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通信局(站)电源系统的雷电过电压保护

邮电部设计院 刘吉克 金山

郑州互助路 1 号 邮编 450007

 

摘要:根据邮电部设计院对全国 10 几个省通信局(站)遭雷击情况统计结果和国内外有关资料介绍,雷击造成通信设备损坏事故的 85% 是雷电过电压引起的,因此对通信局(站)雷电过电压的保护就更为重要。本文着重论述通信局(站)电源系统的雷电过电压保护的两个主要问题:通信电源用雷电过电压保护器件的选择及通信局(站)电源系统的雷电过电压保护设计

近年来虽然对通信局(站)建筑物的防雷接地进行了大量的改造 , 但雷电产生的浪涌电流还是造成通信设备的损坏 , 雷击使通信中断的事故时有发生,根据国内外有关资料和邮电部设计院对全国 10 几个省通信局(站)遭雷击情况的统计,雷击造成通信设备损坏事故的 85% 是雷电过电压引起的,因此对通信局(站)雷电过电压的保护就更为重要。

通信局(站)雷电过电压保护并非是简单的、单一的雷电过电压保护器件应用,而是应用电磁兼容的原理,根据雷电保护区的划分,对一个通信局(站)进行综合、多级雷电过电压保护。

通信局(站)传统的雷电浪涌保护方法,在选择浪涌 SPD 件时,仅考虑被保护的通信设备本身,没有根据电磁兼容( EMC )原理,把局部或单一的防护措施归结到系统防雷,即整体防护的概念。由于缺乏通信局(站)系统整体的观念,导致在通信局(站)电源系统网络,甚至在雷电防护的薄弱环节的不同点安装过电压保护器时,各类防护器件之间不能相互协调、相互之间不能控制。由于防护器件在设计时,其防护性能仅仅是从被保护设备本身的需求,而通信局(站)系统的防护,各级防护器件是相辅相成的,互相影响的,此时用以局部防护的过电压器件不能有效的发挥其防护性能,影响了通信局(站)的整体防护。另外还有一个重要的立论基础,通信局(站)的雷电过电压保护设计必须是建立在联合接地基础上。由于通信局(站)的雷电过电压保护设计涉及范围较为广泛,因此本文主要论述通信局(站)电源配电系统的雷电过电压保护问题,关于信号及数据网络及其它系统的雷电过电压保护问题另有专文论述。

1 通信电源用雷电过电压保护器件的选择

1.1 雷电过电压保护器件

浪涌保护器的分类

根据 IEC1312-1 (通则)、 IEC-1312-3 (浪涌保护器的要求)、 IEC1643-2 (低压系统的浪涌保护器)及 ITU-T K36 (保护装置的选择),浪涌保护器( Surge Protective devices 简称 SPD )可由气体放电管、放电间隙、 MOV 、 SAD 、齐纳二极管、滤波器、保险丝等元件混合组成。国内外各种类型 SPD 产品一般都有这些元器件组成。浪涌保护器可分为三类:电压开关型 SPD ( Voltage switching type SPD ) ; 限压型 SPD(Voltage Limiting type SPD); 组合型 SPD(Combination type SPD) 。

雷击电流型 SPD

雷击电流型 SPD (归属于电压开关型 SPD 类)是安装在通信局(站)建筑物外雷电保护区 0 区的 SPD ,可最大限度的消除电网后续电流,疏导 10/350 m S 的模拟雷电冲击电流(无论这些电流是远处的雷电过电压还是直击雷引起的)。雷击电流型 SPD 一般由高性能火花隙组成,它的特点是放电能力强,但残压较高,通常为 2000 ~ 4000V ,检验测试器件采用一般采用 10/350 m S 的模拟雷电冲击电流波型。

限压型 SPD

限压型 SPD 一般由氧化锌压敏电阻( MOV )及半导体放电管( SAD )等元器件组成,是安装在雷电保护区建筑物内的 SPD ,可疏导 8/20 m S 的模拟雷电冲击电流,在过电压保护中具有逐级限制雷电过电压的功能,检验测试器件的残压一般采用 8/20 m S 的模拟雷电冲击电流波型。

