防雷接地.pptx
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1、0 概述概述n随着通信设备的集成度越来越高,其过电压耐受水平却大大降低,以及通信局(站)的环境条件越来越复杂,在通信防雷方面出现了许多新的挑战。尤其在通信供电系统的雷电过电压保护方面更加突出,因其所处工作环境的特殊性,容易遭到雷电、电涌或其它过电压的损害。雷击造成通信设备损坏事故的75%左右是因雷电过电压侵入通信供电系统引起的。因此,对通信供电系统进行切实有效的雷电过电压保护就显得十分必要。0 概述概述n信息产业部2005年颁布了通信网防御雷电安全保护检测管理办法,2006年8月31日又转发了国务院办公厅关于进一步做好防雷减灾工作的通知。2002年以来信息产业部先后颁布了YD/T1235.1-
2、2002通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求、YD/T1235.2-2002通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法、YD/T1429-2006通信局(站)在用防雷系统技术要求及测试方法、YD5098-2005通信局(站)防雷接地设计规范四个标准。0 概述概述nYD/T1429-2006和YD5098-2005涵盖了各种通信局(站)的防雷、接地、雷电过电压保护以及现场检测的技术要求及检测等内容。另外这些标准也是通信局(站)的防雷、接地、雷电过电压保护设计、施工、监理、维护和各类保护器件选择的技术依据。0 概述概述n通信系统雷电安全防护是一个系统工程,包括机房屏蔽、合理布线、规范接地
3、和装置合适的SPD等措施。首先是在进入机房的线路和设备接口安装SPD,而改善设备所处场所的电磁环境则包括外部防护和内部防护两部分。0 概述概述面向EMC的雷电电磁脉冲防护改善通信设备所处场地的电磁环境建筑物的外部保护建筑物的内部保护避雷带或避雷网(必要时避雷针)接闪器屏蔽(建筑物结构金属等电位连接(均压)引下线接地体设置SPD设备综合防护示意图0 概述概述n外部防护仍采用传统方法,由于避雷针是引雷针,建筑物顶部的避雷针往往将不应袭击该建筑物的雷电吸引到该建筑物上,而雷电闪电道和避雷针引下线中的雷电流都可以在建筑物内产生感应雷电效应。因此对于含通信设备的机房,应当尽量减少直击雷的概率,不采用避雷
4、针等引雷装置,而在预期直击雷频度较高地区的设备机房建筑物顶部设置避雷网、带,在雷电击中建筑物时,被动地将雷电泄放入地。含无线电发射天线的建筑物应当设置避雷针,以防止雷电直击天线设备,避雷针只要能保护天线设备即可。0 概述概述n内部防护包含屏蔽、接地和等电位连接。屏蔽一方面是建筑本身的屏蔽,最好的办法是利用建筑物的自然构件组成,另一方面是合理布线和线路屏蔽,减少设备内部的感应影响。等电位连接的目的,在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差,防止雷电反击。将机房内的设备金属外壳,金属地板框架、金属门框架、设施管路、电缆桥架、铝合金窗的等电位连接,并以最短的线路连到最近的等电位连接带或
5、其它已做了等电位连接的金属物上,且各导电物之间的尽量附加多次相互连接。0 概述概述n电源防雷一般采用三级防护,第一级保护(B级)一般安装在建筑物输入电源总配电室配电柜上,或楼内单位输入电源的主配电盘上。主要用于保护整幢建筑物用电设备或单位的主要用电设备。第二级保护(C级)主要安装在机房配电柜上,保护机房内UPS机房空调、照明等用电设备。第三级保护主要安装于各个计算机设备的电源配线端,用于保护最终的设备。1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(站)防雷系统检测应收集的资料n1)建筑物内各楼层被保护的通信设备的分布情况。n2)楼顶各类金属构造物的分布情况,接地情况。n3)配置于各楼层工
6、作间或设备机房内被保护设备的类型、功能及性能参数(如工作频率、功率、工作电平、传输速率、特性阻抗、传输介质及接口型式等)。n4)通信系统的计算机网络和通信网络的结构。1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(站)防雷系统检测应收集的资料n5)通信系统各设备之间的电气连接关系、信号的传输方式。n6)供、配电情况,供电方式(TT、TN)及其配电系统接地方式,有无专用变压器,是380V或220V供电,供电电压是否稳定。n7)局(站)开通时间,是否遭受过雷击、雷击时间、雷击事故原因分析。n10)防直击雷的接闪装置(避雷针、带、网、线)现状。1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(
7、站)防雷系统检测应收集的资料n8)查看局(站)接地平面图(含接地总汇集排、分汇集排位置、接地线的连接方式)。n9)站址为公共建筑站址还是租的民房,接地方式(有无接地引下线,机房内的接地排是否连接,机房是否仅采用楼房避雷带接地,机房接地是否仅采用房间中的梁柱,采用几根梁柱)。n10)建筑物及其它各类地网的现状和平面图。n11)配电室、电力室是否分开;如分开,第一级(B)级SPD在配电室设备内外的安装位置。n12)建筑物雷电引下线的现状及其与通信设备接地线的距离。n13)高层建筑物防侧击雷的措施。n14)电气竖井内线路布置情况。1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(站)防雷系统检测应
