《通信電源》課件-通信電源第4版第3章 通信局站的接地與防雷_第1頁
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通信電源(第4版)漆逢吉主編1第3章通信局(站)的接地與防雷通信電源(第4版)漆逢吉主編23.1聯(lián)合接地概述大地有導(dǎo)電性,并具有無限大的容電量,在吸收大量電荷后仍能保持電位不變,因此可以用來作為良好的參考電位。為了保證通信質(zhì)量并確保人身與設(shè)備安全,通信局(站)必須有良好的接地裝置,使各種電氣電子設(shè)備的零電位點(diǎn)與大地有良好的電氣連接,具有近似大地(或代替大地的導(dǎo)電體)的電位。通信局(站)的接地,必須采用聯(lián)合接地方式。接地與防雷設(shè)施應(yīng)符合通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求:YD5098—2005《通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T1429—2006《通信局(站)在用防雷系統(tǒng)的技術(shù)要求和檢測方法》YD/T5175—2009《通信局(站)防雷與接地工程驗(yàn)收規(guī)范》YD/T2324—2011《無線基站防雷的技術(shù)要求和測試方法》通信電源(第4版)漆逢吉主編33.1.1聯(lián)合接地的定義與聯(lián)合接地系統(tǒng)的組成聯(lián)合接地的定義:聯(lián)合接地就是按均壓、等電位原理,使通信局(站)內(nèi)各建筑物的基礎(chǔ)接地體和其他專設(shè)接地體相互連通形成一個(gè)共用地網(wǎng),并將電氣電子設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地、邏輯接地、屏蔽體接地、防靜電接地以及建筑物防雷接地等共用一組接地系統(tǒng)的接地方式。聯(lián)合接地系統(tǒng)由接地網(wǎng)、接地引入線、接地匯集線(包括接地匯流排)和接地線組成。

通信電源(第4版)漆逢吉主編4設(shè)備的接地路徑設(shè)備的接地路徑是:設(shè)備中的接地端→接地線→接地匯集線(包括接地匯流排)→接地引入線→接地網(wǎng)→大地。接地連接線不得使用鋁材。

通信電源(第4版)漆逢吉主編5聯(lián)合接地系統(tǒng)對保障防雷安全必不可少

通信局(站)采用聯(lián)合接地,把建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)組成一個(gè)法拉第籠式均壓體,同時(shí)實(shí)施等電位連接,從而較好地保障了工作人員和設(shè)備的防雷安全,并對通信設(shè)備起到了一定的電磁屏蔽作用。通信電源(第4版)漆逢吉主編61.接地網(wǎng)(1)接地網(wǎng)的定義

為達(dá)到與地連接的目的,一根或一組與土壤(大地)密切接觸并提供與土壤(大地)之間的電氣連接的導(dǎo)體,稱為接地體。接地網(wǎng)由一組或多組接地體在地下相互連通構(gòu)成,為電氣電子設(shè)備或金屬結(jié)構(gòu)提供基準(zhǔn)電位和對地泄放電流的通道。

接地網(wǎng)簡稱地網(wǎng)。通信電源(第4版)漆逢吉主編7(2)機(jī)房接地網(wǎng)

通信局(站)應(yīng)圍繞機(jī)房建筑物散水點(diǎn)外埋設(shè)環(huán)形接地體(包括水平接地體和垂直接地體),將環(huán)形接地體與建筑物基礎(chǔ)地網(wǎng)多點(diǎn)焊接連通,從而構(gòu)成機(jī)房接地網(wǎng)。通信電源(第4版)漆逢吉主編8(3)對接地體的要求接地體埋深宜不小于0.7m(接地體上端距地面的距離)。在嚴(yán)寒地區(qū),接地體應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下。垂直接地體通常采用長度為2.5m的不小于50mm×50mm×5mm熱鍍鋅角鋼,或直徑不小于50mm、壁厚不小于3.5mm的熱鍍鋅鋼管。垂直接地體的間距宜不小于其長度的2倍。地網(wǎng)四角的連接處應(yīng)埋設(shè)垂直接地體。水平接地體應(yīng)采用熱鍍鋅扁鋼(或銅材),扁鋼規(guī)格不小于40mm×4mm。通信電源(第4版)漆逢吉主編9對接地體的要求(續(xù))接地體之間的所有連接,必須使用焊接。焊點(diǎn)均應(yīng)做防腐處理(澆灌在混凝土中的除外),通常在焊點(diǎn)處涂抹瀝青防腐。建筑物周圍設(shè)置的環(huán)形接地體,應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)地網(wǎng)每隔5~10m相互作一次連接。地網(wǎng)宜在不同方向上至少設(shè)兩個(gè)測試點(diǎn),并有明顯的測試點(diǎn)標(biāo)志,以便測量接地電阻。YD/T5175—2009中規(guī)定,測試點(diǎn)標(biāo)志為:刷成白色底漆,標(biāo)黑色記號:通信電源(第4版)漆逢吉主編102.接地引入線接地網(wǎng)與接地總匯集線(或總匯流排)之間相連的導(dǎo)電體稱為接地引入線。接地引入線的長度不宜超過30m,材料宜采用40mm×4mm或50mm×5mm的熱鍍鋅扁鋼。接地引入線不宜從鐵塔塔腳附近引入,不宜與暖氣管同溝布放。接地引入線與接地體的連接必須采用焊接。接地引入線在地下應(yīng)作三層防腐處理:先涂瀝青,然后繞一層麻布,再涂瀝青;其出土部位應(yīng)有防機(jī)械損傷和絕緣防腐的措施。通信電源(第4版)漆逢吉主編113.接地匯集線接地匯集線是指作為接地導(dǎo)體的條狀銅排(或熱鍍鋅扁鋼等),在通信局(站)內(nèi)通常作為接地系統(tǒng)的主干(母線),可以敷設(shè)成環(huán)形或線形。不同金屬的連接點(diǎn)應(yīng)防止電化學(xué)腐蝕。接地匯集線的截面積應(yīng)根據(jù)最大故障電流和材料的機(jī)械強(qiáng)度來確定,一般應(yīng)采用截面積不小于160mm2的銅排,高層建筑物的垂直接地主干線應(yīng)采用截面積不小于300mm2的銅排。接地匯流排是接地匯集線的一種形態(tài),是與接地母線相連,作為各類接地線連接端子的矩形銅排。通信電源(第4版)漆逢吉主編124.接地線

