通信电源系统防雷知识

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1、通信电源系统防雷知识一、危害今年，济南地区雷雨天气尤为频繁，频繁的雷击造成了人员伤亡， 财产损失，同时也给我公司的通信设备造成了严重损害。雷击的产生 轻则损坏设备电源板、用户板，重则烧毁重要通信设备，严重影响了 我公司通信系统的正常运转，并将会造成巨大的损失，直接损失即为 造成高昂的设备损坏，同时也会造成话费损失、客户追偿、客户流失 等间接损失更是难以估测。电路板及元器件损坏设备损坏雷电简介一） 雷电产生雷电是一种自然现象，其物理成因仍处于探索阶段，比较流行的 是起电学说。根据这种学说，雷电源于异性电荷群体间的起电机制。这里所说 的异性电荷既可以是带大量正负极电荷的雷云，也可以是附有大量感 应

2、电荷的大地或物体表面。同时，异性电荷之间存在着电场，当电荷 量增大或电荷间距缩小时，电场强度增大，若场强增大到超过空气的 击穿场强，就会发生大气放电现象，伴随着强烈的光和声音，这便是 人们常说的电闪雷鸣。二）种类我国的雷种主要有直击雷、球雷、感应雷和雷电侵入波等四种。危害通信电源的雷击，大部分是雷电侵入波或感应雷，若通信电 源遭直击雷或球雷，安装在附近的其他电信设备一般也将被损坏。雷电侵入波是雷电发生时，雷电流经架空电线或空中金属管道等 金属体产生冲击电压，冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散，以致 造成危害。感应雷是指感应过压。雷击于电线或电气设备附近时，由于静电 或电磁感应将在电线或电气设备

3、上形成过压。没听到雷声并不表示没 有雷击。三）现状由于城市规模扩大，城市热岛效应加剧，高层建筑造成大气 静电场畸变，使雷击概率增大。同时，城市基础通信设施大幅增 加，也大大提高了雷击概率。通信设备遭到雷击的严重威胁。另外，导致雷击灾害频繁发生的一个重要原因是，人们防雷 意识仍停留在传统避雷针阶段，对感应雷和雷电侵入波造成的危 害没有深刻了解。三、通信行业特殊性一）概述通信行业有其自身的特点，主要表现在如下方面：1. 通信系统复杂程度 通信系统涵盖内容多样，设备种类繁多，诸如电源、信号、高频、 低频、有线、无线等各个方面。设备、线路等极易引起雷击事故，防 不胜防。2. 通信系统环境 不同的地理环

4、境及各类通信系统不同的用电制式用电环境也决 定了通信防雷的特殊性。二）雷击问题突出的原因 近年来，在通信系统中雷击问题日益严重，综合来讲，主要原因 如下：1. 设备数量增加 设备数量增加是个显而易见的问题，例如，80 年代邮电部建设 资金约 2 亿/年，现今已大于1000 亿/年。2. 集成化程度提高，增加了设备敏感性 美国通用电气研究表明，现有电子电气的抗浪涌等干扰能力较50年代下降106108倍。3. 大气污染造成气候环境恶劣，雷击频发 据不完全统计，我国城市状况总体来说相当于每周面对一次雷击 的风险。四、通信电源的防雷 一）雷击通信电源的主要途径1、电力变压器高低压侧的电力线。2、微波、

5、移动基站用的铁塔避雷针及天馈线。3、出入局（站）的通信电缆。4、通信机房。5、通信系统的接地线。6、水管等金属物体。 二）供电线路和设备的防雷措施（1）通过接地体泄放到大地，这是防雷最常用的方法。（2）分流：实际上也是一种泄放到大地的一种，比如铁塔避雷针 通过引下线接入到地网。（3）屏蔽：是利用各种金属体来阻挡和衰减施加在电子设备上的 电磁干扰和过电压能量，具体可分为建筑物的屏蔽、房间的屏蔽、设 备的屏蔽和各种线缆的屏蔽。（4）限幅：用避雷器件连接到电路中，当电压超过一定值时，就 会短路泄放到大地。其目的是抑制从线路传导来的过电压和过电流。（5）均压：平衡各处电位，焊接各处接地体使之共地共网，