④ 混合型电源 SPD

1 ) 半导体放电管( SAD )与 MOV 组成的混合型电源 SPD

半导体放电管有以下主要技术特征:

--- 对浪涌电压的响应速度非常快,与原有的保护单元相比,对陡峭的雷击电压可以充分抑制 , 这样使原来的保护单元多级保护设计变的简单 , 而且更加小型化;

--- 利用半导体内部的电子和空穴的原理进行工作,不存在劣化问题,使保养简单,使用寿命增加;

--- 用硅 PN 结的工作原理,设计的半导体放电管,其双向、单向、开关动作均能自由的精确的设计出来,一致性较好;

因此采用半导体放电管( SAD )与 MOV 组成的混合型电源 SPD ,利用 SAD 对浪涌电压的响应速度非常快等特点,在一般雷电过电压的保护时,由 SAD 承受浪涌电流,其标称放电电流可达 10 ~ 20kA ;若遇到较大量级的雷电过电压,第一级由 SAD 组成的电路保险管可自动断开,由第二级 MOV 作为雷电过电压保护,作为混合型电源 SPD 其 MOV 能承受冲击通流能量一般大于 100kA 。

2 ) MOV 与滤波器组成的混合型电源 SPD 。

根据一个典型的沿配电线路侵入的雷电波,其浪涌波形是符合傅立叶变换的,其大部分能量分量具有相对较低的频率,采用 MOV 与滤波器组成的混合型电源 SPD 在同一测试条件下,可以具有比单一并联的 SPD 更低的残压。RFI滤波器可对 150kHz ~ 20MHz 的雷电波进行滤波;标称放电电流 40kA 时残压可小于 1000V 。

•  SPD 技术参数和名称术语

① 标称导通电压

在施加恒定直流 1mA 电流的情况下, MOV 启始动作电压。

② SPD 的标称放电电流

用来划分 SPD 等级,具有 8/20 m S 、 10/350 m S 模拟雷电电流冲击波的放电电流。

③ 冲击通流容量

SPD 不发生实质性破坏而能通过规定次数、规定波形的电流峰值最大限度。

SPD 残压

模拟雷电冲击电流通过 SPD 时, SPD 端子间呈现的电压(其中采用 MOV 的限压型 SPD ,残压的大小与采用元件的直流 1mA 参考电压、元件的组合形式及所承受的雷电电流大小等参数有关)。

10/350 m S 、 8/20 m S 、模拟雷电电流冲击波能量的比较

10/350 m S 是描述建筑物遭受直击雷时的模拟雷电电流冲击波,脉冲为 10/350 m S 波形的电荷量约为 8/20 m S 模拟雷电电流冲击波电荷量的 20 倍。即:

Q ( 10/350 m S ) @ 20 Q ( 8/20 m S )

由于 10/350 m S 模拟雷电电流冲击波的能量远大于 8/20 m S 模拟雷电电流冲击波的能量,因此一般需要使用电压开关型 SPD (如放电间隙、放电管)才能承受 10/350 m S 模拟雷电电流冲击波,而由 MOV 、 SAD 组成的 SPD 一般所承受的标称放电电流是 8/20 m S 模拟雷电电流冲击波。

1.3 SPD 的功能要求

电源用 SPD 模块及 SPD 箱的功能既要满足 SPD 一般性能的需要,又要考虑环境集中监控对 SPD 性能监控的要求。另外根据 IEC1643-1 相关条文规定。用于电源配电系统、由 MOV 、 SAD 及滤波器组成的混合型 SPD 在国内外通信局(站)已经大量使用。

1.3.1 一般要求

① SPD 应根据雷电保护区分区原则,按照雷电保护区所在位置,正确选用。

② SPD 的残压并非是衡量 SPD 好坏的唯一指标,选择 SPD 应在同一测试指标下,考虑 SPD 所选元器件的参数及元器件组合方式 。

③ SPD 的选择应考虑通信局(站)遥信及监控的需要。

④ 用于交流系统的过压型 SPD 标称导通电压一般为 U n =2.2U ( U 为运行工作电压的最大值);