各類設(shè)備的接地端與接地匯集線或接地匯流排之間的連接導(dǎo)線,稱為接地線。通信電源(第4版)漆逢吉主編13對接地線的要求①接地線應(yīng)采用多股銅芯絕緣導(dǎo)線布放(不準(zhǔn)使用裸導(dǎo)線布放),線芯的截面積,應(yīng)根據(jù)最大故障電流和機(jī)械強(qiáng)度選擇。②一般設(shè)備(或機(jī)架)的保護(hù)接地線,應(yīng)使用截面積不小于16mm2的多股銅線;當(dāng)相線截面積S大于35mm2時(shí),保護(hù)地線截面積應(yīng)不小于S/2。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等小型設(shè)備的接地線,應(yīng)采用截面積不小于4mm2的多股銅線連接到本機(jī)架的匯流排,然后用16mm2的多股銅線連接到接地匯集線或接地匯流排。③開關(guān)電源系統(tǒng)的直流工作接地線,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)容量采用70~95mm2的多股銅導(dǎo)線,單獨(dú)從接地匯集線或接地匯流排上引入。通信電源(第4版)漆逢吉主編14對接地線的要求(續(xù))④嚴(yán)禁在接地線中加裝開關(guān)或熔斷器。⑤接地線應(yīng)盡量短、直,多余的線纜應(yīng)切斷,嚴(yán)禁盤繞。⑥多股接地線與接地匯集線及設(shè)備連接時(shí),必須加裝接線端子(銅鼻),接線端子尺寸應(yīng)與線徑相吻合,壓(焊)接牢固。接線端子與匯集線(或匯流排)應(yīng)采用鍍鋅螺栓連接并加裝平墊片和彈簧墊片

,其接觸部分應(yīng)平整、緊固,無銹蝕、氧化,不同材料連接時(shí)應(yīng)涂凡士林或黃油防銹。⑦一般接地線宜采用外護(hù)套為黃綠相間的電纜,大截面積電纜應(yīng)保證接地線與匯集線(或匯流排)的連接處有清晰的標(biāo)識牌。通信電源(第4版)漆逢吉主編15對接地線的要求(續(xù))⑧光纜的金屬加強(qiáng)芯和金屬護(hù)層應(yīng)在分線盒或光纖配線架(ODF)內(nèi)可靠連通,并與機(jī)架絕緣后使用截面積不小于16mm2的多股銅線,引到本機(jī)房內(nèi)第一級接地匯流排(或匯集線)上。⑨室內(nèi)的走線架及各類金屬構(gòu)件必須接地,各段走線架之間必須電氣連通。走線架的接地線宜采用截面積不小于35mm2的銅導(dǎo)線

⑩當(dāng)機(jī)房設(shè)有防靜電地板時(shí),應(yīng)在地板下圍繞機(jī)房敷設(shè)閉合的環(huán)形接地線,作為地板金屬支架的接地引線排,其材料為銅導(dǎo)線,截面積應(yīng)不小于50mm2;從接地匯集線上引出不少于2根截面積為50~70mm2的銅質(zhì)接地線,與引線排的南、北或東、西側(cè)連通。通信電源(第4版)漆逢吉主編163.1.2室內(nèi)接地系統(tǒng)的等電位連接將不同的電氣裝置、導(dǎo)電物體等,用接地導(dǎo)體或浪涌保護(hù)器(SPD)以某種方式連接起來,以減小雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差,稱為等電位連接。通信局(站)室內(nèi)接地系統(tǒng)的等電位連接,有網(wǎng)狀、星形和網(wǎng)狀-星形混合型接地三種結(jié)構(gòu)。通信電源(第4版)漆逢吉主編17等電位連接的基本結(jié)構(gòu)與組合方式通信電源(第4版)漆逢吉主編181.網(wǎng)狀接地結(jié)構(gòu)(M型結(jié)構(gòu))網(wǎng)狀接地結(jié)構(gòu)為多點(diǎn)接地。網(wǎng)狀接地的主要優(yōu)點(diǎn),一是各種設(shè)備可從不同的方位就近接地,設(shè)備之間等電位效果較好;二是在高頻時(shí)可獲得一個(gè)低阻抗網(wǎng)絡(luò),對外界電磁場有一定的衰減作用;三是建筑物內(nèi)的金屬構(gòu)件、電纜支架、槽架無須專門做絕緣處理,因此實(shí)施通信設(shè)備的安裝施工較為容易。其缺點(diǎn)是異常電流的方向和路徑很難確定,個(gè)別情況下可能會(huì)引入低頻干擾。網(wǎng)狀接地結(jié)構(gòu)一般適用于分布范圍較大的系統(tǒng),或設(shè)備之間、設(shè)備與外界的連接線較多,而且復(fù)雜的情況。通信電源(第4版)漆逢吉主編192.星形接地結(jié)構(gòu)(S型結(jié)構(gòu))星形接地結(jié)構(gòu)只允許單點(diǎn)接地。星形接地結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是:容易解決通信系統(tǒng)間的低頻干擾問題(在高頻下易引入干擾)。因?yàn)檫@種接地方式減少了環(huán)流的干擾,使得干擾電流不能形成回路。其缺點(diǎn)是,當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大、設(shè)備間連接復(fù)雜時(shí),等電位效果較差。由星形接地形式衍生出的樹枝形接地結(jié)構(gòu),要求從地網(wǎng)只引出一根垂直的主干地線到各機(jī)房的分匯流排,再由分匯流排引至各列機(jī)架。系統(tǒng)的所有金屬組件除連接點(diǎn)外,應(yīng)與公共連接網(wǎng)保持絕緣。通信電源(第4版)漆逢吉主編203.網(wǎng)狀-星形混合型接地結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀-星形混合型接地采用了兩類結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。主體采用網(wǎng)狀接地結(jié)構(gòu),減少了不同設(shè)備接地之間的電位差,方便就近接地;有些對低頻干擾較為敏感的設(shè)備,則采用局部星形接地結(jié)構(gòu)。這種等電位連接方法,方便靈活、接線簡便,安全性和可靠性較高。通信電源(第4版)漆逢吉主編213.2綜合通信大樓的接地系統(tǒng)

