室外防雷箱的安裝

1、通信技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院室外防雷箱的安裝防雷器圖例及接線方式要求局站防雷接地設(shè)計(jì)局站防雷接地設(shè)計(jì)5098-2005第第9.2.7條規(guī)定，凱文接線會(huì)造成供電系統(tǒng)中斷要慎用條規(guī)定，凱文接線會(huì)造成供電系統(tǒng)中斷要慎用局站防雷接地設(shè)計(jì)局站防雷接地設(shè)計(jì)5098-2005第第9.2.4條規(guī)定條規(guī)定室外防雷箱的安裝什么是SPD（SPD介述） SPD這一名詞英語(yǔ)全稱是surge protectiye device其譯意為電涌保護(hù)器，是限制雷電反擊、侵入波、雷電感應(yīng)和操作過(guò)電壓而產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓和泄放電涌電流（沿線路傳送的電流、電壓或功率的暫態(tài)波。其特性是先快速上升后緩慢下降）的器件。 一端口SPD

2、與被保護(hù)電路并聯(lián)，能分開輸入和輸出端，在這些端子之間設(shè)有特殊的串聯(lián)阻抗； 二端口SPD有兩組輸入和輸出端子，在這些端子之間有特殊的串聯(lián)阻抗； 電壓開關(guān)型SPD在沒(méi)有電涌時(shí)具有高阻抗，有電涌電壓時(shí)能立即變成低阻抗，電壓開關(guān)型SPD常用的元件有放電間隙、氣體放電管、閘流管（硅可控整流器）和三端雙向可控硅開關(guān)元件。這類SPD有時(shí)也稱“短路型SPD”； 電壓限制型SPD在沒(méi)有電涌時(shí)具有高阻抗但隨著電涌電流和電壓的上升其阻抗將持續(xù)地減小。常用的非線性元件有壓敏電阻和抑制二極管，這類SPD有時(shí)也稱為“箝位型SPD”； 復(fù)合型SPD是由電壓開關(guān)型元件和電壓限制型元件組成的，其特性隨所加電壓的特性可以表現(xiàn)為電

3、壓開關(guān)型、電壓限制型或兩者皆有。 無(wú)限流元件的SPD在信息線路中的使用只有一個(gè)或數(shù)個(gè)用于限制過(guò)電壓的元件，而無(wú)限流元件；有限流元件的SPD在信息線路中使用既有限制過(guò)電壓的元件，又有限流元件。 SPD限壓元件可分為電壓開關(guān)型和限壓型室外防雷箱的安裝保護(hù)模式 modes of protection定義：用于描述配電線路中SPD保護(hù)功能配置情況。 3.3.1 在交流配電系統(tǒng)中分為相線與相線(L-L)、相線與地線(L-PE)、相線與中性線(L-N)、中性線與地線(N-PE)之間等四種保護(hù)模式 ; 3.3.2 在直流配電系統(tǒng)中分為正極與負(fù)極（V+-V-）、正極與地線（V+-PE）、負(fù)極與地線（V-PE）

4、之間等三種保護(hù)模式。注：限壓型SPD和具有限壓特性的組合型SPD可用于任一保護(hù)模式。電壓開關(guān)型SPD和具有開關(guān)特性的組合型SPD因存 在尚待進(jìn)一步研究的續(xù)流遮斷能力及其試驗(yàn)方法問(wèn)題，不宜在除N-PE外的其它保護(hù)模式中推廣使用 室外防雷箱的安裝保護(hù)模式的選用主要依據(jù)通信局站低壓配電系統(tǒng)的供電方式，通信局站常采用兩種供電方式 a) 一種是TN系統(tǒng)(包含TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)) ,對(duì)于TN系統(tǒng)供電方式可選用4模式或7模式限壓型SPD或者3+1模式的SPD(L-N為3個(gè)限壓型SPD，N-PE為1個(gè)開關(guān)型SPD)；b) 另一種是TT系統(tǒng)，對(duì)于TT系統(tǒng)供電方式必須選用3+1模式的SP