8、收集的资料1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(站)防雷系统检测应收集的资料n15)各机房通信设备布置平面图,通信、信息系统设备的安装情况。n16)现有的电源配电系统、网络信号线路的雷电过电压保护情况。n17)局(站)有无计费中心、97网管中心、专用机房,其配电箱需要安装电源SPD,相应网络接口采用SPD保护,这些网络采用什么接口,传输速率。n18)电源线路的引入方式,是否架空引入,供电方式。1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(站)防雷系统检测应收集的资料n19)电力室或者机房内交流配电箱、交流配电屏前是否加装SPD,是否符合标准要求。n20)SPD接地线的位置、
9、长短、粗细,电源保护器的接线方式。n21)信号通路是通过什么形式与外界联系(ADSL、HDSL、微波、光缆等)信号线路进入机房的方式。n22)机房内是否有环境监控系统,环境监控是否有连线到机房外面?如有需要增加SPD保护。1 1 通信局(站)防雷系统检测应收集的资料通信局(站)防雷系统检测应收集的资料n23)机架是否接地,机架内机盘是否接地。n24)等电位连接及各局部等电位连接情况,共用接地装置状况(位置、接地电阻值等)。n25)消防管道、上下水管道、地下管线的接地分布情况。2 2 防雷装置检测流程防雷装置检测流程通信局(站)在用防雷系统文件查验接地电阻检测接闪器检测引下线检测等电位检测内部等
10、电位外部等电位进局电缆屏蔽接地检测SPD配置和保护模式的检查SPD接地线线径及长度检测混合波限制电压检测通信网上运营设备的抗扰度查验 结束开始3 3 接地电阻值接地电阻值n原邮电部标准对交换设备允许的接地电阻值是沿用苏联的标准,在其制定过程中存在许多未定因素,并且是通过人为取值进行计算的,存在许多缺陷。n交换设备允许的接地电阻值只要使串音保持在适当限制内,不产生干扰,不影响交换机的正常工作,有实践表明,当接地电阻在20时,因接地而产生的串音还在允许的范围内,当然在工程设计中应尽可能达到较低的接地电阻值。3 3 接地电阻值接地电阻值n基于模拟技术的交换系统局间金属实线连接已经被光缆所代替,因此局
11、间接地电阻引起的电位差产生的问题已不复存在。n实践和理论证明,接地电阻的大小对无线设备的技术参数和信号传输无多大影响。3 3 接地电阻值接地电阻值n为进行防雷,很难设立人员保护所需的明确接地电阻。直击雷所带来的电流从几百到三十万A不等,雷电流如果经过的电阻为1,理论上也能产生非常危险的电势。n从防雷的角度讲接地电阻越小越好。这是因为接地装置上流过的雷电流会使接地点的地电位升高,因此地网的设计主要从防雷保护的角度考虑,尽可能降低接地电阻的数值。3 3 接地电阻值接地电阻值n一个避雷针的接地体接闪时所呈现的电阻,与直流、工频电流的接地电阻有显著不同,对于雷电在土壤所发生的物理过程和工频有着相当大的
12、区别,它们的最主要区别在于雷电的形成过程以及土壤对高频电磁波传输特性所决定的。雷电流是个冲击波,而且具有非常大的电流值,由于雷电流幅度很大,在接地体附近形成的电场强度超过了土壤的冲击击穿强度而产生电弧式火花放电,结果相当于增加了接地体的尺寸,因此,在实际雷电流作用下接地网的接地电阻值小了。3 3 接地电阻值接地电阻值 n通信局(站)内所有建筑物钢筋混凝土基础加上外设环形接地体作地网,已经是局址范围内可能产生的最小接地电阻值。n建筑物钢筋混凝土基础埋地较深,与大地的接触面积大,在相同的土质条件下,用基础作接地体可以比一般人工接地体的电阻低得多,另外基础钢筋埋设在混凝土中,作为接地体的钢筋不会受到
13、外力的损伤和破坏,不需要维护,使用期限长,接地电阻稳定。对于通信局(站)来说,这种接地方式是相当有效的。3 3 接地电阻值接地电阻值n新标准中已将通信局(站)接地合格的判定依据从接地电阻值变换为另一种方式。即对所有建筑物地网进行环形连接方式组成的最大面积,来代替对接地电阻值大小的要求。n接地电阻的测试,仅仅作为观察接地系统经过长时间埋在土中有无锈蚀,接地线出土的地方有无机械损伤和断开的问题。4 4 通信局站的接地系统和地网通信局站的接地系统和地网n通信局站内通信系统、设备和装置的接地系统所包含的所有电气连接和器件,包括建筑物的基础的和外设接地系统的接地体(地网)、接地引入线、接地汇集线、接地线
14、,及与地网相连的电缆屏蔽层、与地相连的设备外壳或裸露金属部分、建筑物钢筋、构架在内的复杂系统及各类管线进行等电位连接组成联合接地系统。外设环形接地体垂直接地体接地引入线通信局站接地系统示意图4 4 通信局站的接地系统和地网通信局站的接地系统和地网n环形接地体就是把接地体沿建筑物周围围成一个闭合环。这样的接地网可以使到界面以内的电场分布比较均匀,减少跨步电压对人的危害,也减少室内在受雷击时,由于地面电位梯度大而产生对设备高压反击的危险。5 等电位连接等电位连接n通信系统系统网型、星型和星型网状混合型接地(等电位连接网络结构)5 等电位连接等电位连接SsM M mS型星形结构M型网状结构ERP组合
15、1组合2ERP接至共用接地系统的等电位连接基本的等电位连接网接至共用接地系统的等电位连接 ERPS :建筑物的共用接地系统;:等电位连接网;:设备 ERP :接地基准点;:等电位连接网与共用接地系统的连接。5 等电位连接等电位连接n 网状接地结构(M型结构):网状分配接地减少了不同设备接地之间的电位差,通信系统可以从不同的方位方便的就近接地。当采用网状结构时,系统的各金属组件应通过多点就近与公共接地网相连形成Mm型。Mm形等电位连接网的主要优点是在高频时可获得一个低阻抗网络,对外界电磁场有一定的衰减作用。其缺点是理论上可能会引入低频干扰。网状结构一般适用于延伸较大的开环系统,系统内设备间以及设
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