么? 7、同一套设备相邻机柜的保护地互连的目的是什么? 8、设备做保护接地的目的是什么? 9、为什么接地线上不能加装开关或熔断器?

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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

第七节 常见问题
7.1 保护接地线的线径
用户某些情况下会对我们设备的保护接地线的线径提出疑问。下面给出相关规范中 规定的保护接地线线径选择方法。 a、设备额定工作电流 设备保护接地线线径选择主要考虑的因素是设备的工作电流大小。通信设备的保护 接地线线径的选择,可以参考GB 4943-2001《信息技术设备的安全》中的规定进行 选择。一般来说,实际设备的保护接地线线径选取应大于等于表中额定电流对应的 截面积。 根据GB 4943-2001第2.6.3.2条的规定,保护连接导体的尺寸,按GB 4943-2001标准 中的表3-3GB进行选取: 表3-3 GB 4943-2001的表3B" 导线规格" 最小导体尺寸 设备的额定电流 A ≤6 >6~≤10 >10 ~≤13 >13~≤16 >16~≤25 >25~≤32 >32~≤40 >40~≤63 >63~≤80 >80~≤100 >100~≤125 >125~≤160 >160~≤190 >190~≤230 标称截面积 mm2 0.751) (0.75)2) 1.00 (1.0)3) 1.25 (1.0)3) 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 AWG或kcmil [截面积mm2](见注2) 18 [0.8] 16 [1.3] 16 [1.3] 14 [2] 12 [3] 10 [5] 8 [8] 6 [13] 4 [21] 2 [33] 1 [42] 0 [53] 000 [85] 0000 [107]

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第七节 常见问题

>230~≤260 >260~≤300 >300~≤340 >340~≤400 >400~≤460

120 150 185 240 300

250 kcmil [126] 300 kcmil [152] 400 kcmil [202] 500 kcmil [253] 600 kcmil [304]

1) 对额定电流小于3A,如果软线的长度不超过2m,允许标称截面积为0.5mm2。 2)如果软线的长度不超过2m,则括号中的数值适用于装有符合GB 17465(C13、C15、 C15A和C17型)规定的额定值为10A的连接器的可拆卸电源软线。 3)如果软线的长度不超过2m,则括号中的数值适用于装有符合GB 17465(C19、C21和C23 型)规定的额定值为16A的连接器的可拆卸电源软线。 注: 1 GB 17465规定了器具耦合器和软线的连接方式,包括条件1)、条件2)和条件3)所提到的 连接方式,但是,许多国家已经指出,对表3B中列出的所有的值,特别是条件1),2)3)所 包括的内容,他们不接受。 2 所提供的AWG和kcmil尺寸仅供参考,括号中的相关截面积仅给出经圆整的有效数。 AWG是美国线规,术语“cmil”系指圆密耳。1个圆密耳等于直径为1密耳(千分之一英寸) 的圆面积。这些术语通常在北美用于说明导线的尺寸。 b、防雷 从防雷方面考虑,保护接地线的线径很容易被满足。满足雷电流的泻放不是接地线 线径需要考虑的主要方面。 IEC 61312-1按照单根接地线泻放的过电流是否达到25%直击雷电流作为防雷接地 线线径选取的分界线。通信设备的防雷是防感应雷,如果直击雷直接打中设备,设 备的防雷即使做得再好也不可能防得住。而且通信局站的建站要求,就是建筑物要 给机房内的设备提供直击雷保护,所以设备上单根接地线泻放的雷电流几乎不可能 达到25%的直击雷电流。 按照IEC 61312-1的第3.4.1节要求,如果有一个小于25%的直击雷电流流过等电位 连 接 导 体 ( 馈 线 的 接 地 线 属 于 等 电 位 连 接 导 体 ) , 导 体 截 面 积 应 符 合 IEC 61024-1的表7要求。在 IEC 61024的表7中,规定如果材料为铜,则连接导体的最小 截面积为6mm2。如果大于25%,截面积应符合表6要求。 IEC 61024的表6中,规定 如果材料为铜,则连接导体的最小截面积为16mm2。 由于通信设备上单根接地线泻放的雷电流几乎不可能达到25%的雷电流,所以设备 保护接地线需要考虑的雷电流泻放因素很容易被满足。即使在某些非常极端的情况 下 , 设 备 保 护 接 地 线 泻 放 的 雷 电 流 可 能 超 过 25 % 直 击 雷 电 流 , 最 小 截

