防雷基礎設計-圖文

1、防雷基礎知識防雷基礎知識雷電知識簡介雷電知識簡介雷電防護的基本原則雷電防護的基本原則通信局站的防雷接地通信局站的防雷接地通信設備雷電防護基本措施通信設備雷電防護基本措施常見問題常見問題 目目 錄錄雷電知識簡介雷電知識簡介雷電的產生雷電的產生防雷區(qū)的劃分防雷區(qū)的劃分雷電參數簡介雷電參數簡介雷電過電壓的產生及其危害雷電過電壓的產生及其危害 雷電的產生及部分統(tǒng)計特性雷電的產生及部分統(tǒng)計特性1、產生、產生l形成雷云l云中電荷分布不均勻2 2、部分統(tǒng)計特性、部分統(tǒng)計特性n多數雷電放電發(fā)生在云內，少數發(fā)生在雷云與大地之間n90左右的雷是負極性雷電知識簡介雷電知識簡介雷電的產生雷電的產生防雷區(qū)的劃分防雷區(qū)的

2、劃分雷電參數簡介雷電參數簡介雷電過電壓的產生及其危害雷電過電壓的產生及其危害 雷電保護區(qū)域劃分示意圖雷電保護區(qū)域劃分示意圖防雷區(qū)的概念防雷區(qū)的概念 將需要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)，以規(guī)定各部分空間不同的電磁環(huán)境，同時指明各區(qū)交界處的等電位聯結點的位置。 LPZ0A：本區(qū)內各物體可能遭受直接雷擊,電磁場沒有衰減； LPZ0B：本區(qū)內各物體不可能遭受直接雷擊,電磁場沒有衰減； LPZ1：本區(qū)內各物體不可能遭受直接雷擊，電磁場有可能衰減； LPZ2：后續(xù)防雷區(qū)，電磁場有進一步的減小。 一個被保護的區(qū)域，從電磁兼容的觀點來看，由外到內可分為幾級保護區(qū)，最外層是0級，是直接雷擊區(qū)域，危險性最高；越往

3、里，則危險程度越低。雷電知識簡介雷電知識簡介雷電的產生雷電的產生防雷區(qū)的劃分防雷區(qū)的劃分雷電參數簡介雷電參數簡介雷電過電壓的產生及其危害雷電過電壓的產生及其危害 雷電參數簡介雷暴日雷電參數簡介雷暴日表征雷電活動的頻率：年平均雷暴日年平均雷暴日北回歸線以南的大部分地區(qū)，平均雷暴日數一般在80以上；北回歸線到長江一帶約為4080之間；長江以北的大部分地區(qū)（包括東北）多在2040之間；西北地區(qū)的大部分地方在20以下；西藏雅魯藏布江一帶約為5080。少雷區(qū)：少雷區(qū)：我國把年平均雷暴日不超過25天的區(qū)域中雷區(qū)：中雷區(qū)：年平均雷暴日在2540天的區(qū)域多雷區(qū)：多雷區(qū)：年平均雷暴日在4090天的區(qū)域強雷區(qū)：強

4、雷區(qū)：年平均雷暴日在90天的區(qū)域以上。雷電參數簡介雷電流波形雷電參數簡介雷電流波形tI(%)1001050T1I peak記為T1/T2 如8/20usT2nT1：波頭時間nT2：半峰值時間nIp： 峰值電流n主要雷電測試波形：8/20us、10/350us（電流波）；10/700us、1.2/50us（電壓波）等。雷電參數簡介雷電波頻譜分析雷電參數簡介雷電波頻譜分析 通過對雷電波的頻譜分析可知：1.雷電流主要分布在低頻部分，且隨著頻率的升高而遞減。在波尾相同時，波前越陡高次諧波越豐富。在波前相同的情況下，波尾越長低頻部分越豐富；2.雷電的能量主要集中在低頻部分，約90以上的雷電能量分布在頻率