5、D。以上內(nèi)容在通信局站在用防雷系統(tǒng)技術(shù)要求和檢測(cè)方法中已經(jīng)給予了詳細(xì)講解，因此不再贅述。室外防雷箱的安裝變壓器配電柜ABCN變壓器配電柜ABCN變壓器配電柜ABCN常見交流供電系統(tǒng)的供電方式：TN供電系統(tǒng)變壓器接地與機(jī)房接地使用同一地網(wǎng)。TT供電系統(tǒng)變壓器接地與機(jī)房接地使用不同地網(wǎng)。TN-C供電系統(tǒng)變壓器接地與機(jī)房接地使用不同地網(wǎng)，但中性線在機(jī)房入口接地。 室外防雷箱的安裝l 多級(jí)浪涌保護(hù)器配合使用時(shí) ，各浪涌保護(hù)器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增加退耦器件，一般要求退耦距離（電纜長(zhǎng)度）不小于5 米。如果退耦距離過(guò)短，其導(dǎo)線形成的分布電感小、感抗低，前一級(jí)的浪涌可能會(huì)在前級(jí)SPD還未有效動(dòng)作前達(dá)到

6、后一級(jí)SPD造成后一級(jí)SPD損壞。l 在TN-S及TT交流供電系統(tǒng)內(nèi)（即我們基站交流的常用供電系統(tǒng)），現(xiàn)今均采用“3+1”保護(hù)方式的SPD連接，如下圖：l SPD不能進(jìn)行模塊并聯(lián)的方式來(lái)提高通流量。l 間隙型及間隙組合型SPD不能用于通信局站。防雷器接線規(guī)范要求室外防雷箱的安裝l 配電電源線、SPD交流引線、SPD接地線的線徑應(yīng)符合下表要求：l SPD應(yīng)安裝在被保護(hù)設(shè)備附近，其電源引線和接地線長(zhǎng)度均應(yīng)小于1.5米。l 內(nèi)容摘抄：為了確保SPD發(fā)生故障時(shí)不影響通信系統(tǒng)的正常供電和引起火災(zāi)事故，在電源SPD的引接線上，應(yīng)串接保護(hù)空開或保險(xiǎn)絲，保護(hù)空開的標(biāo)稱電流不能大于前級(jí)供電空開的1-1.6倍。修

7、改：為保護(hù)通信設(shè)備，降低雷災(zāi)影響，同時(shí)為防止SPD因故障或長(zhǎng)時(shí)間泄流引發(fā)引接線發(fā)熱著火， 應(yīng)將SPD引接線接于交流供電空開下端口，且其它被保護(hù)設(shè)備的交流引接線應(yīng)按下述凱文接法進(jìn)行連接：銅線截面積銅線截面積S（mm2）配電電源線S16S70S70SPD引接線=S1616SPD地線=S1635防雷器接線規(guī)范要求（續(xù)）室外防雷箱的安裝普通并聯(lián)式接線方式與采用凱文式接線方式對(duì)設(shè)備保護(hù)效果的不同A點(diǎn)為交流配電箱。B點(diǎn)為機(jī)房接地母排。假設(shè)A點(diǎn)到防雷箱的距離為1米，則L1的電感量大約為1uH。假設(shè)防雷箱到B點(diǎn)的距離為5米，則L2的電感量大約為5uH。開關(guān)電源交流輸入側(cè)得到的剩余電壓（殘壓）L1的殘壓防雷箱的

8、殘壓L2的殘壓，并不僅僅是防雷箱的殘壓。假設(shè)通過(guò)防雷箱的雷電流為20KA：防雷箱的殘壓為1500VL1的殘壓L1*di/dt1uH*20KA/10uS2KVL2的殘壓L2*di/dt5uH*20KA/10uS10KV則最終開關(guān)電源交流輸入側(cè)得到的剩余電壓（殘壓）21.510KV13.5KV。遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防雷箱的1500V電壓，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)開關(guān)電源2500V的耐壓，結(jié)果失去了防雷的保護(hù)效果，導(dǎo)致開關(guān)電源會(huì)因雷擊損壞。 室外防雷箱的安裝A點(diǎn)為交流配電箱。B點(diǎn)為機(jī)房接地母排。采用凱文式接法后，雖然A點(diǎn)到防雷箱的距離為6米。而開關(guān)電源交流輸入側(cè)得到的剩余電壓（殘壓）防雷箱的殘壓。也就是說(shuō)把L1和L2的長(zhǎng)度變

