通信工程中接地與防雷探討ppt課件

1、通信工程中的接地與防雷探討XX建設(shè)監(jiān)理公司; 主要內(nèi)容：基站建設(shè)中的接地與防雷機(jī)房建設(shè)中的接地與防雷;基站系統(tǒng)的組成 基站由以下系統(tǒng)組成：傳輸線路系統(tǒng)；塔桅系統(tǒng)；天饋系統(tǒng)；供電系統(tǒng)；地網(wǎng)系統(tǒng)；室內(nèi)設(shè)備等系統(tǒng)組成。 ;已建工程中基站的接地與防雷缺乏系統(tǒng)性由于組成基站的各系統(tǒng)都是分專業(yè)進(jìn)行的設(shè)計(jì)和施工，因此，無論設(shè)計(jì)或施工，都是按本專業(yè)和自己的理解對(duì)本專業(yè)的接地與防雷進(jìn)行設(shè)計(jì)或施工，對(duì)基站工程建設(shè)中的接地與防雷缺乏全局性的系統(tǒng)考慮。我們?cè)趯?duì)上萬計(jì)基站建設(shè)的監(jiān)理過程中，發(fā)現(xiàn)了一些接地不規(guī)范的案例，本文引用工程中的實(shí)際案例對(duì)相關(guān)各系統(tǒng)的接地與防雷進(jìn)行探討。;通信鐵塔的結(jié)構(gòu)通信鐵塔的結(jié)構(gòu)獨(dú)立避雷針獨(dú)立避

2、雷針通信鐵塔的組成如圖通信鐵塔的組成如圖1所示。通信鐵塔所示。通信鐵塔由避雷針、避雷針雷電流引下線扁鋼）、由避雷針、避雷針雷電流引下線扁鋼）、塔體組成。避雷針用金屬緊固件與塔體塔體組成。避雷針用金屬緊固件與塔體頂部直接相連接，雷電流引下線扁鋼）頂部直接相連接，雷電流引下線扁鋼）與避雷針連接，并從上至下用金屬件與與避雷針連接，并從上至下用金屬件與鐵塔相連接。從圖鐵塔相連接。從圖1的結(jié)構(gòu)明顯可見：的結(jié)構(gòu)明顯可見：避雷針、避雷針雷電流引下線、鐵塔，避雷針、避雷針雷電流引下線、鐵塔，從電氣連接上已經(jīng)成為一個(gè)整體。因此，從電氣連接上已經(jīng)成為一個(gè)整體。因此，通信鐵塔實(shí)際上就是高聳于地面的獨(dú)立避雷針。通信鐵

3、塔實(shí)際上就是高聳于地面的獨(dú)立避雷針。通信鐵塔結(jié)構(gòu)示意圖通信鐵塔結(jié)構(gòu)示意圖地網(wǎng)塔體避雷針雷電流引下線;1 饋線屏蔽層如何接地？饋線屏蔽層如何接地？同軸電纜結(jié)構(gòu)同軸電纜結(jié)構(gòu)首先了解用于基站的同軸電纜結(jié)構(gòu)。如照片所示，用于基首先了解用于基站的同軸電纜結(jié)構(gòu)。如照片所示，用于基站的同軸電纜由站的同軸電纜由1.電纜芯線、電纜芯線、2.發(fā)泡填充層、發(fā)泡填充層、3.屏蔽層、屏蔽層、4.絕緣層組成絕緣層組成.。;1同軸電費(fèi)芯同軸電費(fèi)芯線線3屏蔽層屏蔽層2發(fā)泡填充層發(fā)泡填充層4絕緣層絕緣層;實(shí)際工程中的模擬連接實(shí)際工程中的模擬連接將饋線、鐵塔、基站設(shè)備作模擬連接如圖2所示。（未作離塔處的連接）在實(shí)際工程中，將饋線

