通信局点防雷接地方式及雷电防护的基本原则

通信局点防雷接地方式及雷电防护的基本原则

众所周知，雷电对通信设备的危害很大，如果防雷措施不得当，就会导致设备遭受雷击，从而引发重大事故。 因此，对交换设备而言，防雷接地有着举足轻重的意义。 1 雷电基本知识 1.1 雷电产生的条件 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3个条件：即空气中含有足够的水蒸气；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；没有破坏或妨碍强烈而持久的上升气流形成的因素。 1.2 雷电过电压的形成 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。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，是指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。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），而导致设备损坏的现象。 通信设备防雷需要考虑预防的是：感应雷、雷电侵入波和反击过电压，其中需要重点关注的是雷电侵入波和反击过电压。 2 雷电防护的基本原则 2.1 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。 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、防雷电波侵入以及保障人身安全，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见图1。 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的共同努力。 2.2 概率防护原则 雷电防护是概率防护，一般地说，通信设备的防雷不能保证设备1００％不遭雷击损坏，只是尽可能地减少遭受雷击的可能性。其原因有以下几点： （1）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：直击雷的绕击特性、雷电流幅值、波形等都具有统计性质。 （2）防雷装置不能阻止雷闪的形成。 （3）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。 2.3 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，多用于电力系统的防雷，此处不赘述。 3 通信局点的防雷接地方式 3.1 接地系统简介 通信局点的接地系统（见图2）包括：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。 设备接地的路径为：设备的接地线*rarr接地排*rarr接地总汇集线*rarr接地引入线*rarr接地体，这样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，机房内的接地排也可以看成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。 对于通信局点而言，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。 3.2 工作接地与保护接地 在国内，通信局点的接地常常提到两个概念：保护接地和工作接地。保护接地是指设备金属外壳及其他非正常带电部分的接地；工作接地是指在ＡＣ/ＤＣ电源内（或配电屏内），输出直流48 Ｖ总接线排的正极接地。 对于24系统，是直流24 Ｖ的负极接地。 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，下面先澄清两个常容易理解错误的问题： （1）工作接地的概念不是针对直流用电通信设备的48 Ｖ正极（或24 Ｖ的负极）的电源线连接，直流用电通信设备的48 Ｖ正极（或24 Ｖ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。 （2）把通信设备上的48 Ｖ正极称为工作地是不规范的。 3.3 通信局点等电位连接的基本要求 （1）通信局点内，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。 （2）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。