⑤ 用于直流系统的过压型 SPD 标称导通电压一般为 1.5U ≥ U n ≥ 1.2U ( U 为运行直流工作电压的最大值)。

1.3.2 功能要求

建在城市、郊区、山区不同环境下的通信局(站),设计选用过压型 SPD 时,必须考虑通信局(站)供电电源的不稳定等因素,对 SPD 的标称导通电压提出要求。

通信局(站)采用的雷电过电压模块 SPD ,应具有以下功能:

( 1 ) SPD 模块损坏告警;

( 2 ) 遥信插孔;

( 3 ) SPD 模块替换 ;

( 4 ) 热容和过流保护。

通信局(站)采用的雷电过电压保护电源避雷箱,应根据通信局(站)的具体情况,具有以下功能:

( 1 ) 供电电压显示; *

( 2 ) SPD 模块损坏告警;

( 3 ) 雷电记数; *

( 4 ) 保险跳闸显示;

( 5 ) 备用 SPD 模块自动转换; *

( 6 ) 遥信插孔;

•  SPD 模块替换 ;

•  浪涌识别抑制器; *

( 9 ) 热容和过流保护。

* 表示此项功能可根据用户要求进行选择。

1.4 SPD 冲击通流容量的选择

单纯从价格的意义讲,冲击通流容量较小的 SPD 一般价格上远小于冲击通流容量大的 SPD ,但从技术经济比的角度去考虑问题,可能这一观点又喻于了新的含义,通流容量是指 SPD 不发生实质性破坏而能通过规定次数、规定波形的最大电流峰值,冲击通流容量较小的 SPD 在通过同样的雷电流的条件下其寿命远小于冲击通流容量大的 SPD ,根据有关资料介绍:“ MOV 元件在同样的模拟雷电流 8/20 m S 、 10kA 测试条件下,通流容量为 135kA 的 MOV 的寿命为 1000-2000 次,通流容量为 40kA 的 MOV 的寿命为 50 次,两者寿命相差几十倍(注:据笔者分析,被测试的 MOV 元件可能是由小通流容量的 MOV 组合型的产品,但测试结论也可以说明冲击通流容量较小的 SPD 在通过同样的雷电流的条件下其寿命远小于冲击通流容量大的 SPD ) ” 由于配电室、电力室入口处的 SPD 要承受沿配电线路侵入的浪涌电流的主要能量,因此其 SPD 在满足入口界面处标称放电电流要求的前提下,可根据情况选择较大通流容量的 SPD 。

2 通信局(站)电源系统的雷电过电压保护设计

通信局(站)电源系统的雷电过电压保护设计是一个非常复杂的问题,通信局(站)电源配电系统的雷电过电压保护应从架空高压电力线终端杆引入通信局(站)的 10kV 或 6.6kV 高压电力线、配电变压器的高低压侧、配电室或电力室的入口处、配电分箱及直流供电系统全面考虑,统筹设计,多级保护才能对通信局(站)电源配电系统进行有效保护。国内外至今没有一个可以操作的标准可依 (由邮电部设计院编写的信息产业部的标准:《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》已完成了送审稿)