9、為0。假設(shè)通過(guò)防雷箱的雷電流為20KA：防雷箱的殘壓為1500V。L1的殘壓L1*di/dt0uH*20KA/10uS0KV。L2的殘壓L2*di/dt0uH*20KA/10uS00KV。則最終開關(guān)電源交流輸入側(cè)得到的剩余電壓（殘壓）1.5KV?；旧系扔诜览紫涞?500V殘壓，也遠(yuǎn)小于開關(guān)電源2500V的耐壓，結(jié)果防雷的保護(hù)效果很好，開關(guān)電源不會(huì)因雷擊損壞。 室外防雷箱的安裝如果現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法滿足防雷器連接線的長(zhǎng)度要求（ 0.5 m 根據(jù)VDE V 0100, Part 534），那么就不要用跳線的連接方式，而改用V形連接方式（凱文式接線法）。注意將已保護(hù)的線和未保護(hù)的線盡可能的保持較遠(yuǎn)距離的布放

10、。 當(dāng)然，凱文式接線方法只是縮短SPD引線的一種較好的方法，如果有條件采用應(yīng)盡可能采用，但是并不是所有地方都可以采用該方式，它的最大的缺陷是在大容量的配電系統(tǒng)中由于母線線徑很大（或采用銅排），而SPD的接線端子容量有限，無(wú)法作此種方式連接。另外，由于電源線要先到SPD，再由SPD到配電設(shè)備或用電設(shè)備，不可避免地增加了兩個(gè)接頭，如果處理不得當(dāng)，例如接觸不良、接點(diǎn)氧化、松脫等，在電流較大時(shí)導(dǎo)致接點(diǎn)發(fā)熱，輕者導(dǎo)致供電中斷，嚴(yán)重的還會(huì)造成起火燃燒等惡性事故，這是有先例教訓(xùn)的。因此，凱文式接線方式并不是萬(wàn)能良藥，還需要根據(jù)實(shí)際情況選擇性地利用。主等電位連接排，或端子，或保護(hù)地連接排L1+L2 0.5 m

11、L2L1主等電位連接排，或端子保護(hù)地連接排室外防雷箱的安裝電源SPD應(yīng)以最短、最直的路徑接地，SPD的接地引線的彎曲角度應(yīng)不得小于90o，嚴(yán)格避免出現(xiàn)“V”型和“U”型這種小于90o的彎曲。SPD的引接線和接地引線必需通過(guò)連接端子（空開的連接端子）或銅算子連接牢固，防止雷電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的線芯收縮造成連接松動(dòng)。連接接地SPD引接線的空開應(yīng)檢查端子連接是否牢固，其安裝方向應(yīng)是往上為合上空開，禁止空開倒置安裝（這有可能因?yàn)榭臻_合匣手柄因輕微重力在空開遇保護(hù)需上跳開時(shí)不能及時(shí)跳開）。防雷器接線規(guī)范要求（續(xù)）室外防雷箱的安裝防雷器幾種接法的可靠性最有效的連接方式(凱文接線)L1 L2 L3防著火凱文接法

12、NPE交流引入線次有效的連接方式(并接)L1 L2 L3防著火NPE交流引入線空開空開空開（斷路器）空開（斷路器）室外防雷箱的安裝防雷器幾種接法的可靠性 (續(xù))L1L2L3防著火NPE交流引入線空開保護(hù)跳開后不能對(duì)設(shè)備類供電進(jìn)行保護(hù)錯(cuò)誤的連接方式一錯(cuò)誤的連接方式二L1L2L3防著火NPE交流引入線B級(jí)防雷器箱空開保護(hù)跳開后不能對(duì)設(shè)備類供電進(jìn)行保護(hù)空開空開空開（斷路器）空開（斷路器）室外防雷箱的安裝例如某地基站加裝的B級(jí)防雷器采用錯(cuò)誤的 “凱文”接法，實(shí)例和接線圖如圖所示：這種凱文接法實(shí)際上使得防雷器串接的空開串聯(lián)到了主回路中，當(dāng)雷電脈沖使空開調(diào)閘后就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)房斷電。經(jīng)過(guò)調(diào)查，使用這種接法的