5、為10kHz以下。這說明了在信息系統(tǒng)中，只要防止10kHz以下頻率的雷電波竄入，就能把雷電波能量消減90以上，這對防雷工程具有重要的指導意義。雷電知識簡介雷電知識簡介雷電的產生雷電的產生防雷區(qū)的劃分防雷區(qū)的劃分雷電參數簡介雷電參數簡介雷電過電壓的產生及其危害雷電過電壓的產生及其危害 雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生l 直擊雷l 感應雷l 線路來波l 地電位反擊 其中，直擊雷的防護主要是建筑防雷應完成的任務，感應雷、線路來波、地電位反擊是需要通信設備防雷需要認真考慮的因素。直擊雷（一）直擊雷（一）雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生直擊雷（二）直擊雷（二）高電位引入大電流引入天饋線雷電過電壓的產生雷

6、電過電壓的產生設備間互連的信號電纜雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生設備間互連信號電纜雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生雷電侵入波低壓電力線雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生地電位反擊接地體1接地體2電纜設備設備雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生機房內設備之間的地電位差機房保護接地排外線引入機房U=L*di/dt雷擊過電流信號線雷電過電壓的產生雷電過電壓的產生電磁污染、電磁干擾電磁污染、電磁干擾設備損壞、系統(tǒng)崩潰設備損壞、系統(tǒng)崩潰雷電過電壓造成的后果雷電過電壓造成的后果雷電知識簡介雷電知識簡介雷電防護的基本原則雷電防護的基本原則通信局站的防雷接地通信局站的防雷接地通信設備雷電防護基本措施通信設備雷電防

7、護基本措施常見問題常見問題 目目 錄錄系統(tǒng)防護原則系統(tǒng)防護原則多級防護原則多級防護原則概率防護原則概率防護原則 通信設備雷電防護的基本原則通信設備雷電防護的基本原則建筑物的直擊雷防護系統(tǒng)防護措施系統(tǒng)防護措施概率防護原則概率防護原則1 1、雷電放電本身就有一定的隨機性，雷電參數有一定的、雷電放電本身就有一定的隨機性，雷電參數有一定的統(tǒng)計性質統(tǒng)計性質2 2、防雷裝置不能阻止雷閃的形成（、防雷裝置不能阻止雷閃的形成（IEC61024IEC61024第一句）第一句）3 3、防雷器件不能完全抑制所有過電壓和過電流、防雷器件不能完全抑制所有過電壓和過電流4 4、對于發(fā)生概率很小的高水平浪涌其防護的費用急劇

8、上、對于發(fā)生概率很小的高水平浪涌其防護的費用急劇上升升.3L+NBCDAC/DCIVIIIIII6kV4kV2.5kV1.5kV吸能極大響應較慢機房進線處，用戶選配吸能較大響應一般電源交流配電處吸能一般響應較快整流模塊前吸能很小響應很快整流模塊內電源系統(tǒng)多級保護方案電源系統(tǒng)多級保護方案 IIVIIV級保護級保護多級防護原則多級防護原則 雷電知識簡介雷電知識簡介雷電防護的基本原則雷電防護的基本原則通信局站的防雷接地通信局站的防雷接地通信設備雷電防護基本措施通信設備雷電防護基本措施常見問題常見問題 目目 錄錄通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計通信局站的接地系統(tǒng)通信局站的接地系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)簡

9、介低壓配電系統(tǒng)簡介局內布線局內布線接地電阻接地電阻 通信局站地接地系統(tǒng)通信局站地接地系統(tǒng)l接地體：接地體：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體。l接地總匯集線：接地總匯集線：建筑物內各種接地線由此引出。l接地引入線：接地引入線：建筑物內接地總匯集線與接地體之間的連接線。l接地排：接地排：從接地總匯集線上接出到建筑物各層或各房間中的接地裝置。各種通信設備的接地線一般接到各房間的接地排上。接地總匯集線接地排接地排接地體接地引入線避雷針避雷針接地引入線設備地面地下建筑物的接地系統(tǒng)建筑物的接地系統(tǒng)通信局站地接地系統(tǒng)通信局站地接地系統(tǒng)幾個常見名詞幾個常見名詞l保護接地：保護接地：設備金屬外殼及其他非正常帶