2.1 通信局(站)配电变压器及缆线的雷电过电压保护

从架空高压电力线终端杆引入通信局(站)的 10kV 或 6.6kV 高压电力线,从防雷的角度出发必须更换为屏蔽电缆,而且进入通信局(站)配电变压器高压侧的屏蔽电缆在条件允许的情况下宜全程埋地引入;当配电变压器设在通信局(站)建筑物内部时(建在郊区和山区的微波站、移动通信基站的配电变压器,不宜与通信设备设在同一建筑物内),高压屏蔽电缆应从地下入局,且屏蔽电缆长度应为 300 — 500 米,屏蔽层两端应就近接地。在架空高压电力线终端杆与屏蔽电缆的接头处,三相电力线应就近对地分别加装额定电压为 12.7kV (系统额定电压 10kV )或 7.6kV (系统额定电压 6.6kV )的交流无间隙氧化锌避雷器,通信局(站)供电的实际情况。 GB 11032-89 《交流无间隙金属氧化锌避雷器》对 10kV 避雷器是满足一般雷暴强度情况下的要求,为城市配电系统配套使用的,其标称放电电流为 5kA 的等级,对地处多雷区以下地区的城市使用该量级的配电避雷器,应该说基本能满足通信局(站)配电变压器高压侧雷电过电压保护的要求,但对于地处多雷区以上地区,并且建在郊区、山区的通信局(站)应该承认标称放电电流为 5kA 的等级的高压配电避雷器可能远满足不了雷电过电压的需要,根据该标准附录 D 要求,对于建在郊区、山区,地处中雷区以上的通信局(站)使用的交流无间隙金属氧化锌避雷器是根据当地雷电的强度,由用户或设计者向厂商提出交流无间隙金属氧化锌避雷器放电电流的要求的,强雷电避雷器主要是避免在雷电较强的地区,以往建在多雷区的通信局(站)及建在山上的微波站由于在设计上误用常规的交流无间隙金属氧化锌避雷器,造成高压避雷器、配电变压器被雷击坏的事故时有发生。因此对于建在郊区或山区,地处中雷区以上的通信局(站),避雷器必须采用标称放电电流大于 20kA 的交流无间隙氧化锌避雷器(强雷电避雷器)。

配电变压器高压侧应在靠近变压器处装设相应系统额定电压等级的交流无间隙氧化锌避雷器,变压器低压侧应按 2.2 条安装避雷器,配电变压器在室内时,高压侧避雷器宜装在户外,且离变压器不得大于 10 米。

配电变压器高压侧避雷器和低压侧 SPD 的接地端子、变压器的外壳、交流零线、以及电力电缆的屏蔽层应就近接地。

原邮电部标准 YD2011-93 《微波站防雷与接地设计规范》第 2.0.10 条 及 XT005-95 《通信局(站)电源系统总技术要求》第 6.2.1 条规定了 “ 进入通信局 ( 站 ) 的低压电力电缆应全程埋地引入 , 其电缆长度应不小于 50 米 ……” , 这一条款在许多实际工程中确实难以做到,怎么办?从理论上分析、从防雷的角度出发,电缆的长度并不是防雷要素,而电缆的埋地长度才是其防雷要素(从通信局(站)的实际情况及相关标准都不能得到关于对电缆长度问题的答案),国家标准 GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》第 3.2.3 条规定是埋地不小于 15 米,《电力系统通信站防雷运行管理规程》规定 , 此段电缆长度可为大于 10 米,因此 4.7.5 条参照 GB50057-94 改为“进入通信局(站)的低压电缆应全程埋地引入,其电缆埋地长度应不小于 15 米”。进入通信局(站)的低压电力电缆应全程埋地引入 , 其电缆埋地长度应不小于 15 米。

2.2 通信局(站)低压配电系统(电力室入口处以前)雷电过电压保护要求

低压电力电缆引入机房入口处(在交流稳压器或交流配电屏前),相线及零线应分别对地加装过压型 SPD ,并且在 SPD 回路中串接保险丝,其目的主要是防止 SPD 因各类因素损坏或由于暂态过电压使 SPD 燃烧(国内外通信局(站)发生过多次此类事故,国外的防雷公司的 SPD 产品在工程上都要求采用串接保险丝, IEC60364-5-534 《过电压保护装置》对此有专门论述),影响通信局(站)供电线路的正常工作(由于以往的规范忽视了在 SPD 并联回路中串接保险丝,从而给通信局(站)的正常供电带来了隐患)保险丝标称电流的量级一般为上一级保险丝的 1/1.6 倍。