4、屏蔽層直接與塔體連接如圖2所示）。將這種連接的后果作如下分析：;天天 線線SPD避雷針避雷針避雷針雷電流引避雷針雷電流引下線下線雷 電雷 電流流屏蔽層與鐵塔連屏蔽層與鐵塔連接點(diǎn)接點(diǎn)N芯線芯線A端端機(jī)房入口接機(jī)房入口接地排地排地網(wǎng)地網(wǎng)芯線芯線 B端端芯線感應(yīng)電流芯線感應(yīng)電流由塔體引入屏蔽層的雷電流由塔體引入屏蔽層的雷電流殘壓電流殘壓電流鐵塔塔體鐵塔塔體I1I2I感感雷電流引下線與鐵塔連雷電流引下線與鐵塔連接件接件;饋線屏蔽層在鐵塔上的實(shí)際連接圖;系統(tǒng)連接分析由于鐵塔頂端的避雷針是與鐵塔直接連接的，用于避雷針專用雷電流引下線扁鋼也是和鐵塔直接連通的，因此，避雷針、避雷針專用雷電流引下線、鐵塔已經(jīng)組

5、成一個(gè)不可分割的高聳于地面的引雷體。 ;電流走向分析當(dāng)避雷針遭受直擊雷、或鐵塔遭受側(cè)擊雷時(shí)，雷電流至屏蔽層與鐵塔連接點(diǎn)N時(shí)，將分兩支電流I1和I2，其中電流I1通過鐵塔直接流入地網(wǎng)；I2則從饋線A端屏蔽層流入，經(jīng)全線流至B端后再經(jīng)機(jī)房入口處的接地排流入地網(wǎng)。當(dāng)I2流入饋線屏蔽層時(shí)，饋線芯線產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流I感 從A端流至B端 進(jìn)入SPD；當(dāng)I感將SPD擊毀的瞬間，仍有強(qiáng)大的殘壓電流進(jìn)入基站的收發(fā)信機(jī)，將基站設(shè)備損壞。;2 吊線鋼絞線如何接地？吊線鋼絞線如何接地？工程中常見的光纜進(jìn)站方式工程中常見的光纜進(jìn)站方式 在實(shí)際工程中，將鐵塔作為光纜線路的終端桿，將鋼絞在實(shí)際工程中，將鐵塔作為光纜線路的

6、終端桿，將鋼絞線和光纜捆綁于鐵塔上然后引進(jìn)機(jī)房的作法常有發(fā)生。線和光纜捆綁于鐵塔上然后引進(jìn)機(jī)房的作法常有發(fā)生。 如圖如圖3-1和圖和圖3-2所示。所示。;圖圖3-1 鋼絞線的錯(cuò)誤連接和預(yù)留光纜的錯(cuò)誤盤放鋼絞線的錯(cuò)誤連接和預(yù)留光纜的錯(cuò)誤盤放;鋼絞線上雷電流的形成鋼絞線上雷電流的形成當(dāng)雷雨發(fā)生時(shí)，由于靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，通信線路的鋼絞線、信號(hào)線、輸電線、通信鐵塔及其他金屬導(dǎo)體將產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊過電壓，這種雷電感應(yīng)過電壓可以對(duì)電子器件、通信設(shè)備造成破壞，甚至造成火災(zāi)或人身傷害。架空鋼絞線上的靜電感應(yīng)：圖1 鋼絞線上的感應(yīng)束縛電荷帶負(fù)電荷的雷云由于靜電感應(yīng)，當(dāng)帶正或負(fù)）電荷的雷云接近地面建筑物或其他物體

7、時(shí)，都能使其表面感應(yīng)而帶異性電荷，如圖1所示。圖1 鋼絞線上的感應(yīng)束縛電荷;架空鋼絞線上的電磁感應(yīng)：架空鋼絞線上的電磁感應(yīng)：圖圖2 雷云放電后鋼絞線上形成的脈沖電壓雷云放電后鋼絞線上形成的脈沖電壓根據(jù)電磁感應(yīng)原理，架空鋼絞線在雷云放電產(chǎn)生靜電感應(yīng)根據(jù)電磁感應(yīng)原理，架空鋼絞線在雷云放電產(chǎn)生靜電感應(yīng)過電壓的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁感應(yīng)脈沖電壓。因此，過電壓的同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁感應(yīng)脈沖電壓。因此，架空鋼絞線上感應(yīng)的雷電過電壓應(yīng)當(dāng)是靜電感應(yīng)和電磁感架空鋼絞線上感應(yīng)的雷電過電壓應(yīng)當(dāng)是靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩個(gè)分量的迭加。應(yīng)兩個(gè)分量的迭加。這種過電壓沖擊波如果不通過接地裝置這種過電壓沖擊波如果不通過接地裝置