10、電部分的接地。l工作接地：工作接地：在AC/DC電源內（或配電屏內），輸出直流48V總接線排的正極接地。對于24V系統(tǒng)，是直流24V的負極接地。l建筑物的防雷接地：建筑物的防雷接地：屬于接地系統(tǒng)的一部分，用于建筑物的直擊雷保護。包括建筑物的避雷針、避雷帶、避雷網等結構，以及雷電流引下線。工作接地工作接地 通信設備AC/DC電源-48V0V48V負極48V正極接地匯集體或配電屏工作接地線不規(guī)范用詞：工作地等電位聯結等電位聯結 等電位聯結等電位聯結是用聯結導體或浪涌保護器將處在需要防雷空間內的防雷裝置、建筑物的金屬構架、金屬裝置、外來導體、電氣裝置或電信裝置等聯結起來。 其主要目的是減小需要防雷空

11、間內的各金屬部件以及各系統(tǒng)之間的電位差。等電位聯結等電位聯結等電位聯結等電位聯結 對信息系統(tǒng)的外露導電物應建立等電位聯結網，它們與建筑物的共用接地系統(tǒng)的等電位聯結有以下兩個原則方法： S型 星形結構 M型 網狀結構 通常，S型等電位聯結網用于相對較小或限定于局部的系統(tǒng)。M型等電位聯結網用于延伸較大的開環(huán)系統(tǒng)。在復雜系統(tǒng)中，兩種型式（M型和S型）的優(yōu)點可組合在一起，形成復雜的聯結網結構。等電位聯結等電位聯結等電位聯結等電位聯結S 星形結構M 網狀結構SM基本的等電位聯結網與公共聯接網的連接SsMm等電位聯結等電位聯結通信局站等電位連接基本要求通信局站等電位連接基本要求l通信局站內，應采用通信設備

12、的工作接地、保護接地、建筑物的防雷接地合用一組接地體的聯合接地方式。這是對通信局站地等電位連接要求。l對于移動通信站，要求機房地網、鐵塔地網、配電變壓器地網連接成一個統(tǒng)一的地網。鐵塔地網機房地網變壓器地網水平接地體垂直接地體移動站天饋系統(tǒng)外部防雷接地移動站天饋系統(tǒng)外部防雷接地 30度角天線30度角避雷針接地夾饋線接地夾室外接地排接地體避雷器基站設備鐵塔室內保護地銅排通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計通信局站的接地系統(tǒng)通信局站的接地系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)簡介低壓配電系統(tǒng)簡介局內布線局內布線接地電阻接地電阻 低壓供電系統(tǒng)的接地型式低壓供電系統(tǒng)的接地型式TN系統(tǒng)（分為系統(tǒng)（分為TN-S、TN-C、T

13、N-C-S三種）三種）TT系統(tǒng)系統(tǒng)IT系統(tǒng)系統(tǒng) 低壓供電系統(tǒng)根據國家的不同有差異。在我國，城市的建筑物內普遍采用TN-S,或TN-C-S，農村和郊區(qū)曠野地帶較長見TT系統(tǒng)。型式以拉丁文字作代號，其意義為：l 第一個字母表示電源端與地的關系：l T（法文Terre）電源端有一點直接接地；l I（法文Isoland）電源端所有帶電部分不接地或有一點通過阻抗接地。l 第二個字母表示電氣裝置的外露可導電部分與地的關系：l T（法文Terre）電氣裝置的外露可導電部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點；l N（法文 Neutre）電氣裝置的外露可導電部分與電源端接地點有直接電氣連接。l 短橫