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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

面积为16mm2也比较容易满足。但如果真出现这种情况,设备估计早已经被雷击损 坏了。 c、抗偶然外力的碰触 保护接地线如果是从设备上连出到设备之外的,一般需要考虑保护接地线不能因为 人或其他物体无意的偶然碰触而折断。一般对于单根的接地线,建议接地线的线径 不小于4mm2为宜。这一要求也比较容易满足。 对于GB 4943-2001的表3B而言,最前面额定电流较小的几项线径要求有加注,在注 释中都说明了这种保护接地线是用在电源软线之中,这也是考虑了接地线要具有防 止偶然外力碰触而折断的基本能力。举例来说,计算机交流电源线中的PE线线径远 不到4mm2,它和相线、中线汇集在一根较粗的电源软线里,在偶然外力的碰触下 就不容易折断了。但如果单根接地线采用这样的线径,就有问题。 综上所述,保护接地线线径的选取,决定性因素是设备的额定电流。雷电流的泻放 以及抗偶然外力碰触等也需要考虑,但很容易满足。

7.2 接地电阻值问题
a、接地电阻和防雷 从防雷方面考虑,无论是通信局站的接地还是通信设备内部的系统接地设计,最关 键的问题是要尽量做好接地的等电位连接。只要通信局站的等电位连接做好了,设 备的防雷做好了,即使通信局站的接地电阻值为10欧姆或者更大一些,都可以满足 设备的防雷要求,不会产生负面影响。 当然,这并不是说接地电阻的大小对通信局站是无关紧要的。因为通信局站的接地 电阻值,除了需要考虑防雷,还需要考虑其他因素。 b、接地电阻值和安全 接地电阻值还与通信局站的安全有关。接地电阻如果过大,在通信局站内出现电力 系统对大地短路等类型的故障时,对通信局站的安全会构成一些负面影响。所以, 通信局站的接地电阻值应尽量小。 但需要说明的是,接地电阻值对通信局站安全问题的影响是主要应从通信局站的角 度来考虑的问题,单单从通信设备的角度来考虑接地电阻值对通信局站的安全影响 意义不大。 c、接地电阻的工程界面问题 在接地电阻值问题上,应树立的一个正确观念是:接地电阻值实质上不属于设备级 问题,是通信局站级问题。综合接地电阻值涉及到的安全、防雷等各方面,需要由 电信运营商对通信局站的接地电阻值负责,不应该由设备供应商对接地电阻值负责。 设备供应商实际上也负不起这个责任。设备供应商只提供自己的产品在若干接地电 阻值之下就可以正常运行的承诺。 所以公司在接地电阻问题上的策略应该是只承诺公司的设备在若干的接地电阻下可 以正常运行。我们是设备供应商,我们不应该把减小通信局站的接地电阻值看做是
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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

我们的责任。一个很明显答案是:减小通信局站的接地电阻值直至达到信息产业部 相关的规范要求是电信运营商的责任,机房总体建设、机房内其他设备对接地电阻 值的要求以及供电系统的安全要求,需要电信运营商根据通信局站的综合情况整体 考虑,对通信局站的接地电阻值负责。

7.3 哪些设备需要做保护接地
机房内具有金属外壳的设备都应该做保护接地。例如,DDF架,虽然是不耗电的设 备,其金属外壳也需要做保护接地;机房中一些专门放置小型台式设备的金属机架, 其架体本身也需要做保护接地。 电视机、显示器等具有加强绝缘塑料外壳的电器,不需要做保护接地。