3.2.1接地網(wǎng)綜合通信大樓(包括通信綜合樓、交換局、傳輸局和大型數(shù)據(jù)中心等)應(yīng)采用聯(lián)合接地方式,將圍繞建筑物的環(huán)形接地體、建筑物基礎(chǔ)地網(wǎng)及變壓器地網(wǎng)相互焊接連通,共同組成聯(lián)合地網(wǎng)。局內(nèi)設(shè)有地面鐵塔時(shí),鐵塔地網(wǎng)必須與聯(lián)合地網(wǎng)在地下用水平接地體多點(diǎn)連通。當(dāng)電力變壓器設(shè)置在大樓內(nèi)時(shí),其地網(wǎng)可合用大樓地網(wǎng)。通信電源(第4版)漆逢吉主編22綜合通信大樓的地網(wǎng)示意圖

通信電源(第4版)漆逢吉主編233.2.2接地引入線與接地匯集線·從地網(wǎng)上引接多根接地引入線與底層環(huán)形匯集線連接。·綜合通信大樓的接地匯集線分為垂直接地主干線和水平接地匯集線兩部分?!ご怪苯拥刂鞲删€(VR)垂直貫穿于通信局(站)建筑物各層,可設(shè)置一根或多根,其下端連接在建筑物底層的環(huán)形接地匯集線上,同時(shí)與建筑物各層鋼筋或均壓帶連通,并就近與各樓層的水平接地匯集線(或樓層匯流排)連通?!に浇拥貐R集線應(yīng)根據(jù)通信設(shè)備的分布分層設(shè)置,各類通信設(shè)備的接地線應(yīng)就近從水平接地匯集線(或局部匯流排)引入。·在高層建筑物內(nèi),VR至少應(yīng)每隔一層與樓層均壓帶連通一次。通信電源(第4版)漆逢吉主編24底層接地總匯集環(huán)與均壓帶的連接示意圖

接地總匯集環(huán)與建筑物均壓帶應(yīng)每隔5~10m相互作一次連接。

通信電源(第4版)漆逢吉主編253.2.3各樓層接地系統(tǒng)的兩種連接形式1.第一種連接形式

第一種連接形式為網(wǎng)狀-星形混合型接地結(jié)構(gòu)。2.第二種連接形式

第二種連接形式基本上是星形接地結(jié)構(gòu)。

通信電源(第4版)漆逢吉主編26各樓層接地系統(tǒng)第一種連接形式示意圖

圖中FEB為樓層匯流排,即建筑物內(nèi)各樓層的第一級接地匯流排;LEB為局部等電位匯流排,即機(jī)房內(nèi)作局部等電位連接的接地匯流排。

通信電源(第4版)漆逢吉主編27各樓層接地系統(tǒng)第二種連接形式示意圖圖中MET為總接地匯流排,即單點(diǎn)接地的星形接地系統(tǒng)中,系統(tǒng)的第一級主匯流排;CEF為電纜入口設(shè)施,CEEB為電纜入口接地排。各樓層匯流排(FEB)應(yīng)就近與垂直接地主干線(VR)連接。當(dāng)使用多根垂直接地主干線時(shí),每條VR應(yīng)與樓層均壓網(wǎng)相互連通。通信電源(第4版)漆逢吉主編283.2.4通信設(shè)備和其他設(shè)施的接地1.通信設(shè)備的接地2.其他設(shè)施的接地

見教材P49~50。通信電源(第4版)漆逢吉主編293.3移動(dòng)通信基站的接地系統(tǒng)3.3.1基站地網(wǎng)

移動(dòng)通信基站必須采用聯(lián)合接地方式,并應(yīng)根據(jù)基站構(gòu)筑物的形式、周邊環(huán)境、土壤組成、土壤電阻率、地形以及地網(wǎng)的雷電有效沖擊半徑等因素,確定地網(wǎng)的邊界和形狀。通信電源(第4版)漆逢吉主編301.基站地網(wǎng)的組成?移動(dòng)通信基站的主地網(wǎng)是由機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)和變壓器地網(wǎng)組成的一個(gè)周邊封閉的環(huán)形地網(wǎng)。必要時(shí)增設(shè)輻射形等接地體。?當(dāng)電力變壓器設(shè)置在機(jī)房內(nèi)時(shí),其地網(wǎng)可合用機(jī)房地網(wǎng);當(dāng)鐵塔建于機(jī)房屋頂時(shí),鐵塔地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)合為一個(gè)地網(wǎng)。通信電源(第4版)漆逢吉主編31(1)機(jī)房地網(wǎng)的組成

由機(jī)房建筑基礎(chǔ)接地體(含地樁)和外圍環(huán)形接地體(包括水平接地體和垂直接地體)組成。環(huán)形接地體應(yīng)沿機(jī)房建筑物散水點(diǎn)外敷設(shè)(距離建筑物地基1m以上),并與機(jī)房建筑物基礎(chǔ)橫豎梁內(nèi)兩根以上主鋼筋焊接連通。環(huán)形接地體每邊長一般為10~20m。在土壤電阻率較高的地區(qū),宜敷設(shè)多根輻射形接地體。輻射形接地體為水平接地體,長度宜20~30m,其走向?yàn)槁?lián)合地網(wǎng)向外輻射方向,在輻射形接地體終端附加垂直接地體。通信電源(第4版)漆逢吉主編32(2)鐵塔地網(wǎng)的組成

