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1、1,通信局（站）防雷接地基础及综合技术知识,华泓信息,2,目 录,3,通信局（站）根据其重要性、规模大小、系统容量、发生雷电事故的后果 和严重性，按防雷要求可分为以下四类。（同时见图1） 第一类防雷通信局（站） 如：国家和省市级的通信中心、综合楼等大型通信局（站）。 第二类防雷通信局（站） 如：市县级的目标局、微波枢纽站等中型通信局（站）。 第三类通信局（站） 如：乡镇和城区的模块局等。 第四通信局（站） 如：接入网点、光环网点等。, 通信局（站）的防雷分类,1. 通信局（站）的防雷和供电接地分类,4,1. 通信局（站）的防雷和供电接地分类,通信局（站）,通信局（站）,移动 基站,微波 局站,
2、第二类 目标局,第一类 综合通信中心,第三类 模块局,第四类 接入网点, 图1： 通信局（站）的防雷分类,图1,5, 图2： 通信局（站）的供电接地系统分类,1. 通信局（站）的防雷和供电接地分类,图2,6,3. 通信局（站）的雷电来源途径,图3：雷电的可能来源/途径,图3,7, 天馈线 天馈线金属外皮：包括GSM、微波、无线接入等天馈线； 通信铁塔 移动基站、微波铁塔等； 用户电缆线 特别是乡镇、农村等架空的用户线； 进出局的信号线 特别是架空的信号线，如：到移动基站的2M接口传输线； 电力/电源线 特别是架空电力线。,3. 通信局（站）的雷电来源途径,8, 光缆 特别是架空光缆：光缆的金属
3、加强芯、光缆外皮的金属铠装层等。 与建筑立柱钢筋不绝缘的金属走线架/吊架 对与移动基站共址而建电信机房，铁塔上的雷电流可能通过立柱和不绝 缘的金属走线架/吊架，窜入到设备中； 地电位升（反击） 接地电阻较大的局（站）；使用分离地网的局站等； 空间电磁场感应 如雷电电磁脉冲LEMP，可能在电信机房内的较长连接电缆上感应出较 高的过电压，造成设备电接口的损坏。 总之：只有针对上述雷电来源，采取合理的防护措施，通信设备才可 以得到较好的保护。,3. 通信局（站）的雷电来源途径,9,图4：雷电保护区（LPZ）的划分, LPZ0A 区：直击雷非防护区。本区内的各类物体均可能遭直接雷击，本区 电磁场没有衰
4、减，属于完全暴露的不设防区。 LPZ0B 区：直击雷防护区。本区内的各类物体很少能遭直接雷击，但本区 电磁场没有衰减，属于充分暴露的直雷击防护区。 LPZ1区： 第一屏蔽防护区。本区内的各类物体不可能遭直接雷击，由于 建筑屏蔽的措施，本区内的电磁场得到了初步的衰减。 LPZ2区： 第二屏蔽防护区。为进一步减小所导引的雷电流或电磁场， 而引入的后续防护区。 LPZ3区：第三屏蔽防护区。如需要进一步减小雷电电磁脉冲（LEMP）， 以保护敏感水平高的设备的后续防护区。,4. 通信局（站）雷电保护区的划分和应用,10,图4：雷电保护区（LPZ）的划分,LPZ0A区: 直击雷非防护区。 LPZ0B区：直
5、击雷防护区。 LPZ1 区： 第一屏蔽防护区。 LPZ2 区： 第二屏蔽防护区。 LPZ3 区： 第三屏蔽防护区。,11,4. 通信局（站）雷电保护区的划分和应用,12, 雷击设备损坏机理 根据通信局（站）的雷害调研结果，设备损坏途径基本表现为： 由于雷电流的存在，使得设备电路之间出现电位差，将器件击穿损坏。 雷击防护基本原则 遵循下列3条基本原则： 分流或切断雷电流 将切断雷电流的来源或尽可能快速分流到大地，降低电位差产生的可能性。 通信设备系统而合理的连接和接地 设备合理的连接和接地，可以大大降低设备间的地电位差。 提高敏感接口的雷击抗力 加装合适的接口保护电路（装置），是一种有效保护敏感