8、及時(shí)引入大地，將對(duì)連接在通信線路兩端的及時(shí)引入大地，將對(duì)連接在通信線路兩端的設(shè)備造成破壞。設(shè)備造成破壞。根據(jù)相關(guān)部門的實(shí)際觀測(cè)，高壓架空輸根據(jù)相關(guān)部門的實(shí)際觀測(cè)，高壓架空輸電線路上的感應(yīng)過電壓可達(dá)數(shù)百千伏，低壓電線路上的感應(yīng)過電壓可達(dá)數(shù)百千伏，低壓架空輸電線路、通信線路架空鋼絞線上的感架空輸電線路、通信線路架空鋼絞線上的感應(yīng)過電壓不會(huì)超過應(yīng)過電壓不會(huì)超過20Kv。然而，如果鋼絞線遭受直擊雷時(shí)，鋼絞線上然而，如果鋼絞線遭受直擊雷時(shí)，鋼絞線上產(chǎn)生的雷電過電壓將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于感應(yīng)過電壓。產(chǎn)生的雷電過電壓將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于感應(yīng)過電壓。圖2 雷云放電后鋼絞線上形成的脈沖電壓;架空鋼絞線上的直擊雷：架空鋼絞線上的直擊雷

9、：當(dāng)架空鋼絞線吊線遭受雷擊時(shí)，雷電流當(dāng)架空鋼絞線吊線遭受雷擊時(shí)，雷電流將沿鋼絞線從兩個(gè)方向流入大地。由于鋼絞將沿鋼絞線從兩個(gè)方向流入大地。由于鋼絞線感抗和接地裝置的接地電阻的存在，鋼絞線感抗和接地裝置的接地電阻的存在，鋼絞線被雷擊時(shí)將產(chǎn)生很高的電位。線被雷擊時(shí)將產(chǎn)生很高的電位。 d電桿50m50m50m50m接地線接地線接地線圖3 鋼絞線遭受直擊雷時(shí)將產(chǎn)生高電位;鋼絞線呈現(xiàn)的感抗L0、鋼絞線的接地間隔d兩個(gè)參數(shù)是U值的決定因素；鋼絞線的直流電阻率r對(duì)U值的影響較小。在實(shí)際工程中，只要路由選擇合理，通信線路遭受直擊雷的概率還是很小的。因此，勘察設(shè)計(jì)和施工，在選擇通信線路路由時(shí)，應(yīng)盡可能避開礦藏地

10、、河灘地、無樹林的禿嶺山坡，減少通信線路遭受直擊雷的概率；在多雷區(qū)應(yīng)盡可能減小架空吊線鋼絞線的接地隔距。;架空鋼絞線的接地方案架空鋼絞線的接地方案為了減小雷電過電壓對(duì)通信設(shè)施的損害，為了減小雷電過電壓對(duì)通信設(shè)施的損害，通常采用吊線接地的方法將雷電流就近通常采用吊線接地的方法將雷電流就近引入大地。常用的接地方法如圖引入大地。常用的接地方法如圖4所示。所示。采用采用2.6/7的鋼絞線作為接地線，上端的鋼絞線作為接地線，上端與吊線纏繞或用線卡壓接，下端與延伸式與吊線纏繞或用線卡壓接，下端與延伸式接地裝置連接，用鐵絲將地線捆綁在電桿上。接地裝置連接，用鐵絲將地線捆綁在電桿上。圖圖4這種接地裝置，用于地

11、線的鋼絞線從上這種接地裝置，用于地線的鋼絞線從上到下捆綁在電桿上，容易遭到破壞。特別到下捆綁在電桿上，容易遭到破壞。特別是在一些經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)，接地線被破壞是在一些經(jīng)濟(jì)落后的地區(qū)，接地線被破壞的情況尤為突出，對(duì)這種傳統(tǒng)的接地方式的情況尤為突出，對(duì)這種傳統(tǒng)的接地方式的可靠性提出了挑戰(zhàn)。的可靠性提出了挑戰(zhàn)。電桿電桿扎線扎線吊線鋼絞線）吊線鋼絞線）接地線接地線延伸式接地裝置延伸式接地裝置;圖圖3-1 、3-2連接分析連接分析用于傳輸光纜的吊線鋼絞線按圖3-1和圖3-2的兩種連接方式或其他架空引入方式，無異于將遠(yuǎn)方的雷電引入基站。其原因是：（根據(jù)靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)原理位于光纜上方的鋼絞線是一條架設(shè)在空