并且根据雷电活动区的划分、通信局(站)的分类、通信局(站)所处的地理环境、建筑物的形式、供电方式的情况,在设计中对电源 SPD 提出的不同要求。

( 1 ) 建在城市,地处中雷区(或虽然处于少雷区,但根据历年雷击统计,若时有雷击事故发生)的通信局(站)配电变压器低压侧应安装标称放电电流不小于 20kA 的过压型 SPD ;在配电室的入口处应安装标称放电电流为 15kA 的过压型 SPD ;在电力室的入口处应安装标称放电电流为 10kA 的过压型 SPD 。

( 2 ) 建在城市,地处多雷区、强雷区的通信局(站)配电变压器低压侧应安装标称放电电流不小于 40kA 的过压型 SPD ;在配电室的入口处应安装标称放电电流为 20kA 的过压型 SPD ;在电力室的入口处应安装标称放电电流为 15kA 的过压型 SPD 。

( 3 ) 建在郊区或山区,地处中雷区以上的通信局(站),配电变压器低压侧应安装标称放电电流不小于 15kA 的雷电电流 SPD 或安装冲击通流容量大于 60kA 的过压型 SPD ;在配电室入口处应安装标称放电电流为 20kA 的过压型 SPD ;在电力室的入口处应安装标称放电电流为 15kA 的过压型 SPD ;其中过压型 SPD 必须考虑电力供电电压波动较大的问题。

( 4 ) 在上述条款中,若通信局(站)配电变压器和配电室在同一建筑物内,应取消原配电室入口处安装的过压型 SPD ,其配电变压器低压侧的 SPD 应在配电室入口处安装。

( 5 ) 建在高山,地处多雷区以上的微波站、移动通信基站,配电变压器低压侧应安装标称放电电流不小于 25kA 的雷电电流 SPD 或安装冲击通流容量大于 100kA 混合型电源 SPD ;在电力室入口处应安装标称放电电流为 20kA 的过压型 SPD ;其中过压型 SPD 必须考虑电力供电电压波动较大的问题。

( 6 ) 建在城市和郊区无专用配电变压器供电的移动通信基站低压电缆必须从共用的配电变压器全程埋地引入机房,在机房入口处,相线及零线应分别对地加装过压型 SPD 〔若移动通信基站配电采用 TT 系统,相线应分别对 N 线加装过压型 SPD , N 线对地间应采用由放电管组成的 SPD 〕,地处中雷区的基站应安装标称放电电流不小于 20kA 的过压型 SPD ;地处多雷区、强雷区的基站应安装标称放电电流不小于 40kA 的过压型 SPD 。

( 7 ) 无专用配电变压器供电的市话交换局,低压电缆必须从共用的配电变压器全程埋地引入配电室,在机房入口处相线及零线应分别对地加装过压型 SPD 〔若市话交换局配电采用 TT 系统,相线应分别对 N 线加装过压型 SPD , N 线对地间应采用由放电管组成的 SPD 〕,地处中雷区的市话交换局应安装标称放电电流不小于 20kA 的过压型 SPD ,地处多雷区、强雷区的市话交换局应安装标称放电电流不小于 40kA 的过压型 SPD ;在电力室入口处相线及零线应对地加装标称放电电流不小于 15kA 的过压型 SPD 。

( 8 ) 建在野外空旷场地、无机房建筑的无线基站供电线路应采用冲击通流容量大于 100kA 混合型电源 SPD , SPD 接地端子应就近与地网连接,避雷箱内的元器件必须考虑电力供电电压波动较大的问题,无线基站供电的电力电缆必须全程埋地引入。

•  两级 SPD 的隔距

按照国内外有关文献及标准,根据两级 SPD 的类型, SPD 对雷电反映时间的快慢,连接线缆的材料及粗细,当两级都为 MOV 时,连接线缆隔距一般要求为 3 ~ 5 米;当两级 SPD 为不同器件时,连接线缆隔距一般要求为 10 米或连接线缆电感量为 7 ~ 15 m H 。因此为了有可操作性,当上一级 SPD 为雷击电流型 SPD ,次级 SPD 采用过压型 SPD 时,两者之间的配电缆线隔距应大于 10 米。当上一级 SPD 与次级 SPD 都采用过压型 SPD 时,两者之间配电缆线的隔距应大于 5 米。