14、線（）后的字母用來表示中性導體與保護導體的組合情況：l S（法文Separateur）中性導體和保護導體是分開的；l C（法文Combinaison） 中性導體和保護導體是合一的。低壓供電系統(tǒng)的接地型式低壓供電系統(tǒng)的接地型式 TN-STN-S系統(tǒng)系統(tǒng)L2L3L1NLPE電源端接地點設備設備外露可導電部分 TN-CTN-C系統(tǒng)系統(tǒng)L2L3L1LPEN電源端接地點設備設備外露可導電部分TN-C-STN-C-S系統(tǒng)系統(tǒng)L2L3L1LPEN電源端接地點設備設備外露可導電部分 TTTT系統(tǒng)系統(tǒng)L2L3L1LN電源端接地點設備設備外露可導電部分ITIT系統(tǒng)系統(tǒng)L2L3L1L電源端不接地或通過阻抗接地設備設

15、備外露可導電部分通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計通信局站的接地系統(tǒng)通信局站的接地系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)簡介低壓配電系統(tǒng)簡介局內布線局內布線接地電阻接地電阻 l進入通信局站的低壓電力電纜宜埋地引入，宜采用具有金屬鎧裝屏蔽層的電纜（或穿金屬管屏蔽）。l屏蔽層兩端接地（或金屬管兩端接地）。電纜埋地長度宜不小于50m。進局的低壓電力電纜進局的低壓電力電纜進局信號電纜的正確布放和防雷進局信號電纜的正確布放和防雷l信號電纜應埋地進入通信局站。l進入通信局站的信號電纜應采用屏蔽電纜（或穿金屬管）。l信號電纜的屏蔽層（或金屬管）建議兩端接地。l信號電纜進入室內后應在設備的對應接口處加裝信號避雷器保護，信號避

16、雷器的保護接地線應盡量短。信號電纜在通信局站外不應架空布放信號電纜在通信局站外不應架空布放 正常情況下建筑物內互連的信號線，如果在建筑物外架空走線，由于外部暴露空間對雷電電磁場沒有衰減作用，這些信號線在雷擊發(fā)生時引入的雷擊過電壓和過電流往往超過設備接口正常設計的防雷保護級別，很容易造成設備遭受雷擊損壞。 特別是移動基站到傳輸設備的E1線。由于不同用戶很多情況機房分開建設，E1線在外部暴露空間受到雷電電磁場的嚴重感應之外，還可能出現不同機房之間的地電位反擊問題，所以移動基站到傳輸設備的E1線架空對于設備防雷而言是極惡劣的一種情況。要盡量加以避免。 進入通信局站的光纜，若光纜中含有金屬加強筋，則加

17、強筋在機房內應可靠的連接到機房的保護接地排。 這是由于光纖在外部暴露空間架空走線，光纖加強筋是金屬的，可以感應非常高的雷擊過電壓。如果加強筋沒有做接地處理，雷擊時加強筋很可能對接地物體發(fā)生絕緣擊穿，從而產生瞬間高溫，嚴重時可以使光纖融化。光纜的防雷光纜的防雷通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計通信局站的接地系統(tǒng)通信局站的接地系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)簡介低壓配電系統(tǒng)簡介局內布線局內布線接地電阻接地電阻 接地電阻值接地電阻值交換系統(tǒng)容量市話2000門以下 市話10000門以下(含10000門) 長話2000路以下(含2000路)市話10000門以上 長話2000路以上接地電阻小于等于5歐姆小于等于3歐

18、姆小于等于1歐姆a a 綜合通信大樓的接地電阻宜不大于綜合通信大樓的接地電阻宜不大于1 1歐姆。歐姆。b b 交換設備的接地電阻應滿足下表的規(guī)定。交換設備的接地電阻應滿足下表的規(guī)定。 接入網、傳輸、寬帶接入、數通、多媒體可參考。c c 移動通信基站的接地電阻值應小于移動通信基站的接地電阻值應小于5 5歐姆，歐姆，對于年雷暴日小于對于年雷暴日小于2020天的地區(qū)，接地電阻值可天的地區(qū)，接地電阻值可小于小于1010歐姆。歐姆。無線接入基站可參考。無線接入基站可參考。接地電阻值接地電阻值雷電知識簡介雷電知識簡介雷電防護的基本原則雷電防護的基本原則通信局站的防雷接地通信局站的防雷接地通信設備雷電防護基