7.4 接地错误理解--设备采用单独的通信地
一些用户对通信设备的接地存在误解,认为通信设备的接地应该采用单独的“通信 地”,需要和建筑物的防雷接地分开。目的是保护设备免遭雷击损坏。这一理解是 错误的。 a、首先,信息产业部的相关规范中规定,通信设备的工作接地、保护接地、建筑 物的防雷接地应共用一组接地体,即采用联合接地的方式。 b、其次,从防雷角度,通信设备的接地必须和建筑物的防雷接地共用一个地网。 过去通信局站积累的许多经验、教训证明:同一个通信局站的两个分开地网之间是 有关系的,不可能实现想象中的彻底分开。通信局站内的分开接地是造成地电位反 击的根本原因,一旦地电位反击作用在通信设备上,通信设备将遭受非常严重的雷 击损坏。 所以,为了有效减少通信设备遭雷击损坏的概率,以及符合信产部的相关规范,通 信局站一定要做好等电位连接: a、通信局站内,应采用通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地合用 一组接地体的联合接地方式。 b、对于移动通信站,要求机房地网、铁塔地网、配电变压器(如果配电变压器在 移动通信站内的话)地网连接成一个统一的地网。

7.5 直流供电设备,机房内无保护接地排,配电柜的电源48V正极排能否做保护地
若机房内无保护接地排,同机房的AC/DC电源设备(或直流配电柜)中的电源 48V正极排(或24V负极排)是可靠接大地的,建议处理方法如下: 1、首先应向用户要求提供机房保护接地排。 2、如果用户表示无法提供机房保护接地排,可以考虑将机房的AC/DC电源设备 (或直流配电柜)中的电源48V正极排(或24V负极排)当做机房的保护接地排。 但需要注意以下几点: 2.1、首先要征得用户的同意。也即用户同意将AC/DC电源设备的48V正极排当做机 房的保护接地排,则我们也同意这样做。
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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

2.2、这样做不能称为复接到工作地线上。 “工作地”、“工作地线”的叫法严格 意义上是错误的。信产部的规范中把AC/DC电源设备的输出48V正极接大地这样一 个行为,称为“工作接地”,这样说是正确的,我们设备上的48V正极接到电源设 备的48V正极排这一行为,严格意义上也不能称为“工作接地”。当然,如果用户 同意将AC/DC电源设备的48V正极排当做机房的保护接地排,很多术语我们不必深 究。 2.3、必须保证AC/DC电源设备(或直流配电柜)中的电源48V正极排(或24V负极 排)是可靠接大地的!

7.6 交流用电的设备,机房无保护接地排,能否通过交流电源的PE接地
这个问题主要对局用柜式或箱式交流用电通信设备。先对公司常用交流用电设备在 这个问题上作一分类: a、小型台式(类似VCD的小台式设备)终端设备、或低端设备,常应用于用户家 庭环境或普通办公楼的环境,建筑物较多情况没有专用的机房保护接地排,同时设 备功耗很小(例如240 3F、会议电视终端等)。这类产品本来就配用220V电源软线, 有意设计为通过线中的PE做保护接地,所以没有要求必须接机房保护接地排。 b、大型柜式局用设备。 这类设备网络中的重要性比终端设备高。设计时按照金属 外壳引出专门的保护接地线做接地来设计的。由于功耗较大,采用专用电源线来供 电(例如:室外型大型接入网设备,室外型大型无线基站)。由于这类设备的功耗 一般较大,需要按照GB4943-2001的表3B来选择保护接地线的线径,一般普通电源 软线中的PE线线径比要求相差很多,所以必须保证有专门的保护接地线接到机房保 护接地排,电源软线中的PE是否还需要作重复接地视具体情况而定。 c、小型箱式或柜式局用设备。这类设备网络中的重要性比终端设备高。设计时按 照金属外壳引出专门的保护接地线做接地来设计的。由于功耗较小,采用常见的 220V电源软线供电(例如:小接入网设备、小无线基站设备)。这类设备正常情 况需要通过专门的保护接地排接地。由于一些应用场合条件简陋,无法提供专门的 保护接地排。本节问题就是因为这种情况的出现而提出。遇到这种情况的处理办法 是: c1、设备可以通过电源软线中的PE线做保护接地。但不推荐这样做。正常情况下仍 然需要通过专用保护接地排做接地。 c2、需要掌握设备的额定电流,根据GB 4943-2001的表3B查表判断所用电源软线中 PE线的线径是否满足设备保护接地线线径的需要。如果不满足,不能通过电源软线 中的PE线做保护接地。一般情况下,采用常见电源软线供电的设备(功耗小),电 源软线中的PE线线径基本可以满足要求。 c3、确保用户提供的公网电源插座中的PE端子已经可靠接地。