角鋼塔:鐵塔地網(wǎng)應(yīng)采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,將鐵塔四個(gè)塔腳地基內(nèi)的金屬構(gòu)件焊接連通,鐵塔地網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸可采用3m×3m或5m×5m。鐵塔位于機(jī)房旁邊時(shí),應(yīng)采用40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,在地下將鐵塔地網(wǎng)與機(jī)房外環(huán)形接地體焊接連通。鐵塔地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)之間可每隔3~5m相互焊接連通一次,且連接點(diǎn)不應(yīng)少于兩點(diǎn)。機(jī)房被包圍在鐵塔四腳內(nèi)時(shí),鐵塔地網(wǎng)與機(jī)房的基礎(chǔ)地網(wǎng)應(yīng)聯(lián)為一體,外設(shè)環(huán)形接地體應(yīng)在鐵塔地網(wǎng)外敷設(shè),并與鐵塔地網(wǎng)多點(diǎn)焊接連通。鋼管塔:基站使用鋼管塔時(shí),應(yīng)從鋼管塔基礎(chǔ)處敷設(shè)不少于兩根輻射形水平接地體,水平接地體應(yīng)向遠(yuǎn)離機(jī)房的方向敷設(shè)。通信電源(第4版)漆逢吉主編33(3)變壓器地網(wǎng)專用電力變壓器設(shè)置在機(jī)房外時(shí),通常由圍繞變壓器臺敷設(shè)的閉合環(huán)形接地體(包括水平接地體和垂直接地體)構(gòu)成變壓器地網(wǎng)。

當(dāng)變壓器地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)的邊緣相距不超過30m時(shí),這兩個(gè)地網(wǎng)應(yīng)采用水平接地體焊接連通。當(dāng)變壓器地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)的邊緣相距大于30m時(shí),變壓器地網(wǎng)宜獨(dú)立設(shè)置,可以不與機(jī)房地網(wǎng)連通。通信電源(第4版)漆逢吉主編34(4)接地電阻超過10Ω的應(yīng)對措施面積大于100m2的閉合地網(wǎng),其接地電阻簡易計(jì)算公式為由上式可知,擴(kuò)大地網(wǎng)面積是減小接地電阻的有效措施?;镜慕拥仉娮枰丝刂圃?0Ω以內(nèi)。若達(dá)不到:當(dāng)土壤電阻率低于700Ω·m時(shí),可適當(dāng)擴(kuò)大地網(wǎng)的面積,即在地網(wǎng)外圍增設(shè)1圈或2圈環(huán)形接地裝置,使接地電阻不超過10Ω。環(huán)形接地裝置與地網(wǎng)之間以及環(huán)形接地裝置之間應(yīng)每隔5m左右相互焊接連通一次。也可在鐵塔四角設(shè)置輻射形接地體,其長度宜限制為10~30m。接地電阻超過10Ω的應(yīng)對措施(續(xù))當(dāng)移動(dòng)通信基站的土壤電阻率大于700Ω·m時(shí),可不對基站的工頻接地電阻予以限制,此時(shí)地網(wǎng)的等效半徑應(yīng)≥20m,并在地網(wǎng)四角敷設(shè)20~30m的輻射形水平接地體,以利于分散雷電流。通信電源(第4版)漆逢吉主編35(5)地網(wǎng)的網(wǎng)孔個(gè)數(shù)在土壤電阻率一定的條件下,決定地網(wǎng)接地電阻大小的主要因素,是閉合地網(wǎng)的外環(huán)所圍面積,而不是地網(wǎng)內(nèi)接地體的網(wǎng)格數(shù)量。網(wǎng)格又稱網(wǎng)孔。YD/T2324—2011附錄C中指出:地網(wǎng)應(yīng)盡可能覆蓋更大的面積以降低其接地電阻;當(dāng)接地網(wǎng)孔大于16個(gè)時(shí),接地電阻值隨網(wǎng)孔數(shù)目增加而減小得很慢。因此,從優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度考慮,地網(wǎng)的網(wǎng)孔數(shù)宜不超過16個(gè)。通信電源(第4版)漆逢吉主編36通信電源(第4版)漆逢吉主編372.基站地網(wǎng)的形式

(1)鐵塔建在機(jī)房旁的地網(wǎng)機(jī)房、落地塔(包括角鋼塔和鋼管塔)、變壓器的地網(wǎng)相互連通組成一個(gè)共用地網(wǎng)。當(dāng)落地塔設(shè)有避雷針雷電引下線時(shí),其引下線應(yīng)接至落地塔地網(wǎng)遠(yuǎn)離機(jī)房一側(cè)。機(jī)房內(nèi)的接地引入線應(yīng)接至機(jī)房環(huán)形接地體遠(yuǎn)離落地塔的一側(cè)。當(dāng)大地電阻率較低時(shí),僅采用周邊封閉的共用地網(wǎng)即可。當(dāng)大地電阻率較高并需引外接地時(shí),宜將引外接地體埋在低電阻率區(qū)域或土壤潮濕區(qū)域,同時(shí)應(yīng)注意引外接地處與基站地網(wǎng)邊緣距離不宜超過30m。通信電源(第4版)漆逢吉主編38鐵塔建在機(jī)房旁的地網(wǎng)示意圖

若大地電阻率不高,則不需要引外接地;當(dāng)大地電阻率較低時(shí),輻射形接地體也不必敷設(shè)。圖為大地電阻率較高、有引外接地的情形。

不宜超過30m通信電源(第4版)漆逢吉主編39(2)鐵塔建在機(jī)房上的地網(wǎng)當(dāng)鐵塔設(shè)在基站的屋頂時(shí),鐵塔四腳應(yīng)與屋頂避雷帶就近不少于兩處焊接連通,機(jī)房鐵塔應(yīng)利用建筑物框架結(jié)構(gòu)建筑四角柱內(nèi)的鋼筋作為雷電引下線。接地系統(tǒng)除利用建筑物基礎(chǔ)接地體外,還應(yīng)環(huán)繞機(jī)房設(shè)置環(huán)形接地體共同組成地網(wǎng),并在地網(wǎng)四角設(shè)置輻射形接地體。若設(shè)有專用的鐵塔避雷針雷電引下線,該引下線應(yīng)接至專設(shè)的避雷針接地體,避雷針接地體宜設(shè)在機(jī)房某側(cè)環(huán)形接地體向外延伸約10m遠(yuǎn)處。鐵塔建在正方形機(jī)房上時(shí),應(yīng)在機(jī)房兩對角線設(shè)輻射形水平接地體,并在其相交處焊接,機(jī)房內(nèi)的接地引入線應(yīng)從兩對角線的水平接地體相交焊接處引接;饋線接地排的接地引入線應(yīng)就近接至機(jī)房環(huán)形接地體上。