6、电信接口的措施,5. 通信局（站）雷击防护基本总则,13,6. 通信局（站）的防雷接地调研流程,图6：防雷接地的勘察、调研和分析流程图,通信局站 防雷类型,调研与分析结果,确定整改方案,通信设备 电源情况,现有防雷措施,设备接地情况,接地地网情况,进/出局线缆情况,电源防雷情况,重要电信接口 防雷情况,天面层防雷情况,设备损坏情况,通信局站描述,地形/环境/位置,雷害原因分析,14, 措施（一） 通信大楼的直击雷防护技术,7. 通信局（站）防雷接地综合技术, 在通信铁塔顶上，安装独立式避雷针装置。见图7， 包括： 独立避雷针、雷电流专用引下线、保护半径和范围的确定 通信铁塔直击防护加强措施：
7、增加专用雷电流引下线。,图7,15,7. 通信局（站）防雷接地综合技术, 措施（二） 通信电源系统的多级防雷技术,见图8 电源第一级防雷： 市电（低压配电）输入端； 电源第二级防雷： 交流配电输入端； 电源第三级防雷：开关电源输入端；UPS输入端口； 电源第四级防雷：机房内交/直列头柜输入端。,图8,16,7. 通信局（站）防雷接地综合技术, 措施（三） 室内设备地线系统的规范接地和连接技术, Star- IBN： 星状的隔离接地网络 Mesh-IBN： 网状的隔离接地网络 Mesh - BN： 网状接地网络,电信设备接地网络见图9,17,3、信号/接口系统的防护（用户线、信号线、局内重要设备
8、电接口）, 措施（四） 通信接口的过电压保护技术,7. 电信局（站）防雷接地综合技术,对于存在雷害的下列重要通信接口, 应加装信号/数据接口用的过电压保护器： 线路类接口的保护： Fax、Modem、PABX等。 （ RJ11形式 ） 数字类接口的保护： 各类传输/中继2M 接口（E1），包括对称、同轴接口。 PCM / ISDN、ADSL 宽带接入接口； DNIC接口：2B+D、2B1Q； 数据类接口的保护： V.24、V.35、 RS232、 RS422、RS485 等接口 以太网 接口：10/100Mb LAN。（ RJ45 形式） 天馈线接口的保护： GSM、微波等同轴馈线接口。,18
9、,3、信号/接口系统的防护（用户线、信号线、局内重要设备电接口）, 措施（五） 传输设备雷害的重点解决措施,7. 通信局（站）防雷接地综合技术, 通信传输雷害的重点问题，普遍表现在以下两个方面： 移动基站设备租用电信传输2M接口产生的雷害问题。 交换（数据）设备对应传输2M接口产生的雷害问题。 传输2M接口雷害的解决措施 在传输设备的收、发2M端口上，加装2M接口专用的过电压保护器； 2M接口保护器的基本特性，如： 动作电压、限制电压要足够低， 耐雷能力足够高，良好的传输特性。,19, 措施（六） 联合接地网及新型接地技术,7. 通信局（站）的防雷接地综合技术, 联合接地网： 指通信局（站）所
10、有设备的下列接地，共用一组地网的接地方式。 通信局（站）联合接地方式见图10。 交流工作地 直流工作地 保护地 防雷地。 新型接地技术： 免维护化学地线系统，如美国的XIT、IEA等化学接地棒。 低电阻接地模块 长效接地极 石墨电极 降阻剂的使用，如LCRP长效降阻剂等。,20,21, 措施（八） 局内光缆的规范接地措施, 重要性 光缆内的金属外皮、加强芯通常也是一个引雷的来源。 特别是架空进入机房的光缆，如果接地措施不好或方式不当，可能导致重的 后果，如： 损坏设备，甚至导致光缆、ODF架起火的事故。 防护措施 光缆金属加强芯的正确规范接地。 光缆金属外皮（铠装层）的正确规范接地。,7. 通
11、信局（站）的防雷接地综合技术,22, 措施（九） 天馈线的规范防雷接地措施, 重要性 各种天馈线，如微波、移动GSM等是一个电信局（站）引雷的重要来源。 如果馈线的防雷接地措施不好或方式不当，同样可能导致设备损坏的后果。 特别是与移动基站共址的电信机房，更应考虑天馈线对电信设备的严重影响。 馈线防雷接地措施 室外天馈线金属外皮的可靠和正确接地； 室内天馈线金属外皮的可靠和正确接地 加装天馈线避雷器的应用否；,7. 通信局（站）的防雷接地综合技术,23, 措施（十） 通信设备的绝缘规范性措施, 重要性 （见图12示） 当通信铁塔建在机房楼顶上，铁塔上的雷电流有部分将通过与建筑立柱不绝缘的 金属走