7.7 终端接地,接交流电源线中保护地还是楼内的机房接地排

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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

与直流供电的主设备有信号线连接关系的交流用电终端设备,公司研发体系一直支 持终端设备的保护接地线断开与交流电源PE线的连接,直接连接到机房接地排上, 这样做对EMC、防雷、接地可靠性都有好处。但目前研发体系没有将这个要求变为 强制要求,因为接地的本质目的是为了设备和人身的安全保护,从这个角度讲,交 流电源线中的PE和大楼内的接地排本质的作用是一致的。下面分几个方面讲述这个 问题: a、基本情况 目前在中国,低压交流配电进入通信局站后的处理基本是统一的: I、通信局站内的用电设备不能以电源线里的中性线做保护接地。 II、在建筑物内,交流电源中的保护接地线(PE)应和楼内各接地排的接地最终共 用一个统一的建筑物地网。 所以,在建筑物内,交流电源线中的PE线和机房的接地排从原理上讲没有本质差异。 b、安全 设备金属外壳的保护接地最直接目的是为了保护设备和人身的安全。所以,不论是 接交流电源线中的PE线,还是接机房的接地排,只要能够保证接地的可靠,以及接 地线的线径足够,从规范的角度讲都能保证设备的安全。建筑内部,交流电源的保 护地属于楼内保护接地系统的一部分,可以不把交流电源的PE线和机房接地排明显 的区分为两个体系,他们的本质是一样的。 c、EMC 根据技术支援的实践经验,终端设备通过交流电源PE做保护接地,和主机之间容易 产生干扰问题。而将终端设备通过机房接地排做保护接地,断开PE线可以较大程度 上解决这个问题。所以从EMC的角度,终端设备断开和交流电源PE线,连接机房 接地排更好。 d、防雷 而将终端设备断开电源PE线,通过机房接地排做保护接地,可以实现终端设备和主 设备之间的等电位连接。防雷效果较好。所以从防雷角度,终端设备断开和交流电 源PE线,连接机房接地排要好一些。 e、可靠性 电源PE线由于需要通过交流电源插头插座来连接,保护接地的连接不如连接机房接 地排可靠。

7.8 DDF架的接地
对DDF架接地的要求是: a、DDF架具有金属外壳,所有DDF架的外壳应做保护接地。 b 、 DDF 架 不 耗 电 , 所 以 保 护 接 地 线 的线 径 要 求 不 高 。 一 般 以 10mm平 方 , 或 16mm平方为宜。

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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

c、DDF架是否设计为其上的E1同轴电缆的外皮与金属机壳良好接触,在相关标准 中没有提及,因此公司内不对这个问题给出要求。

7.9 逆变器已做保护接地,终端设备是否需要保护接地
某些终端设备,通过逆变器来供电。逆变器已做保护接地。同时逆变器输出的电源 插座中提供了保护接地端,某些工程人员希望终端设备利用逆变器电源插座中的保 护接地端做接地,自身不单独引出保护接地线。 首先需要说明这样做是不正确的。终端设备不能只利用逆变器电源插座中的接地端 做保护接地,终端设备自身需要引出单独的保护接地线。 这是因为,逆变器本身不是具有转接接地线功能的设施。保护接地排才是具有转接 接地线功能的设施。一个独立的用电设备,不能够利用另一个不具有转接接地线功 能的设备来做保护接地,这种做法本身是不可靠的,而设备保护接地的本质目的是 保护设备和人身的安全,所以设备的保护接地不能采用这种方式。