6、实际 上就是我们常说的联合接地。（6）高抗雷强度：即提高设备、电力线路、通信线路、建筑物等 抗雷击的能力。接地电阻的阻值要求愈小愈好，不能超过规定值，根据我国目前的规定，各种通信局站的接地电阻值不应超过规程规定的标准。具体措施有：1变压器高、低压侧均应各装一组氧化锌避雷器，尽量靠近变 压器装设。2严禁采用架空交、直流电力线进出通信局站。3埋地引入通信局站的电力电缆应选用金属铠装或穿钢管的护 套电缆，护套两端就近接地。4自通信机房引出的电力线应采用有金属套管或将其穿钢管， 在屋外埋入地中的长度应在10 米以上。5通信局站内的交直流配电设备极电源自动倒换控制架，应选 用机内有防雷措施的产品。6在市

7、电油机转换屏输入端、交流配电屏输入端三相线及零线 分别对地加装避雷器，在整流器输入端、不间断电源输入端、 通信用空调输入端均应按上述要求加装避雷器。三）常见问题综述通信机房设备雷击防护常见问题如下：1. 过度依赖外部防雷2. 缺乏对直击雷的认识3. 缺少分级防护4. 接地5. 安装规范 四）解决方案1过度依赖外部防雷该问题的产生主要是因为忽视了感应雷的危害，仅在机房安装避 雷针及地网等。要做好防雷措施，首先要了解雷击保护的分流模式。一个完整的 雷击电流通过如下途径泄放：50雷电流泄放入地另外 50通过其他途径泄放：大约 10从水管泄放（金属）大约 10通过煤气管道泄放（金属）大约 10通过输油

8、管泄放（金属）大约 10通过电力线缆泄放最多大约 5或 5KA 的电流通过通信线缆泄放由此，解决方案为：对核心设备提供必要的内部屏蔽；安装防雷 器；采用等电位连接措施等。具体描述如图：2缺乏对直击雷的认识该问题主要体现在防雷标准引用错误，仅采用8/20p s保护。雷击冲击电流波形的定义为下图：雷击放电的模拟波形为：一个雷击放电的能量效应可以通过10/350p s脉冲电流波形来进行模拟。从而可见，感应雷定义为8/20p s,直击雷定义为10/350p s.因此，相对于该问题，最直接有效的解决放案为采用正确的防雷标准，即采用10/350p s等级的防雷器。3缺少分级保护该问题体现在常规防护仅在开关

9、电源内配备C级防雷器,而缺少 分级保护，这样一来，防雷效果大大降低。针对该问题可根据雷击能量测算及设备敏感度设置多级防护。设 置方法描述为：4接地主要表现为三地分开，未采用等电位连接，易引发地电位反击采用等电位连接方案为：5安装不规范防雷器的安装细则为a. 防雷器安装需要依据IEC61312的要求进行b 已保护线路不可与未保护线路进行并行布防，否则会在已 保护线路上重新产生感应现象c. 防雷器的连接线长度应小于0.5m，否则过长的连接线会产生额外的电压降，仍然使设备损坏d. 防雷器需要与接地系统有良好的连接，如果防雷器安装在配电箱内，配电箱的接地排要有一根16 平方米以上的导线 与接地系统连接

10、。对安装规范纠正如下：a. 采用凯文接线方式b. 各级防雷之间需要留有规定的距离，或串接退耦装置c. 导线线径严格按照IEC61312标准的要求d. 线路走向规范，已保护线路不可与未保护线路并行布放五、小灵通基站的防雷小灵通基站点多面广，大多分布在室外楼顶，防雷非常重要。1、基站的接地，大多采用大楼顶部的避雷带，利用铜芯电力线 使基站接地排和大楼避雷带相连，连接前一定用正确的测量方法测量 避雷带的接地电阻，如果接地电阻太大不能满足要求，要更换地点或 从地面做接地网，然后通过引入线接到小灵通基站的地线排。2、基站电源采用的是220V交流电源，宜采用铠装电缆，两端的金属护外层应可靠接地，电源线应设