通信電源(第4版)漆逢吉主編40鐵塔建在機(jī)房上的地網(wǎng)示意圖

約10m通信電源(第4版)漆逢吉主編41(3)鐵塔四角包含機(jī)房的地網(wǎng)鐵塔四角包含機(jī)房是指基站機(jī)房建在鐵塔四角塔腳之內(nèi),機(jī)房通常采用框架結(jié)構(gòu)建筑。機(jī)房的基礎(chǔ)接地體和鐵塔地網(wǎng)應(yīng)就近互連,并在鐵塔四角外設(shè)環(huán)形接地體,三者共同組成共用地網(wǎng),接地網(wǎng)的面積應(yīng)不小于15m×15m。當(dāng)大地電阻率大于700Ω·m時(shí),應(yīng)在原地網(wǎng)的基礎(chǔ)上增設(shè)輻射形接地體,對變壓器地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)相連的基站,輻射形接地體敷設(shè)可根據(jù)實(shí)際情況處理。通信電源(第4版)漆逢吉主編423.3.2基站的接地引入線移動(dòng)通信基站接地引入線的材料為40mm×4mm的熱鍍鋅扁鋼,或截面積為95mm2的多股銅纜。接地引入線一般應(yīng)從機(jī)房地網(wǎng)環(huán)形接地體引到機(jī)房環(huán)形接地匯集線或總接地匯流排。機(jī)房內(nèi)環(huán)形接地匯集線或總接地匯流排的接地引入線和饋線接地排的接地引入線,在地網(wǎng)上的引接點(diǎn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況盡量相隔一定距離。接地引入線與地網(wǎng)的連接點(diǎn),宜避開避雷針、避雷帶的雷電引下線與地網(wǎng)的連接點(diǎn)及鐵塔塔腳,其間距應(yīng)大于5m,條件允許時(shí),宜取10~15m。通信電源(第4版)漆逢吉主編433.3.3基站的接地匯集線及接地匯流排1.采用網(wǎng)狀接地結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信基站當(dāng)機(jī)房內(nèi)的等電位連接采用網(wǎng)狀接地結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)在機(jī)房內(nèi)沿走線架或墻壁設(shè)置環(huán)形接地匯集線。環(huán)形接地匯集線的材料,YD5098—2005中規(guī)定,應(yīng)采用截面積不小于90mm2的銅材或160mm2的熱鍍鋅扁鋼;有的通信運(yùn)營企業(yè)則在企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,采用截面積不小于40mm×4mm的銅材。環(huán)形接地匯集線應(yīng)多點(diǎn)就近與地網(wǎng)連通,站內(nèi)設(shè)備由環(huán)形接地匯集線就近接地。通信電源(第4版)漆逢吉主編44基站環(huán)形接地匯集線與設(shè)備及地網(wǎng)連接示意圖

通信電源(第4版)漆逢吉主編452.采用星形接地結(jié)構(gòu)設(shè)置總接地匯流排,應(yīng)采用不小于400mm×100mm×5mm的銅排,并預(yù)留相應(yīng)的螺孔以便連接。基站的總接地匯流排宜沿墻體直接與接地引入線連接,接地引入線應(yīng)與地網(wǎng)的接地體單點(diǎn)連接。總接地匯流排應(yīng)設(shè)在交流配電箱和電源第一級浪涌保護(hù)器(SPD)附近。如設(shè)備機(jī)架與總匯流排相距較遠(yuǎn),可以采用兩級匯流排。二級接地匯流排宜采用截面積不小于100mm×5mm的銅排,并應(yīng)采用截面積不小于70mm2的多股銅纜與總接地匯流排直接連接。機(jī)房采用星形接地方式,并使用兩級接地匯流排時(shí),第一級電源防雷箱、交流配電箱及光纜加強(qiáng)芯和金屬護(hù)層的接地線,應(yīng)從總接地匯流排接地;站內(nèi)其它設(shè)備從第二級匯流排接地。目前我國移動(dòng)通信基站室內(nèi)接地系統(tǒng)的等電位連接,大多采用星形接地結(jié)構(gòu)。通信電源(第4版)漆逢吉主編46基站星形接地時(shí)匯流排與設(shè)備及地網(wǎng)連接示意圖

通信電源(第4版)漆逢吉主編473.饋線接地排移動(dòng)通信基站宜在機(jī)房饋線口的室外側(cè)設(shè)置饋線接地排,作為饋線的接地點(diǎn),此即室外匯流排。饋線接地排應(yīng)采用截面積不小于40mm×4mm的銅排,并采用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼或不小于95mm2的多股銅導(dǎo)線就近與機(jī)房地網(wǎng)做可靠連接,其引接點(diǎn)不宜在鐵塔一角。通信電源(第4版)漆逢吉主編483.3.4基站的接地線與接地處理移動(dòng)通信基站的接地線,應(yīng)滿足3.1.1中對接地線的要求。此外,接地線和接地處理還應(yīng)符合下列要求:①采用星形接地結(jié)構(gòu)時(shí),各設(shè)備的保護(hù)地線,應(yīng)單獨(dú)從接地匯流排上引入,嚴(yán)禁復(fù)接(即嚴(yán)禁在一條接地線中串接幾個(gè)需要接地的設(shè)備)。②開關(guān)電源系統(tǒng)的直流工作地線,應(yīng)采用不小于70mm2的多股銅導(dǎo)線,單獨(dú)從接地匯集線或接地匯流排上引入。③機(jī)房內(nèi)走線架、電池架、機(jī)架、金屬通風(fēng)管道、金屬門窗等均應(yīng)做接地處理。室內(nèi)走線架不得與室外饋線架直接連通。通信電源(第4版)漆逢吉主編493.3.4基站的接地線與接地處理(續(xù))④走線架、接地匯集線和接地匯流排固定在墻體或柱子上時(shí),必須牢固、可靠,當(dāng)采用星形接地結(jié)構(gòu)時(shí),它們應(yīng)與建筑物內(nèi)的鋼筋絕緣。⑤鐵塔上架設(shè)的饋線及其他同軸電纜金屬外護(hù)層應(yīng)分別在天線處、離塔處以及機(jī)房入口處外側(cè)就近接地;當(dāng)饋線及其它同軸電纜長度大于60m時(shí),宜在鐵塔中部增加一個(gè)接地連接點(diǎn)。接地連接線應(yīng)采用截面積不小于10mm2的多股銅線。室外走線架始末兩端均應(yīng)接地。⑥光纜以地埋方式進(jìn)入機(jī)房時(shí),埋地長度宜不小于50m(對于少雷區(qū)和雷暴強(qiáng)度較弱的地區(qū)可減小),一般可從線路終端桿開始埋設(shè),直埋光纜的金屬屏蔽層或鋼管兩端應(yīng)就近可靠接地。通信電源(第4版)漆逢吉主編50采用星形接地結(jié)構(gòu)時(shí)機(jī)房接地系統(tǒng)示意圖