12、中的長長的引雷線，若不將鋼絞線和光纜在基站外引入地下埋設(shè)，則基站至鋼絞線最近的一個(gè)接地點(diǎn)間的區(qū)域發(fā)生雷電時(shí)，將有可能通過鋼絞線將雷電引入基站。;正確的光纜進(jìn)站與吊線接地正確的光纜進(jìn)站與吊線接地局站間的傳輸光纜線路，光纜的吊線應(yīng)每隔300m利用電桿避雷線或拉線接地，每隔1Km左右加裝絕緣子進(jìn)行電氣斷開。光纜進(jìn)入基站前，應(yīng)從基站外的終端桿引下埋地進(jìn)入機(jī)房?；疚挥诶妆┤蛰^多的區(qū)域、或當(dāng)終端桿位置的土壤電阻率較高難以達(dá)到接地電阻值的要求時(shí)，終端桿應(yīng)作延伸式地線，終端桿的拉線應(yīng)加裝絕緣子。;3 交流供電線路的進(jìn)站與接地交流供電線路的進(jìn)站與接地常見的交流供電線路進(jìn)站方式常見的交流供電線路進(jìn)站方式不規(guī)范的

13、交流供電線路進(jìn)站方式繁多，僅列不規(guī)范的交流供電線路進(jìn)站方式繁多，僅列舉以下兩種。舉以下兩種。;圖圖4-1交流供電線盤繞于鐵塔上然后進(jìn)入機(jī)房交流供電線盤繞于鐵塔上然后進(jìn)入機(jī)房;圖4-1、圖4-2連接分析圖4-1和圖4-2，均將交流供電線從空中引入基站鐵塔然后進(jìn)入機(jī)房，并將鐵塔作為供電線路的終端桿；架空變壓器未做地網(wǎng)，且變壓器高壓端也未用鎧裝電纜，輸電線上方未安裝防雷線。;供電線路的正確進(jìn)站與接地供電線路的正確進(jìn)站與接地變壓器應(yīng)做地網(wǎng)變壓器應(yīng)做地網(wǎng) 變壓器應(yīng)做地網(wǎng)，并與機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地變壓器應(yīng)做地網(wǎng)，并與機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地 網(wǎng)連接形成聯(lián)合地網(wǎng)，如圖網(wǎng)連接形成聯(lián)合地網(wǎng)，如圖5所示。所示。;變壓器地網(wǎng)

14、鐵塔地網(wǎng) 機(jī)房地網(wǎng)水平接地體 垂直接地體 圖圖5. 基站聯(lián)合地網(wǎng)組成圖基站聯(lián)合地網(wǎng)組成圖;供電電纜埋地進(jìn)入基站供電電纜埋地進(jìn)入基站供電線路進(jìn)入基站前，應(yīng)從站外終端桿上供電線路進(jìn)入基站前，應(yīng)從站外終端桿上 引下埋地進(jìn)入基站；進(jìn)入基站的電纜應(yīng)加引下埋地進(jìn)入基站；進(jìn)入基站的電纜應(yīng)加 裝鋼管保護(hù)；鋼管的兩端應(yīng)可靠接地。裝鋼管保護(hù)；鋼管的兩端應(yīng)可靠接地。;供電系統(tǒng)接地不規(guī)范的后果：供電系統(tǒng)接地不規(guī)范的后果： 根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，被雷擊基站總量的根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，被雷擊基站總量的75%以以 上，是由于供電系統(tǒng)引起的。上，是由于供電系統(tǒng)引起的。 在基站建設(shè)中，供電系統(tǒng)的接地與防雷應(yīng)引起足在基站建設(shè)中，供電