19、本措施通信設備雷電防護基本措施常見問題常見問題 目目 錄錄通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計簡介簡介端口防護設計端口防護設計接地設計接地設計 通信設備的防雷設計，主要包括三大方面的內容：端口防雷設計、設備內部系統(tǒng)接地設計，電纜屏蔽設計。 對于絕大多數產品來說，端口防雷設計，以及設備內的系統(tǒng)接地設計最為關鍵。 從防雷角度，一般僅對室外型設備提出電纜屏蔽設計的要求。簡簡 介介通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計簡介簡介端口防護設計端口防護設計接地設計接地設計 作用：作用：1、外部線纜引入設備的過電壓，經過防雷器后過電壓值被限制到后級接口電路能夠承受的范圍之內；2、外部線纜引入設備的過電流

20、，絕大部分被防雷器短路到大地，僅有極少部分的電流泄漏到后級接口電路之中，從而起到保護設備的作用。定義：定義：防雷器是通過限制瞬態(tài)雷擊過電壓以及旁路雷擊過電流來保護設備的一種保護裝置，它包含至少一個非線性元件。防雷器及其作用防雷器及其作用E1E1防雷器的例子防雷器的例子 G 1G 2R 1組 合 式TV STIPR IN GP E電源防雷器（電源防雷器（SPDSPD）的要求）的要求模塊式電源模塊式電源SPDSPD的要求的要求1、SPD模塊損壞聲光告警；2、SPD模塊損壞告警上報；3、SPD模塊替換；4、熱容和過流保護；箱式電源箱式電源SPDSPD的要求的要求1、SPD劣化指示；2、SPD模塊損壞

21、聲光告警；3、SPD模塊損壞告警上報；4、熱容和過流保護；5、保險跳閘告警；*6、雷電計數；*SPDSPD；Surge Protection DeviceSurge Protection Device信號防雷器信號防雷器以下場合需要在設備信號端口加裝防雷器以下場合需要在設備信號端口加裝防雷器a、信號線架空出戶；b、建筑物內部，信號走線長度超過50m。 另外，移動基站的信號口、與移動基站的有信號連線的設備端口以加裝E1信號防雷器。電源防雷器的不正確的連接電源防雷器的不正確的連接 -48V BGNDPGND通信設備去電源電源避雷器-48VBGND差模過電流abcd 信號避雷器其它設備被保護通信設備

22、12接地匯流條信號接口板內部信號走線機房保護接地排信號防雷器的不正確接地信號防雷器的不正確接地-48V BGND PGND通信設備電源防雷器信號防雷器天饋防雷器信號線信號防雷板機房保護地排機房保護地排12天饋接地排防雷器去電源BGND -48V信號線電源防雷箱12正確的防雷器接地正確的防雷器接地通信設備雷電防護設計通信設備雷電防護設計簡介簡介端口防護設計端口防護設計接地設計接地設計 l接地線嚴禁從戶外架空引入，必須全程埋地或室內走線。l接地線不宜與信號線平行走線或相互纏繞。l接地線應選用銅芯導線，不得使用鋁材。 l保護地線應選用黃綠雙色相間的塑料絕緣銅芯導線。l保護地線上嚴禁接頭，嚴禁加裝熔斷