7.10 机架的绝缘问题
通信设备除了专门连接的保护接地线之外,通信设备的金属外壳应该与机房内的地 面、墙壁、天花板、走线架绝缘。我们倡导设备设计向这个方向发展。首先,对这 个问题做一些分析: a、安全 通信设备已经连接了专门的保护接地线之后,接地的安全就有了足够的保证。所以 机柜的外壳是否再与机房内的其他接地设施做重复的接地,对安全问题影响不大。 因此,在公司内要求设备金属外壳设计为与机房四周绝缘,不是从安全角度提出来 的。 b、防雷 通信设备除了一根单独的保护接地线以外,与机房内其他接地设施之间进行广泛的 接地等电位互连对设备防雷有非常明显的好处。 但是国内电信机房的实际条件决定这种网状接地的设想,在现实条件中是无法做到 的。尽管采用网状接地连接的机房在防雷条件方面比采用星型接地连接的机房好得 多,但是与实际情况不附,我们无法得到这些好处。 为了我们的设备在各种使用环境中都能够获得满意的防雷效果,我们需要在设备级 实现设备内部的良好等电位连接和端口防护。 所以作为设备供应商,在设备内部 已经实现良好的等电位连接和端口防护的情况下,我们对设备的要求是能够达到不 论在星型接地方式或在网状接地方式的机房中都能获得足够的防雷能力。所以我们 不再对机房内应采用星型接地方式还是网状接地方式提出过多的要求。 因此,在公司内要求设备金属外壳设计为与机房内四周绝缘,不是从防雷角度提出 来的。 c、EMC

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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

我们曾经做过大量的实验,证明设备的保护接地采用星型还是网状接地方式,对设 备的电磁兼容(EMC)特性虽然有所不同,但差异性很小。这是由于: I、现代通信设备功能电路的信号速率较高,对低频段的干扰越来越不敏感。然而 机房级的网状接地或星形接地方式对设备的EMC特性主要在低频有较大差异,在高 频段差异不大。 II、现代通信设备,设备间的信号传输已经是差分信号为主流了。由于差分信号不 再依赖接地线作为信号电流的回流线,所以设备间的信号传输已经较少担心星型接 地、网状接地与信号间相互干扰的关系。 III、从EMC角度,机房内采用星型接地还是网状接地,并没有一个绝对的哪一种更 好,哪一种稍差的关系。由于机房可能引入的外界干扰机理很多,种类烦杂,网上 运行的设备实际情况是:某些场合机房内采用星型接地能够获得更好EMC特性,某 些场合机房内采用网状接地能够获得更好的EMC特性。 因此,在公司内要求设备金属外壳设计为与机房四周绝缘,不是从EMC的角度提出 来的。 d、规范符合度的问题 信息产业部标准YDJ26-89要求:“数字通信设备的机架保护接地,应从总接地汇集 线或机房内的分接地汇集线上引入,并应防止通过布线引入机架的随机接地”; “数字通信设备和模拟通信设备共存的机房,两种设备的保护地应分开,并防止通 过走线架或钢梁在电气上连通”。由于有这些规定的存在,某些用户会提出我们设 备的机架必须设计为与周围绝缘的要求。 同时,在北美的Bellcore GR-1089标准中,也规定设备除了有意连接的保护接地线 之外,设备放置在机房内,不允许因为偶然因素而可能出现另外的接地路径(非有 意设计的接地路径)。如果要满足这个要求,就必须有意设计为设备的金属外壳与 机房内的地面、墙壁、天花板、走线架绝缘。 因此,在公司内要求设备金属外壳设计为与机房四周绝缘,是从规范符合度的角度 提出来的。 需要说明的是:要求设备金属外壳与机房内的地面、墙壁、天花板、走线架绝缘, 从规范符合度方面包括了另外一种好处: 如果通信设备的金属机壳设计为与机房内的地面、墙壁、天花板、走线架绝缘,则 通信设备放置在采用星形接地或者网状接地系统的通信局站种都能满足要求。在网 状接地系统中,只需要从金属机壳上有意多连接几根等电位连接线出来即可。 如果通信设备设计时没有考虑金属机壳与机房内的地面、墙壁、天花板、走线架的 绝缘,则通信设备放置在采用网状接地系统的通信局站中可以满足要求。但放置在 要 求 采 用 星 形 连 接 接 地 系 统 的 通 信 局 站 中 就 有 问 题 , 也 不 符 合 北 美 Bellcore GR-1089的标准。