通信電源(第4版)漆逢吉主編51總配電箱與B級防雷箱(右)舉例

通信電源(第4版)漆逢吉主編52安全隱患案例配電屏中兩處明顯的安全隱患——接到地線銅排的一根導(dǎo)線是扭接,必須改為用銅鼻子可靠連接;有一根導(dǎo)線扎帶破裂,必須重新扎好。此外導(dǎo)線顏色不規(guī)范。通信電源(第4版)漆逢吉主編533.4接地電阻

3.4.1通信局(站)的接地電阻要求YD5098—2005中對通信大樓未提出接地電阻要求。但其有效地網(wǎng)面積必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。YD5098—2005中,將移動(dòng)通信基站地網(wǎng)的工頻接地電阻要求,由原來的5Ω放寬到10Ω;對少數(shù)大地電阻率很高(大于700Ω·m)的基站不限制工頻接地電阻值,而要求地網(wǎng)的等效半徑達(dá)到雷電最大有效沖擊半徑(20m),并在地網(wǎng)四角敷設(shè)20~30m的輻射形水平接地體,同時(shí)提高電源第一級過電壓保護(hù)和設(shè)備端口的保護(hù)水平。小型有線通信局(站)的接地電阻一般不宜大于10Ω。通信電源(第4版)漆逢吉主編543.4.2接地電阻的定義通常接地電阻是指工頻接地電阻。工頻接地電阻的定義:工頻電流流過接地裝置時(shí),接地體與遠(yuǎn)方大地之間的電阻,稱為工頻接地電阻。其數(shù)值(Ro)等于接地裝置相對遠(yuǎn)方大地(零電位點(diǎn))的電壓(Uo)與通過接地體流入地中電流(Id)的比值。用公式表示為通信電源(第4版)漆逢吉主編553.4.3工頻接地電阻的測量方法

1.三極測量法

ZC-8等,在測量時(shí)要埋設(shè)兩個(gè)輔助接地極,一個(gè)用來測量被測接地體或接地網(wǎng)(G)與零電位間的電壓,稱為電壓接地極(P);另一個(gè)用來構(gòu)成流過被測接地體的電流回路,稱為電流接地極(C)。通信電源(第4版)漆逢吉主編56(1)直線布極法電流極C與接地網(wǎng)G邊緣之間的距離dGC,一般取接地網(wǎng)最大對角線長度D的4~5倍。電壓極P到接地網(wǎng)邊緣的距離dGP約為電流極到接地網(wǎng)邊緣距離dGC的50%~60%(或dGP=

0.618dGC)

。若dGC取值4D~5D有困難,在土壤電阻率較均勻的地區(qū),dGC可取值2D,dGP取值D;在土壤電阻率不均勻的地區(qū)或城區(qū),dGC可取值3D,dGP取值1.7D。

通信電源(第4版)漆逢吉主編57(2)三角形布極法?

一般取d1=d2=d≥2D,夾角θ=29°≈30°?AB=2×(dsin15°)=2d×0.2588≈0.52dAB通信電源(第4版)漆逢吉主編58三極測量法測接地電阻注意事項(xiàng)測量時(shí),輔助接地極(通常為鋼接地棒)應(yīng)可靠接地(入地40cm);如果接地不良,甚至晃動(dòng)而導(dǎo)致與土壤形成空氣間隙,則可能造成較大的測量誤差。測試儀表與接地電阻測試點(diǎn)及與輔助接地極之間的連線,應(yīng)采用絕緣導(dǎo)線;如果用裸導(dǎo)線,容易造成多點(diǎn)接地而影響測試值。當(dāng)被測接地網(wǎng)周圍是混凝土地面,無法打入電流極和電壓極時(shí),可將兩塊平整的鋼板(250mm×250mm)放在混凝土地面上,在鋼板和混凝土地面間澆水,將電流極和電壓極的測試線夾在鋼板上。(3)用ZC-8型地阻儀測接地電阻

通信電源(第4版)漆逢吉主編59ZC-8型接地電阻測試儀照片通信電源(第4版)漆逢吉主編60ZC-8型接地電阻測試儀各部分的作用

調(diào)整旋鈕:用于檢流計(jì)指針調(diào)零;倍率盤:顯示測試倍率,×0.1、×l、×l0;測量標(biāo)度盤:標(biāo)示所測接地電阻讀數(shù);測量盤旋鈕:測試時(shí)調(diào)節(jié)旋鈕使檢流計(jì)指針指于中心線;倍率盤旋鈕:調(diào)節(jié)測試倍率;發(fā)電機(jī)搖把:手搖發(fā)電,為地阻儀提供交流測試電源。通信電源(第4版)漆逢吉主編61用ZC-8型地阻儀測接地電阻的操作方法

(1)接好測試線后,選擇最大倍率,慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)搖把,同時(shí)旋動(dòng)“測量盤旋鈕”使檢流計(jì)指針指向中心線。(2)當(dāng)檢流計(jì)的指針接近中心時(shí),加快發(fā)電機(jī)搖把的轉(zhuǎn)速,使其為均勻的每分鐘120轉(zhuǎn),調(diào)整“測量盤旋鈕”使指針指于中心線上。當(dāng)“標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1時(shí),選擇較小倍率,再重新調(diào)整“測量盤旋鈕”以得到正確的測量結(jié)果。(3)被測電阻值(Ω)=標(biāo)度盤讀數(shù)×倍率。鋼質(zhì)輔助接地極打入地中40cm。通信電源(第4版)漆逢吉主編622.非接觸測量法