23、器或開關。 l接地端子必須經過防腐、防銹處理，其連接應牢固可靠。l移動通信基站設備到用戶接地排的距離不應超過30米，且越短越好。當超過30米時，應要求用戶重新就近設置接地排?；疽?guī)則基本規(guī)則設備級系統(tǒng)接地設計設備級系統(tǒng)接地設計a a、具有外露金屬外殼的設備應做保護接地、具有外露金屬外殼的設備應做保護接地 這是防止設備產生電擊危險而作出的安全規(guī)定。通信設備保護接地端子引出的保護接地線應連接到機房的保護接地排上。b b、直流回流導體與保護地在設備內單點短接、直流回流導體與保護地在設備內單點短接 接地設計采用直流電源回流導體（-48VRTN/+24VRTN）和保護地在設備內部單點短接的方式，對設備防

24、雷有極大的好處。c c、同一套設備的相鄰機柜間保護地應做等電位互連、同一套設備的相鄰機柜間保護地應做等電位互連設備級系統(tǒng)接地設計設備級系統(tǒng)接地設計機柜A機柜B機柜Cd d、設備機殼的絕緣、設備機殼的絕緣 設備放置在機房中，除了有意連接的保護接地線之外，設備的外殼應與機房的地板、墻壁、天花板、走線架絕緣。 設備系統(tǒng)接地設計的例子設備系統(tǒng)接地設計的例子-48V RTN PGND通信設備電源防雷器天饋防雷器信號防雷板機房保護地排室外接地排天饋接地排防雷器去電源1PGND通信設備雷電知識簡介雷電知識簡介雷電防護的基本原則雷電防護的基本原則通信局站的防雷接地通信局站的防雷接地通信設備雷電防護基本措施通信

25、設備雷電防護基本措施常見問題常見問題 目目 錄錄保護接地線的線徑保護接地線的線徑設備額定電流（A）最小截面積（平方毫米）大于32小于等于406大于40小于等于6310大于63小于等于8016大于80小于等于10025a a、設備額定工作電流、設備額定工作電流b b、防雷、防雷c c、抗偶然外力碰觸、抗偶然外力碰觸對接地電阻選取的正確認識對接地電阻選取的正確認識a a、接地電阻值和防雷、接地電阻值和防雷 接地電阻值對設備防雷的影響不大。b b、接地電阻值和安全、接地電阻值和安全 接地電阻值的大小對通信局站的安全問題有影響。c、接地電阻的工程界面問題、接地電阻的工程界面問題 應該由電信運營商對通信

26、局站的接地電阻負責。 哪些設備需要做保護接地哪些設備需要做保護接地 機房內具有金屬外殼的設備都應該做保護接地。例如，DDF架，雖然是不耗電的設備，其金屬外殼也需要保護接地；機房中一些專門放置小型臺式設備的金屬機架，其架體本身也需要做保護接地。 電視機、顯示器等具有加強絕緣塑料外殼的電器，不需要做保護接地。設備采用單獨的通信地設備采用單獨的通信地a、首先，信產部的相關規(guī)范中規(guī)定，通信設備的工作接地、保護接地、建筑物的防雷接地應共用一組接地體，即采用聯合接地的方式b、其次，從防雷角度，通信設備的接地必須和建筑物的防雷接地共用一個地網。防止因為地電位反擊損壞通信設備。c、等電位連接措施接地錯誤理解接

27、地錯誤理解機房內無保護接地排，配電柜機房內無保護接地排，配電柜48V48V正極排能否當做保護地排正極排能否當做保護地排1、首先應向用戶要求提供機房保護接地排。2、如果用戶表示無法提供機房保護接地排，可以考慮將機房AC/DC電源設備的48V正極排當做機房的保護接地排。 2.1、首先要征得用戶的同意。也即用戶同意將AC/DC電源設備的48V正極排當做機房的保護接地排， 2.2、這樣做不能稱為復接到工作地線上 2.3、必須保證AC/DC電源設備的電源48V正極排是可靠接地大地的!直流設備直流設備接地問題解答接地問題解答機房無保護接地排，能否通過交流電源的機房無保護接地排，能否通過交流電源的PEPE接地接地交流設備交流設備a、小型臺式終端設備、或低端設備，用戶家庭或辦公環(huán)境，設備功耗很小，采用普通電源軟線供電b、大型柜式局用