小结
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第三章 防雷基础知识

第七节 常见问题

保护接地线的线径 接地电阻值 为什么做保护接地 等电位连接的重要性 用户提供的机房防雷接地环境不完善,如何应对 终端接地问题 DDF、UPS等的接地问题 机架的绝缘

思考题
1、机房保护接地排到接地总汇集线的线径,是否应由我司来考虑? 2、电视机是否需要做保护接地,为什么?洗衣机是否需要做保护接地,为什么? 3、小基站为什么不能通过UPS做保护接地? 4、机架与机房的四周做绝缘处理后,能否使用在要求做网状接地的机房中?

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第三章 防雷基础知识

附录A 接地电阻的测量方法

附录A:接地电阻的测量方法
A.1 接地电阻的测量方法
A.1.1 电极的布置如下图3-21所示。电流极与接地网边缘之间的距离d1,一般取接 地网最大对角线长度D的4~5倍,以使其间的电位分布出现一平缓区段。在一般情 况下,电压极与接地网边缘之间的距离d2约为电流极到接地网的距离d1的50~ 60%。测量时,将电压极沿接地网和电流极的连线移动三次,每次移动距离为d1的 5%左右,如三次测得的电阻值接近即可。

电 压 极 d2 D d1

电 流 极

图3-21 A.1.2 如d1取4D~5D有困难,在土壤电阻率较均匀的地区d1可取2D,d2取D;在土 壤电阻率不均匀的地区或域区,d1可取3D,d2取1.7D. A.1.3 电压极、电流极也可采用如图3-22所示的三角形布置方法。一般取d2=d1≥ 2D,夹角约为30°。

d2 ) ≈ 30° d1 D

电 压 极

电 流 极

图3-22

A.2 测量注意事项
A.2.1 电流极、电压极应布置在与线路或地下金属管道垂直的方向上。 A.2.2 应避免在雨后立即测量接地电阻。 A.2.3 采用交流电流表-电压表法时,电极的布置宜采用图3-22所示的方式。

3-41

第三章 防雷基础知识

附录B 通信局站防雷接地检查通则

附录B: 通信局站防雷接地检查通则
说明:本教材第6节的内容是通信局站防雷接地最重要、最通用的一些要求。考虑 到本教材是防雷接地的基础知识培训,在正文中没有将所有需要关注的方面全部罗 列出来,以免学员分不清重点。附录B的内容是比较全面的通信局站防雷接地的一 些要求,包括一些第6节的内容,同时也包括了相对而言对于设备防雷重要性低一 些的防雷接地,以及部分主要产品的专用内容。学员的初期学习应以第6节为主。 在充分掌握第6节的基础上,可以学习附录B的内容,以充实自己的知识。

B.1 通信机房建筑物防雷
· 机房建筑以钢筋混凝土结构为宜。 · 机房建筑应有避雷针等直击雷保护装置。 · 机房建筑的防雷接地(避雷针等装置的接地)应与机房的保护接地共用一组接 地体。 · 站区内不应有架空走出建筑物的非用户线类信号线。

B.2 电源系统
低压交流配电 · 低压电力线的中性线不应在机房内接地。 · 交流电源线进入机房的入口处应配装标称放电电流不小于20KA的交流电源防雷 器(C级防雷器)。 · 通信电源的保护地应与通信设备保护地共用一组接地体,通信电源与通信设备 处于同一机房的情况下,宜共用同一个机房保护接地排。 · 通信机房的交流供电系统应采用TN-S供电方式。如下图所示:
电源
L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 N PE