15、系統(tǒng)的接地與防雷應(yīng)引起足 夠的重視。夠的重視。;4 接地線和接地接地線和接地工程中常見的饋線接地連接工程中常見的饋線接地連接如圖如圖6所示，工程中將接地線作成所示，工程中將接地線作成“U形彎、形彎、用饋線固定卡作接地連接的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。用饋線固定卡作接地連接的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。;用饋線卡將多條接地線疊壓連接用饋線卡將多條接地線疊壓連接將接地線作成將接地線作成U形彎形彎;合理可靠的饋線接地合理可靠的饋線接地接地線應(yīng)短直，接地端子與接地點(diǎn)的連接應(yīng)順直電流的方向，不能盤繞或作成“U形彎。多層疊壓相當(dāng)于多個(gè)接觸電阻的串聯(lián)，且隨著時(shí)間的推移，壓接點(diǎn)間氧化物的增加其接觸電阻還將增大。因此，每條饋線的接地線端子

16、應(yīng)分別與地排可靠連接，不應(yīng)用饋線卡將多條接地線疊壓壓接。工程中有多種不同的接地方式，但應(yīng)以相關(guān)規(guī)范為準(zhǔn)，確?；痉览捉拥氐目煽啃?;產(chǎn)生上述錯(cuò)誤的原因：產(chǎn)生上述錯(cuò)誤的原因：由于專業(yè)的分工，在大規(guī)模的建設(shè)中，設(shè)計(jì)、施工、防雷、接地各行其是，對(duì)防雷與接地缺乏科學(xué)系統(tǒng)的統(tǒng)籌設(shè)計(jì)和施工。;5機(jī)房建設(shè)中的接地與防雷機(jī)房建設(shè)中的接地與防雷機(jī)房建設(shè)中的接地存在著嚴(yán)重錯(cuò)誤機(jī)房建設(shè)中的接地存在著嚴(yán)重錯(cuò)誤 主要表現(xiàn)在：接地的隨意性、將走線架作為主要表現(xiàn)在：接地的隨意性、將走線架作為 接地體、接地線過長、走線架及鋼梁節(jié)間未接地體、接地線過長、走線架及鋼梁節(jié)間未 作電氣連接作電氣連接-;將走線架作為接地體將走線架作為

17、接地體通信局站接地設(shè)計(jì)規(guī)范通信局站接地設(shè)計(jì)規(guī)范中明確規(guī)定：防止通過走線架或鋼梁在電氣中明確規(guī)定：防止通過走線架或鋼梁在電氣上連通。然而，像照片所示的將走線架作為接地體的情況在一些小型機(jī)房?jī)?nèi)上連通。然而，像照片所示的將走線架作為接地體的情況在一些小型機(jī)房?jī)?nèi)還隨處可見。如圖還隨處可見。如圖-;接地的隨意性，典型案例如圖所示。接地的隨意性，典型案例如圖所示。機(jī)房機(jī)房 的可靠接地是人員及設(shè)備安全的重要的可靠接地是人員及設(shè)備安全的重要保證。圖中所示的隨意接地不僅是不符合保證。圖中所示的隨意接地不僅是不符合規(guī)范要求，更重要的是人們的生命、財(cái)富規(guī)范要求，更重要的是人們的生命、財(cái)富將受到威脅。將受到威脅。;隨意地用一塊扁鋼作為機(jī)房總接地排。隨意地用一塊扁鋼作為機(jī)房總接地排。再隨意地用一根電纜作為機(jī)房總接地線再隨意地用一根電纜作為機(jī)房總接地線;機(jī)房總接地線機(jī)房總接地線;走線架及鋼梁節(jié)間未作電氣連接走線架及鋼梁節(jié)間未作電氣連接很多大中型機(jī)房中心局、匯接局），走線很多大中型機(jī)房中心局、匯接局），走線架及鋼梁節(jié)間未作電氣連接。架及鋼梁節(jié)間未作電氣連接。不符合規(guī)不符合規(guī)范要求范要求 ;機(jī)房接地線普遍太長機(jī)房接地線普遍太長 位于位于2樓以上的機(jī)房，有的機(jī)房甚至在樓以上的機(jī)房，有的機(jī)房甚至在5樓或以上樓或以上樓層，從機(jī)房地網(wǎng)到機(jī)