2.4 配电箱及机房内的雷电过电压保护

当通信局(站)总配电屏与分配电屏之间的低压埋地电缆若大于 50 米,应在分配电屏低压埋地电缆入口处电源芯线对地安装标称放电电流为 10kA 的过压型 SPD 。配电屏与各层配电箱之间的电源线长若度超过 30 米(或电源线长度虽然未超过 30 米,但该层通信设备和仪表对雷电较为敏感)时,配电箱内电源芯线应对地安装标称放电电流为 5kA 的过压型 SPD 。

而通信局(站)内用于主控、监控的计算机,以及主控处理系统、远程传感器控制系统、测试仪表的拖板式电源插座排内应安装标称放电电流为 3kA 的电源 SPD 。另外通信局(站)内用于主控、监控的计算机,以及主控处理系统、远程传感器控制系统、测试仪表的电源应避免直接使用通信局(站)建筑物外墙体的电源插座。

2.5 通信局(站)太阳能供电系统的雷电过电压保护

太阳能电池的馈电线应采用金属护套电缆,其金属护套在机房入口处应就近接地或与通信局(站)避雷带焊接,电缆内芯线应在入口处分别对地加装标称导通电压大于太阳能电池供电电压最大值 10V 、标称放电电流为 10kA 的 SPD , SPD 接地端应就近接地。

2.6 通信局(站)内直流电源线的雷电过电压保护

根据 YD/T 585 — 92 《通信用配电设备》 5.4.8.1 条直流配电设备输出电压及其整定范围的规定中整定范围确定了 SPD 的标称电压。该标准对 12 ~ 60V 配电设备的绝缘强度实验电压(有效值、时间为 1min )的要求为 500V ,因此此时相对于配电设备的耐雷击允许值要远大于 500V 的要求(一般雷电的允许值为工频的 6 倍左右),按照本规定对 SPD 的电压及标称放电电流的要求,此时 SPD 的残余电压一般小于 300V ,远小于工频绝缘强度实验电压的要求。

另外通信设备允许的直流供电电压有一定的变化范围,如交换设备工作电压的标称值为 -48V, 但其允许的直流供电电压的变化范围一般在 -40V ~ -57V 之间 , 也就是说在供电电压达到 -57V 时 , 交换设备是允许的 , 在通信电源工程设计时,由于采用了限制直流供电电压的变化范围的措施,使标称工作电压一般控制在 -48V 左右,用于交换设备直流供电电压的 SPD 标称导通电压应选择大于 70V 小于 90V ,即 SPD 标称导通电压最小值已大于直流供电电压最大工作电压 -57V 的 20% 以上,因此该值足以避免因 SPD 指标的波动而影响设备的正常工作的情况 . 在此基础上还应必须做到:

( 1 ) 通信局(站)电力室为各层(相距宜大于 15 米)提供直流供电的直流馈线,应在馈线进入相应机房的直流电源分配列柜入口处,负极对地加装标称导通电压大于供电电压 70V 小于 90V 的 SPD 。

( 2 ) MDF 与程控交换机之间的 -48 直流电力线负极,应在 MDF 侧对地加装标称导通电压大于 70V 小于 90V 的 SPD 。

( 3 ) 应在交换机控制中心的微机及远程监控系统被控处理机前的电源逆变器直流电源馈线负极对地加装标称导通电压大于 70V 小于 90V 的 SPD 。

( 4 ) 应在微波站的主控监视处理系统与远程端直流电源馈线负极对地加装标称导通电压大于供电电压最大值 10V 的 SPD 。

( 5 ) 通信局(站)内直流电源线使用的 SPD 应具有带保险丝功能的、标称放电电流为 3kA 的 SPD , SPD 应就近接地。

2.7 通信局(站)的航标障碍灯、彩灯及其它用电设备的电源线雷电过电压保护

( 1 ) 通信局(站)建筑物的航标障碍灯、彩灯、其它用电设备及无线通信系统铁塔上的航标障碍灯电源线应采用有金属外皮的电缆或将导线穿入金属管,各段金属管应保证电气连接良好(屏蔽连续),横向布设的电缆金属外护套或金属管应每隔 5 ~ 10 米与避雷带或接地线就近连通,上下走向的电缆金属外护套或金属管至少应在上下两端就近接地一次。