L1 L2 L3 N PE

配电电缆

建筑物区域

设 备 单独的中线和保护接地线

图3-23 TN-C交流供电方式

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第三章 防雷基础知识

附录B 通信局站防雷接地检查通则

这种供电对设备的安全运行有很好的保证,包括三种情况: I、低压电力电缆从较远的变压器处采用三相五线(3根相线、1根中线、1根保护地 线)向机房供电。 II、高压或中压电力线引入通信楼,在通信楼的配电房内变成低压电力电缆输出, 低压电力电缆的中性线、保护地线在配电变压器的输出处接通信楼的地网,然后变 压器输出三相五线到机房。 III、高压或中压电力线引到通信楼附近,在户外由配电变压器变成低压电力电缆输 出,低压电力电缆的中性线、保护地线在配电变压器的输出处接配电变压器的地网, 然后变压器输出三相五线到机房。 *若II、III情况不能满足,也可采用如下方法:低压电力电缆的中性线、配电变压器 的保护地接通信楼的地网(或接配电变压器地网,通信楼的地网与配电变压器的地 网在地下统一连接成一个地网),变压器输出三相四线(3根相线,1根中线)到机 房。 **通信机房的交流供电系统不宜采用TT的配电方式(见a、b两种例子),可提醒 用户尽量避免。例:a、低压电力电缆从较远的变压器处采用三相四线(3根相线, 1根中线)向机房供电;b、高压或中压电力线在通信楼旁接配电变压器,配电变压 器的地网和通信楼的地网分别使用两组独立的接地体。 直流配电 · -48V直流电源的正极(或+24V直流电源的负极)应在直流电源柜的输出处接地。 · 直流电源柜的工作接地、保护接地应与通信设备的保护接地共用一组接地体, 直流电源柜与通信设备处于同一机房的情况下,宜用同一个机房保护接地排。

B.3 电缆布放
为了防止强大的雷电侵入波能量通过各种线缆(如电力线、通信线等)损坏通信设 备,应采取以下措施来减小雷电能量: ⑴.所有的进出局站的线缆都应采用埋地敷设方式,并应选用具有金属外护套的电 缆。对于长途明线进局的线缆,应在进入室内之前至少20m处改换成埋地电缆,电 缆的埋深一般为0.6~0.8米。如果采用普通的双绞线或多芯电线,应将它们穿过埋 地的铁管后进局。电缆的金属外护套或铁管两端应分别就近与防雷的接地装置相连。 ⑵.在上述电缆与架空线连接处应加装浪涌保护器。 保护器的连接线应尽可能短, 其接地端应就近与电缆的屏蔽层以及杆塔的接地导体相连。 ⑶.所有进出建筑物的线缆应考虑加装浪涌保护器。从EMC的观点来看,保护器最 好安装于线缆在建筑物的人口处,但考虑到实际运行环境和安装的方便,建议将保 护器安装于被保护设备附近,保护器的连接线应尽可能短,其接地端应就近与地网 及电缆的屏蔽层相连。电缆内的空线对也应与屏蔽层及保护器的接地端相连。