12、线架/吊架，窜入到 设备中，对电信设备造成危害。 机房内通信设备与建筑钢筋的绝缘，对防止雷电流进入到设备很重要。 电信机房的设备绝缘措施 金属吊架与走线架之间的绝 通信设备机架和走线架之间的绝缘 通信设备机架和楼板之间的绝缘 通信设备接地排与建筑钢筋之间的绝缘 图11：通信机房绝缘不良引雷问题的截面图示举例。,7. 通信局（站）的防雷接地综合技术,24,25, 选型依据 信息产业部 强制性通信行业标准： 通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求（2002年） 通信局（站）低压配电系统用电涌保护器试验方法（2002年） 技术要求: 整体要求： 保护模式、分离装置、告警功能等 电涌防雷特性：
13、最大持续运行电压、标称放电电流、电压保护水平、 冲击通流容量、等级限制电压等 安全特性： 着火危险性、失效安全特性、热稳定性等 环境适用性： 高温、低温、湿热、振动等, 通信电源避雷器 (SPD:电涌保护器) 的选型,8. 通信局（站）防雷设备选型技术,26, 选型依据 参考国际相关标准： IEC-61643-22 电信和信号网络接口的过电压保护器（2001年） ITU-T K.41 电信中心内部电信接口抗力要求（1999年） 主要技术要求: 直流动作电压 工作速率/带宽 冲击限制电压 标称放电电流 插入损耗 回波损耗 物理接口形式的多样化，如： DB-9、DB-15、DB-25、RJ11、R
14、J45、F1.6/5.6 (2Mb口同轴）、BNC等。,8. 通信局（站）防雷设备选型技术, 数据/信号接口过电压保护器的选型,27, 选型依据 可参考德国VDE相关标准。 基本技术要求 额定工作电压 冲击限制电压 插入损耗 回波损耗 标称放电电流 工作频率/带宽 最大输出功率 阻抗 基本技术参数（举例）,8. 通信局（站）防雷设备选型技术, 天馈线避雷器的选型,28,地网构造与地线结构技术简介,29,1.地质条件,土壤电阻率 ： 在地球上的土壤千变万化，土壤导电性能差异很大。其土壤电阻率见下表：,地网构造,30,简单地说，在土壤中打下各种材料、各种形状的金属体，再焊接起来，即可形成一个地网。
15、 但作用通信局站的地网，有一些自己的要求： 足够的金属与大地之间的接触面积：保证大电流发热面积够大，不至于烤干燥、变焦金属体外包土壤。 恰当的深度（电极体）：有一定深度的极棒，有利于将雷电流带到深一点的大地中去，是电流分散更广。但是，太深的地极也无法发挥泄流作用的，因为雷击高频电 流有趋肤效应，只会沿地表面的土壤向四周扩散的。 耐锈蚀的表面处理：保证金属体能在潮湿大地中长期使用。 电极体之间要有适当间距：角钢之间的间距有5m时，每根电极能发挥90%作用。,2.地网的构成,地网构造,31,所以说在地网的设计、施工时，必须有如下认识： 1) 采用L型角钢比圆钢的表面积更大。 2）深度采用2m3m，利用了大部分的优质土壤。 3）深度柱基础钢筋泄流效果不算好。 4）角钢相应的间距就是4m5m为佳。 角钢之间的电阻是并联关系，所以角钢越多，总电阻就越小。但任意两支角钢打入地下，都会产生一定的屏蔽抵消作用的。角钢间距越小，屏蔽作用就越大。所以打下角钢的数目和间距需要有合理的计算分配才好。,2.地网的构成,地网构造,32,5）角钢表面用热镀锌可较长时间内防锈。 6）接地极也有用铜包钢，钢条外面包（镀）一 层铜。 优点： 外表是铜，可以在很长时间内防锈、防腐蚀； 雷电流走外表铜层，还具有比钢铁好得多的导电性能； 也具有钢材的机械强度（硬度）。,