采用鉗形接地電阻測試儀測量接地電阻,屬于非接觸測量法,又稱在線測量法。圖中RX為被測接地電阻。測量時(shí)也需要輔助接地極,其接地電阻為RZ,輔助接地極用以構(gòu)成測量時(shí)電流的閉合回路。所測為接地回路的總電阻值。當(dāng)RZ<<RX時(shí),可近似認(rèn)為回路總電阻就是被測接地電阻RX。

鉗形接地電阻測試儀外觀舉例通信電源(第4版)漆逢吉主編63測試儀通過電壓鉗口在接地連接線上產(chǎn)生特定頻率的感應(yīng)電壓,電流鉗口感應(yīng)接地連接線上與電壓鉗口同頻率的電流,自動(dòng)計(jì)算被測接地回路的總電阻值。圖示產(chǎn)品的鉗口中包含彼此平行的電壓鉗口和電流鉗口。通信電源(第4版)漆逢吉主編64非接觸測量法測接地電阻

對于多點(diǎn)接地系統(tǒng)(例如高低壓架空避雷線接地、通信電纜接地),由于它們通過架空地線或通信電纜的屏蔽層連接,因此不需要另接輔助接地極,測量某電桿接地體的接地電阻時(shí),所有其它電桿的接地電阻并聯(lián)后的等效電阻成為RZ,從工程角度有理由認(rèn)為RZ=0。這樣,所測的回路電阻就是被測接地電阻RX

。用鉗形地阻儀測架空避雷線接地系統(tǒng)中某一接地體的接地電阻通信電源(第4版)漆逢吉主編65假如采用三極測量法來測量圖示多點(diǎn)接地系統(tǒng)中某一接地體的接地電阻,則測量前必須將該接地體與接地系統(tǒng)中的其他部分?jǐn)嚅_。所測得的電阻即為RX通信電源(第4版)漆逢吉主編66用鉗形地阻儀測地網(wǎng)接地電阻的方法非接觸測量法由測量原理決定,只能測量回路電阻,對于單獨(dú)的接地體或接地網(wǎng),如果不接輔助接地極,就無法測出接地電阻。若被測接地系統(tǒng)附近有兩個(gè)獨(dú)立的接地網(wǎng),則可以利用它們來進(jìn)行測試。(測3次:R1=RA+RB,R2=RB+RC,R3=RC+RA。)通信電源(第4版)漆逢吉主編673.4.4土壤電阻率的測量1.土壤電阻率的含義及參考值土壤電阻率是表征土壤導(dǎo)電性能的參數(shù),它的值等于體積為1m3的正方體土壤相對兩面之間的電阻,常用單位是Ω·m。土壤電阻率的影響因素有:土壤類型、含水量、含鹽量、溫度、土壤緊密程度等土壤的化學(xué)和物理性質(zhì)。土壤含水量高、含鹽量高、土壤緊密時(shí),土壤電阻率低。土壤電阻率的參考值見教材P61,表3.1。通信電源(第4版)漆逢吉主編682.土壤電阻率的測量方法常用“四點(diǎn)法”測量將測試電極1、2、3、4埋入被測土壤呈一字排列,埋入深度均為b,直線間隔均為a。外側(cè)的1、4極為電流極,用于通過入地的測試電流I;內(nèi)側(cè)的2、3極為電壓極,用于測量兩極間的電位差V。從測試儀器上可讀出被測土壤電阻R

。當(dāng)b<0.1a時(shí),所測土壤電阻率為ρ0≈2πaR

最終確定的土壤電阻率ρ應(yīng)按下式進(jìn)行季節(jié)修正(ψ值見教材P62表3.2)ρ=ψρ0

通信電源(第4版)漆逢吉主編69用ZC-8型接地電阻測試儀測土壤電阻率(1)選擇最大倍率,慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)搖把,同時(shí)旋動(dòng)“測量盤旋鈕”使檢流計(jì)指針指向中心線。(2)當(dāng)檢流計(jì)的指針接近中心時(shí),加快發(fā)電機(jī)搖把的轉(zhuǎn)速,使其為均勻的每分鐘120轉(zhuǎn),調(diào)整“測量盤旋鈕”使指針指于中心線上。當(dāng)“標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1時(shí),選擇較小倍率,再重新調(diào)整“測量盤旋鈕”以得到正確讀數(shù)。(3)讀數(shù):土壤電阻值R為標(biāo)度盤讀數(shù)乘以倍率。(4)所測土壤電阻率:

ρ0≈2πaR

;ρ=ψρ0

。通信電源(第4版)漆逢吉主編703.5 通信局(站)防雷基本知識通信電源(第4版)漆逢吉主編713.5.1雷電危害的來源1.直擊雷

是指大氣中帶電的“雷云”直接對電氣裝置、建筑物或大地放電。即直接擊在建筑物或防雷裝置上的閃電。2.感應(yīng)雷

是雷云放電時(shí)對電氣線路或設(shè)備產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所引起的感應(yīng)雷電流與過電壓。通信局(站)大部分的雷擊為感應(yīng)雷擊。3.雷電過電壓侵入

因特定的雷電放電,在系統(tǒng)中一定位置上出現(xiàn)的瞬態(tài)過電壓,稱為雷電過電壓。通信電源(第4版)漆逢吉主編723.5.2描述雷電的參數(shù)

1.模擬雷電沖擊電流波用模擬雷電沖擊電流波的“波前時(shí)間T1/半峰值時(shí)間T2”μs來表示雷電流的特性,10/350μs電流波形作為直擊雷的模擬雷電流波形,8/20μs電流波形作為感應(yīng)雷的模擬雷電流波形。

通信電源(第4版)漆逢吉主編732.模擬雷電沖擊電壓波采用模擬雷電沖擊電壓波的“波前時(shí)間T1/半峰值時(shí)間T2”μs來表示雷電壓的特性。一般采用1.2/50μs或10/700μs模擬雷擊電壓波形。

通信電源(第4版)漆逢吉主編743.雷暴日4.雷電活動(dòng)區(qū)