3-43

第三章 防雷基础知识

附录B 通信局站防雷接地检查通则

同时,由于雷击建筑物或其附近时,会在其周围空间产生强大的电磁场,该电磁场 与各种回路耦合,可能在其感应出较高的过电压(一般称为感应雷过电压,简称感 应雷)。为了防止通信线、电力线等产生感应过过压,应该采取以下保护措施: ⑴. 电力线、通信线等尽可能避免靠近有较大雷电流流过的导体,特别应避免在 防雷引下线附近或沿墙角布线。对于室外布放的各种线缆,应避免靠近通信铁塔以 及较高的树木等可能遭受直击雷的物体; ⑵.室内各种线缆尽可能相互靠近,以避免它们之间形成较大的感应回路; ⑶.电力线、通信线等尽可能采用屏蔽电缆,屏蔽层两端都应接地; ⑷.当局站地处雷害区或临近有强电磁场干扰源、楼高超过30米时,楼内的垂直布 线宜考虑设置金属竖井,或其它防干扰措施。机房内的架间布线宜采用金属槽道进 行屏蔽; ⑸.在局站范围内,严禁布放架空线缆。相邻建筑物间的电力线、通信线等应采用 屏蔽线或穿过金属管埋地走线,其屏蔽层或金属管应分别接在两个地网以及建筑物 的进/出口处。 非用户线类信号电缆 非用户线类信号电缆主要为E1线、以太网线、串口线、以及其它正常情况下用于建 筑物内通信设备间互连的信号电缆。 · 通信局站内的E1线、网线不应架空走线,特别是移动基站到传输设备的E1线, 以及数据通信设备的网线。E1线、网线是室内信号互连线,正常情况下不应架空出 户走线。如果由于实际条件出现E1线、网线出户走线的情况,此时应按进局电缆的 要求进行E1线、网线的防雷保护,可以采用以下措施来预防雷击的损坏: ⑴.信号电缆宜穿金属管从地下入局,金属管两端接地,信号电缆进入室内后应在 设备的对应接口处加装信号避雷器保护,信号避雷器的保护接地线应尽量短。 ⑵.如果因条件限制,室外电缆无法从地下走线,信号电缆宜穿金属软管进行屏蔽, 金属软管的两端应可靠接地,在机房内可连接到机房保护接地排。电缆进入室内后 在设备的对应接口处应加装信号避雷器保护,信号避雷器的保护接地线应尽量短。 ⑶.或室外电缆采用具有金属外护套的电缆,金属外护套的两端应可靠接地,在机 房内可连接到机房保护接地排。 电缆进入室内后在设备的对应接口处应加装信号 避雷器保护,信号避雷器的保护接地线应尽量短。 · 出入局站的信号电缆,电缆内的空线对在机房内宜做保护接地。例如:室外引 入的E1总电缆内两对同轴线只用了一对,则另一对E1电缆的芯线和屏蔽层可在室 内汇接到一块小金属板上,再由小金属板接出一根接地线到机房的保护接地排。 用户线类电缆 MDF架 · 所有进入机房的用户外线电缆的金属外护套应在配线架上接地或直接接到机房 保护接地排。

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第三章 防雷基础知识

附录B 通信局站防雷接地检查通则

· 未用的用户外线电缆应在配线架处做接地处理。 用户电缆 · 配线架和交换机应采用联合接地方式,即配线架的保护地和交换机的保护地应 共用一组接地体,配线架和交换机在同一机房时,宜共用同一个机房保护接地排。 · 配线架的接地线长度应尽可能短,不要盘绕。 · 配线架接地线建议选用截面积不小于50mm2的多芯铜导线,对于如远端模块、 接入网ONU外置配线架接地线截面建议不小于16mm2。 · 配线架使用的保安单元应符合电信行业标准的要求,并应按照相关标准的要求 对保安单元进行定期抽检,及时更换已失效及性能大幅下降的保安单元。 · 严禁用户外线电缆不经过保安单元连到交换机上。 · 应保证配线架的接地汇流条与保护地排连接牢固可靠; 连接处不应发生氧化腐 蚀;应保证保安单元的接地端与配线架的接地汇流条间有良好的电气连接,连接处 不应发生氧化腐蚀等现象。 走线架与设备绝缘的要求 根据信息产业部标准YDJ26-89《通信局(站)接地设计暂行技术规定(综合楼部分) 》要求:第2.1.2条 数字通信设备的机架保护接地,应从总接地汇集线或机房内的 分接地汇集线上引入,并应防止通过布线引入机架的随机接地;数字通信设备和模 拟通信设备共存的机房,两种设备的保护地应分开,并防止通过走线架或钢梁在电 气上连通。 同样对于ITU-T K.27和Bellcore GR-1089标准中,对于不同的接地方式,对机架的 绝缘也作了相应的说明。 因此,对于设备除了有意连接的接地线之外,设备放置在机房内,不允许因为偶然 因素而可能出现另外的接地路径(非有意设计的接地路径)。为此,设备应做绝缘 设计,使设备在机房中安装固定好之后:1、独立放置在机房内:设备的外壳与机 房地面、墙壁、屋顶、桌面绝缘;2、放置在机架内:设备外壳与机架绝缘(设备 和机架均为我司除外);3、设备外壳与机房走线架绝缘。 对于走线架的接地,按照标准的要求,应通过接地线连接到机房的接地排上。

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