11、在避雷带的下方，距离远时，中 间应进行接地。3、严禁电源线、信号线架空进入基站。4、避雷针应可靠接地，每个信道尽可能加装信号避雷器。基站 的选址要尽量考虑防雷五、安全用电知识 电气安全涉及到人身安全和设备安全，这两个方面都不能忽视。1、安全用电技术措施安全用电对人身安全而言，是防止触电事故的发生。触电分为直 接接触触电和间接接触触电两种，不同的触电现象应采用不同的防护 措施。（1）直接接触防护措施 有绝缘、屏护、间距、漏电保护装置等几种基本措施。绝缘：使用绝缘材料把带电体封闭起来，从而隔离带电体或不同 电位的导体，使电流能按一定的路径流通。常用的绝缘材料有瓷、玻 璃、云母、橡胶、木材、胶木、布

12、、纸、矿物油等。屏护：利用屏护装置将带电体与外界隔绝，以防止人体触及或接 近带电体，引起触电、电弧短路或电弧伤人。常用的屏护装置有遮拦、 护罩、护盖、箱盒等。间距：在带电体与地面之间，带电体与带电体之间、带电体与其 他设备之间距保持一定的间距和距离。间距的大小决定于电压高低、 设备类型及安装方式等。漏电保护装置：在电路中采用高灵敏度、快速型漏电保护装置。其额定漏电动作电流不超过30mA,最大分断时间不大于0.25S。漏电 保护装置只能作为其他防护措施的补充防护，不能作为唯一的直接接 触防护。（2）间接接触防护措施通常采用接地、接零等防护措施。接地、接零保护：采用接地、接零保护措施后，当电器设备

13、发生 故障时，线路上的保护装置会迅速动作，切断故障电路，从而防止间 接触电事故的发生。双重绝缘：为了防止基本绝缘损坏或失效而引起触电事故，在基 本绝缘层之外另加一层独立的附加绝缘。（3）自动断开电源：采用适当的自动元件和连接方法，如采用熔 断器、低压断路器的过滤脱扣器、热继电器以及漏电保护装置，当故 障发生时，能在规定的时间内自动断开电源，防止接触电压的危险。2、安全操作规定（1）倒闸操作：指合上或断开开关、闸刀和熔断器等操作，应按 规定的操作顺序操作，复杂的倒闸操作时应一人监护，一人操作。基 本程序是：切断电源时，应先停低压，后停高压，先断分路负荷再断 主闸刀，防止带负荷拉闸；合上电源时，应

14、先送高压，后送低压，先 合主闸刀再合分路负荷开关，防止带负荷合闸。（2）不停电工作的安全规程：是指交、直流电源设备在日常维护 中或工程割接时，工作人员必须带电工作时的安全操作规程。一般规 则是：不停电工作必须严格执行监护制度，由经过训练的熟练工作人 员操作，专人监护。工作中工具的裸露部分必须包扎绝缘物。带电割 接必须事先向有关部门书面报告，有关部门批准后方能实施。3、接地系统接地是指电器设备的某一部分与土壤间作良好的电气连接。与土 壤直接接触的金属导体成为接地体。连接与接地体和电气设备之间的 金属导线称为接地线。接地按供电性质分直流接地系统和交流接地系统。直流接地系统 是为了降低通信系统中电磁

15、感应和杂波电压对通信品质的影响将电 源基准电位的某一电极接地，而建造的接地系统。交流接地系统是为 了使三相交流电的相电压及线电压保持三相间相对平衡而将中性点 接地，而建造的接地系统。按用途可分为工作地、保护地、防雷地。保护接地系统是为了防 止设备内部因带电部分绝缘损坏而使不带电部分带电或因感应电荷 积累使不带电部分带电，而将这部分接地，如金属外壳、机架等。防 雷接地是为了给雷电流提供向大地泄放通路而建造的接地系统。工作 地的作用是保持系统电位的稳定性。工作地一般由两组组成，可以是 线状也可以做成网状。两组接地体间距大于5 米，效果较好。接地电阻越小越好，不能超过规定值，按新规程要求要联合接地， 即防雷地、工作地、保护地、大楼地共同合用一组接地体的接地方式 称之为联合接地。这种接地方式适用于现代通信设备数字化和程控 化，具有良好的防雷和抗外界电磁干扰的能力。