AN500620雷擊浪涌防護簡介.ppt

1、烽火通信科技股份有限公司 2009年8月,AN5006-20雷擊浪涌防護簡介,講師：鄭艷烈,內容,雷電及其保護機理 雷擊浪涌保護設計準則 AN5006-20設備電源及地連接,雷電電流模型,浪涌電壓對設備侵害后果,部分或整體損壞 干擾正常功能，無法完成正常使用效果 設備加速老化，縮短壽命,雷電及其保護機理,雷電的產生 雷電是放電路徑長度為數千米的瞬時大電流放電。 雷雨云中空氣的流動、翻滾和摩擦產生強烈的靜電荷區(qū)，當電荷及相應的電場強度大到足以使空氣擊穿時，就產生了雷電。 雷電可以發(fā)生在云內、云間、云地間或云與空氣之間。 云對地雷電的一次閃擊，平均持續(xù)時間為5.5s，最大峰值電流達150KA，最大

2、di/dt達32KA/s,雷電及其保護機理,雷電的效應 機械和熱效應 上升速度快、峰值幅度高的雷擊電流，會產生強大的電磁力，使放電通道上的金屬部件損壞或扭曲。 雷電流產生的熱量足以使放電通道上的金屬部件熔穿或燒成孔洞、使金屬部件的連接點如螺絲和焊點熔化,雷電及其保護機理,雷電形式及雷電效應 直擊雷雷電對建筑物、結構物和戶外設備直接放電。會對放電點的物體造成毀滅性的打擊。 感應雷在鄰近導體（架空線和地下電纜、云層間）產生放電。 LEMP （雷擊電磁脈沖輻射） 雷電產生的靜電場、電磁場、雷電波或感應電壓、地電位反擊等。 雷電會嚴重干擾電子通訊設備的正常工作，使絕緣擊穿、參數劣化、元器件失效、設備故

3、障甚至燒毀,雷電及其保護機理,雷電對電子通訊設備的危害 某無線通訊設備，在運行現場遭受雷擊，80%的功能板損壞，螺絲孔燒熔，設備癱瘓。 PCS(Personal Communications Service )產品，在運行現場遭受雷擊，損壞幾百塊功能板，造成設備大面積故障，運營商和設備供應商均遭受重大損失,雷電及其保護機理,電子通訊設備的雷擊浪涌保護分為等電位連接和接地泄放。 等電位連接：通訊設備附近的金屬構件如水管、燃氣管、走線架、走線槽以及設備的金屬機殼等接等電位連接棒；信號線端口和電源線端口通過保護器件接等電位連接棒。當遭受雷擊時，保護器件動作，端口與金屬機殼和機房內的金屬構件連接，形成

4、等電位體，雷電流通過接地電阻到地使得等電位體的對地電位升高，但是設備的端口對金屬機殼和機房內的金屬構件的電位差卻很小。 接地泄放：通過雷擊浪涌保護器件把浪涌電流旁路到地，使過電壓箝制在內部電路和器件能經受得住的范圍內，保護電路和器件免遭損壞,防雷保護的主要原則,防雷器件安裝位置于被保護設備越近越好。 所有設備及系統實現等電位連接。 所有外接線路需進行防雷保護，實現整個系統的全保護,實現分級浪涌保護示意,防雷器的分級,第一級：避雷針、避雷線、避雷網等直擊雷的金屬引下接地等裝置 - 屬于外部建筑物防雷。 第二級：IEC CLASS-I 進線端總電源防雷 - 屬于內部防雷。 第三級：IEC CLAS

5、S-II 分配端的電源防雷 - 屬于內部防雷。 第四級：IEC CLASS-III 設備端的電源防雷 - 屬于內部防雷。 第五級：合格的通過正常設計和安裝的電子設備內部應該具備的基本浪涌吸收能力,為何要進行分級防雷（1,三級防雷是因為 能量需要逐級泄放。 傳輸線路會感應LEMP（雷擊電磁脈沖輻射）。 對于擁有信息系統的建筑物，三級防雷是成本較低，保護較為充分的選擇,為何要進行分級防雷（2,由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。 第一級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放，或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放。 第二級防雷器是針對前級防雷器

6、的殘余電壓以及區(qū)內感應雷擊的防護設備，對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，會有一部分對設備或第三級防雷器而言仍然是相當巨大的能量會傳導過來，需要第二級防雷器進一步吸收。同時，經過了第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當線路足夠長時（超過15米）感應雷的能量就變的足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。 同樣，經過了第二級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當線路足夠長時感應雷的能量就變的足夠大，第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。 因此，第三級防雷器到設備端的線路傳輸距離也不應超過10米，以避免LEMP對設備造成的損害,雷擊

7、浪涌保護設計準則（1,雷擊浪涌保護的接地 設置保護地以實現雷電流的泄放； 保護地應粗而短，在插座處應縱向設置接地插針，避免形成接地瓶頸。與其他信號應隔開一個插針位； 保護地除與保護元件相連以外，不能與其它元器件和地線相連，與其它焊盤、走線之間的距離愈大愈好,雷擊浪涌保護設計準則（2,保護地和工作地在機殼接地螺栓處相連再用接地線引至機房接地匯集線上； 通信局（站）的接地方式，應嚴格按照聯合接地的原則設計，即通信設備的工作地、保護地及建筑物的防雷地共用一個地網，以避免地電位反擊,AN5006-20接地具體要求,a) 室外機柜接地應符合下列要求： 預埋接地柱應距離機柜基礎3M以上。 接地柱應能滿足插