13、地區(qū)在雷擊時(shí)機(jī)房斷電頻繁，給供電安全和運(yùn)維工作帶來(lái)了極大的困難。 室外防雷箱的安裝普通并聯(lián)式接線方式與采用凱文式接線方式在基站環(huán)境的具體應(yīng)用上圖是普通并聯(lián)式接線，由于安裝前沒(méi)有仔細(xì)考慮安裝位置和布線，結(jié)果SPD的連線長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范要求的0.5m的要求，開關(guān)電源進(jìn)線端的殘壓等于防雷箱的殘壓加上69m導(dǎo)線的殘壓，防雷箱肯定起不到應(yīng)有的保護(hù)效果。許多基站安裝防雷箱后，雷擊過(guò)后防雷箱也動(dòng)作了（有雷擊計(jì)數(shù)），但開關(guān)電源還會(huì)被雷擊損壞，用戶在廠家的誤導(dǎo)下認(rèn)為防雷箱容量太小，然后再加裝大容量的防雷箱，實(shí)際改善效果并不明顯?？梢哉f(shuō)，這與防雷箱的安裝施工不規(guī)范有很大的關(guān)系。室外防雷箱的安裝上圖是采用凱文式接線

14、的實(shí)例，這樣安裝有幾個(gè)好處：1. 配電系統(tǒng)和設(shè)備的接地線不用改動(dòng)，工程量小。2. 防雷箱在最前端可以保護(hù)后面所有的負(fù)載，保護(hù)最全面。3. 防雷箱安裝在總接地母排旁邊，引線最短，殘壓最低，雷電流入地通道最合理，保護(hù)效果最好。4. 所有設(shè)備的接地均連接到總接地母排上，參考電位一致，無(wú)地電位反擊的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然，上圖的例子是比較理想情況下的，如果配電線線徑過(guò)大、配電線不夠長(zhǎng)、室外無(wú)斷路器、防雷箱無(wú)合適安裝空間等，都會(huì)阻礙凱文式接線的實(shí)施。工程中應(yīng)把握全局、合理設(shè)計(jì)、遵循標(biāo)準(zhǔn)、靈活應(yīng)用、細(xì)心施工、嚴(yán)守規(guī)范。凱文式接線在工程中要多加以利用，以期得到最好的保護(hù)效果，但忽視具體應(yīng)用環(huán)境，一味強(qiáng)調(diào)采用凱文式接線，

15、也是不切實(shí)際的做法。 室外防雷箱的安裝室外防雷箱的安裝室外防雷箱的安裝室外防雷箱的安裝室外防雷箱的安裝室外防雷箱的安裝TT供電系統(tǒng)單相 1+N型避雷器1+1接線方式室外防雷箱的安裝TT供電系統(tǒng)三相380V 3P+N型避雷器3+1傳統(tǒng)接線方式室外防雷箱的安裝TT供電系統(tǒng)380V 3P+N型避雷器傳統(tǒng)接線方式室外防雷箱的安裝220V單相兩線對(duì)地2P避雷器接線方式室外防雷箱的安裝380V三相供電系統(tǒng) 四線對(duì)地4P避雷器傳統(tǒng)接線方式室外防雷箱的安裝380V三相供電系統(tǒng)SPD引接線上電斷路器（熔斷器）選型表，注：220V單相同型號(hào)SPD斷路器往上一級(jí)選型備注：A、SPD保護(hù)器與被保護(hù)設(shè)備的距離應(yīng)不大于5M為宜。B、斷路器與SPD之間連接的導(dǎo)線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以不大于1M為宜，大于1M時(shí)，導(dǎo)線的