( 2 ) 无线通信系统铁塔上的航标障碍灯电源线的电缆或所穿入的金属管应在进入机房前水平直埋 10 米以上,其电缆金属外护套或金属管在进入机房前应与地网连接一次。

( 3 ) 为通信局(站)建筑物上的彩灯及其它用电设备供电的电源线应接在建筑物内相应的配电箱中,配电箱内电源芯线应对地加装标称放电电流为 10kA 的电源 SPD , SPD 接地端子应就近接地。

( 4 ) 航标障碍灯的电源芯线应在机房入口处就近对地加装标称放电电流为 10kA 的电源 SPD , SPD 接地线宜在机房外的地网上引入。

3. 通信局(站)雷电过电压保护接地与接地电阻的要求

3.1 通信局(站)雷电过电压保护接地的一般要求

通信局(站)的接地引入线应避免从利用建筑物钢筋作为雷电引下线的柱子附近引入,另外通信局(站)的进出线孔,各类缆线金属外护层的接地引入点也应避免在建筑物外侧柱内作为雷电引下线的柱子附近设立或引入。

为了避免在各类信号线、控制线、通信线上感应各种干扰信号和雷电脉冲,在通信局(站)设计时,各类没有屏蔽的缆线应穿金属管布放,缆线竖井宜设立在建筑物中部,在机房的布线应离开建筑物雷电引下线的柱子。

各类管线应在进入通信局(站)前与地网就近焊接成一体,需要阴极保护的管道,宜在管道与地网间加装隔离式等电位 SPD 。

3.2 SPD 的连接线、接地线的要求

通信局(站)雷电过电压保护设计中所采用的各类 SPD 件的接地,应符合原邮电部 YDJ26-89 《通信局(站)接地设计暂行技术规定(综合楼部分)》和 YD2011-93 《微波站防雷与接地设计规范》要求,在设计时,应在 SPD 安装位置预留接地端子。

电源 SPD 的连接线及接地线截面积应符合表 3.1 的要求,数据线 SPD 以及其它类型 SPD 的接地线截面积应不小于 2.5 平方毫米,连接线及接地线材料为多股铜线。

 

电源 SPD 连接线和接地线选择表 表 3.1

铜线截面积 mm 2
配电电源线 < 35 50 > 70
连接线 10 16 25
接地线 > 16 25 > 35

模块电源 SPD 的接线端子与相线和零线之间的连接线长度应小于 0.5 米,其接地线的长度应小于 1 米,且应就近接地; SPD 箱的接线端子与相线和零线之间的连接线长度可根据实际情况适当加长,避雷箱连接线加长后,其截面积应适当增大;避雷箱接地线的长度应小于 1 米,连接线宜采用凯文接线方式,且应就近接地。

3.3 通信局(站)雷电过电压保护 SPD 对接地电阻的要求

通信局(站)联合接地地网的接地电阻值已满足 SPD 接地的需要,因此对在通信局(站)使用的 SPD 接地电阻值不做严格要求,设计时仅需将通信局(站)使用的各类 SPD 的接地端子就近接地。

结束语

虽然通信局(站)电源系统的雷电过电压保护是防雷要素中极为重要的因素之一,但由于通信局(站)如何减少雷害确是一个整体的、全面的防雷问题,因此只有将通信局(站)的防雷问题从各个方面加以解决,即从通信局(站)的联合接地均压等电位的理论、通信局(站)避雷针的保护半径、浪涌电流就近疏导分流、通信局(站)内线缆的屏蔽接地和通信电源及信号线的雷电过电压多级保护的原则、正确的选择雷电过电压保护器件和防雷方案(根据年雷暴日、海拔高度、环境因素去选择和考虑),对通信局(站)进行整体的、综合的雷电防护,才能有效的减少雷害。

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