8、入地下深1M以上。 接地線截面積25mm 接地點的接地電阻應5。 接地排連接點與機柜的金屬部分任意兩點之間的連接電 阻0.1,接地示意圖,交流供電接線圖： 1.注意交流電的極性，一般是交流電源線插頭對準自己觀察，“左零右火”。 2.設備近端的“保護地”與“高壓泄放地”最好分別連接到地網上，不能兩者都直接在設備的接地銅排匯聚再連接到地網上。（如上圖）這樣做會有效防止電位的反擊。 3.設備的接地線一定要和電源盤的接地按鈕擰緊，防止電源盤里面滑絲。 4.設備到接地銅牌的接地線不小于4mm2。 5.接地排連接到大地，接地電阻小于5歐，并且用戶口及前面板的金屬外殼都與保護地連接良好。 6.設備的接地線分

9、別用接地線連接到接地銅排上，這樣能保證接地效果良好,直流供電接線圖 1：AN5006-20直流三芯電纜與電源連接時，藍色線連接到電源的-48V2上，棕色線連接到電源的+48V2上,黑色線連接到電源的PE上。 相對應的三個線分別接到20設備的三芯直流插座上。 2：AN5006-20的保護地PE直接連接到室外機柜的保護地接地排 3：設備到接地銅牌的保護地連接線不小于4mm2 4：電源的保護地PE連接到室外機柜的保護地接地排； 5：將室外機柜的保護地連接到接地排； 6：接地排連接到大地，接地電阻小于5歐。 7：用萬用表測試下保證+48V2和PE之間電阻小于0.5歐,交流+蓄電池接法 將AN5006-

10、20直流三芯插座的正極連接到蓄電池的正極，負極連接到蓄電池的負極上，AN5006-20的電源盤可以對蓄電池進行充電和電源監(jiān)控管理，還能產生AC FAIL,DC LOW告警，并上報給網管，注意此時千萬不能將蓄電池接反或者短路，后果很嚴重。 交流電還是照樣連接到AN5006-20的交流插座上,設備供電情況： 寬輸入交流電源（AC）電壓波動范圍在90V286V之間。 標準輸入交流電源（AC）電壓波動范圍在154V286V之間 直流范圍-42V -65之間 電源防雷： 電源防雷器組件是有220V 空開、防雷模塊、和220V電源插排組成，主要的作用如下： 作為外部220V電源引入，直接接到220V空開上

11、； 防雷模塊是在有雷擊發(fā)生時，將高壓部分及時的泄放到大地，有效的保障設備的正常運行； 220V電源插排是給ACDC電源轉換模塊和其他設備提供220V電源的地方，里面也有過流保護的保險絲,如下圖是電源防雷器組件的實物圖,保護地線連接和布放 ： 1. 機柜使用的保護地線是黃綠雙色的電纜。 2. 機柜接地必須遵循以下原則： 3.保護地線兩端的連接點應確保電氣接觸良好，并做防 腐、防銹處理。 4. 保護地線中間不能有接頭。 5.嚴禁在保護地線上加裝開關或熔斷器。 6.保護地線與信號線注意不要平行走線或互相纏繞，以減少相互的干擾。 7.機柜保護地和大地的連接線的截面積應不小于25mm2,地線連接和布放方

12、法： 1. 制作保護地線的OT端子。 2. 將保護地線的一端連接至接地樁上。 3. 將保護地線的另一端從配線倉底部的進線孔引入機柜內部，連接在接地端子排上，如圖所示。 4.推薦各保護地線分別連接到接地銅排的各個接地柱上,高壓泄放（防雷）地線的連接和布放 ： 機柜高壓泄放地線必須遵循以下原則： 高壓泄放地線兩端的連接點應確保電氣接觸良好，并做防腐、防銹處 理。 高壓泄放地線中間不能有接頭。 嚴禁在高壓泄放地線上加裝開關或熔斷器。 高壓泄放地線與信號線注意不要平行走線或互相纏繞，以減少相互的干擾。 機柜高壓泄放地線的截面積應不小于25mm2 使用地阻測量儀測量接地電阻值，保證接地電阻5。 推薦各高壓泄放地線分別接到銅排的各個接地柱上,高壓泄放（防雷）地線的連接,保安單元接地檢查 如果機柜里面用的是老式的科隆模塊，請在安裝保安單元前務必將MDF接地銅條如圖所示插在常開外線模塊上，然后再將保安單元插在銅條和常開外線模塊上，如圖所示,保安單元,MDF外線接地檢查： 背托架是為內外線模塊提供載體的部分，分內背托架和外背托架，內背托架和機柜式非絕緣的，而外背托架和機柜本身是一定要求絕緣的，同時外背托架要用一根不小于10mm2的銅線與高壓