在一天中可聽到一次或一次以上雷聲,就稱為一個(gè)雷暴日。年平均雷暴日不超過25天的地區(qū)稱為少雷區(qū),26~40天的地區(qū)稱為中雷區(qū),41~90天的地區(qū)稱為多雷區(qū),超過90天的地區(qū)稱為強(qiáng)雷區(qū)。通信電源(第4版)漆逢吉主編753.5.3防雷區(qū)的劃分LPZ0A區(qū)LPZ0B區(qū)LPZ1區(qū)后續(xù)防雷區(qū)LPZ2通信電源(第4版)漆逢吉主編76綜合通信局站電源系統(tǒng)防雷與接地的組成

?建筑物外的設(shè)備為A級保護(hù),0區(qū)與1區(qū)的交界處為B級保護(hù),1區(qū)與2區(qū)的交界處為C級保護(hù),2區(qū)內(nèi)重要設(shè)備前端為D級保護(hù)——確立浪涌保護(hù)器多級保護(hù)的原則。?圖中A、B、C、D為交流電源浪涌保護(hù)器,E為直流電源浪涌保護(hù)器通信電源(第4版)漆逢吉主編773.5.4浪涌保護(hù)器浪涌保護(hù)器(SPD)又稱為電涌保護(hù)器,是通過抑制瞬態(tài)過電壓以及旁路浪涌電流來保護(hù)設(shè)備的裝置,它至少含有一個(gè)非線性元件。在通信局(站),SPD用于各類通信系統(tǒng)對各種雷電電流、操作過電壓等進(jìn)行保護(hù)。通信電源(第4版)漆逢吉主編781.SPD分類

(1)開關(guān)型(間隙型)SPD開關(guān)型(間隙型)浪涌保護(hù)器是無浪涌時(shí)呈高阻狀態(tài),對浪涌響應(yīng)時(shí)突變?yōu)榈妥璧囊环NSPD。常用器件有氣體放電管、放電間隙等。氣體放電管的結(jié)構(gòu)是在陶瓷或玻璃(多為陶瓷)管內(nèi)安裝電極,電極之間充有惰性氣體,如氬或氖。器件平時(shí)阻抗很高,當(dāng)外加電壓達(dá)到擊穿電壓時(shí),氣體放電,變?yōu)榈妥?,在弧光放電狀態(tài)管壓降可低至10~30V,浪涌電壓消失后電弧熄滅。氣體放電管的缺點(diǎn),一是擊穿電壓值與浪涌電壓的上升率有關(guān),二是浪涌電壓消失后,如果工作電壓較大,可能存在后續(xù)電流。氣體放電管常在低壓三相交流電源防雷的“3+1”保護(hù)模式中用做零線(N)與保護(hù)地線(PE)間的SPD。通信電源(第4版)漆逢吉主編79(2)限壓型SPD它是無浪涌時(shí)呈高阻狀態(tài),但隨著浪涌的增大,其阻抗不斷降低的SPD。常用器件有氧化鋅壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管等。壓敏電阻(MOV)是一種以氧化鋅(ZnO)為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體過電壓抑制器件,是典型的限壓型浪涌保護(hù)器。壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄漏電流小、殘壓水平低、動(dòng)作響應(yīng)快(一般為幾十納秒)和無后續(xù)電流等諸多優(yōu)點(diǎn)。氧化鋅壓敏電阻是通信電源設(shè)備中采用的主要防雷器件。其缺點(diǎn)是長期運(yùn)行后會(huì)老化,使標(biāo)稱導(dǎo)通電壓降低。通信電源(第4版)漆逢吉主編80SPD(模塊式)實(shí)例氣體放電管限壓型SPD(壓敏電阻)通信電源(第4版)漆逢吉主編81(2)限壓型SPD(續(xù))壓敏電阻的伏安特性正負(fù)對稱。當(dāng)壓敏電阻兩端的電壓小于標(biāo)稱導(dǎo)通電壓時(shí),電流很?。é藺數(shù)量級),呈現(xiàn)近似開路狀態(tài);當(dāng)所加電壓大于標(biāo)稱導(dǎo)通電壓時(shí),壓敏電阻擊穿導(dǎo)通,呈低阻狀態(tài),它能泄放大量的雷電流,對過電壓起到鉗制限壓作用。過電壓消失后,壓敏電阻立即恢復(fù)到原來的高阻狀態(tài)。通信電源(第4版)漆逢吉主編82(3)混合型SPD

混合型浪涌保護(hù)器是由開關(guān)型和限壓型器件混合組成的SPD。通信電源(第4版)漆逢吉主編832.

SPD的參數(shù)(1)標(biāo)稱導(dǎo)通電壓在施加恒定1mA直流電流情況下,氧化鋅壓敏電阻的啟動(dòng)電壓,稱為標(biāo)稱導(dǎo)通電壓,又稱為壓敏電壓,常用Un或U1mA來表示。用于低壓交流供電系統(tǒng)的限壓型SPD,其標(biāo)稱導(dǎo)通電壓U1mA宜按下式選取U1mA=2.2U式中,U為最大運(yùn)行工作電壓有效值。相線對地(或視具體情況對零線)也可采用標(biāo)稱導(dǎo)通電壓600V的限壓型SPD。通信電源(第4版)漆逢吉主編84SPD的參數(shù)(續(xù)1)(2)標(biāo)稱放電電流In標(biāo)稱放電電流In是表明SPD通流能力的指標(biāo),對應(yīng)于8/20

s模擬雷電波的電流峰值。In的優(yōu)選值系列為:2、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80kA。(3)最大通流容量Imax最大通流容量(又稱沖擊通流容量)Imax是SPD不發(fā)生實(shí)質(zhì)性破壞,每線(或單模塊)能通過規(guī)定次數(shù)、規(guī)定波形(8/20

s)模擬雷電波的最大電流峰值。最大通流容量一般大于標(biāo)稱放電電流的2.5倍。Imax的優(yōu)選值系列為:5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、150、200kA。選擇較大通流容量的SPD可以獲得較長的使用壽命。限壓型電源用SPD沖擊測試電流等級分類,見教材P68表3.3。通信電源(第4版)漆逢吉主編85SPD的參數(shù)(續(xù)2)(4)SPD殘壓Ures殘壓Ures是雷電電流通過SPD時(shí),其端子間呈現(xiàn)的電壓峰值。(5)限制電壓限制電壓是施加規(guī)定波形、幅值和次數(shù)的沖擊時(shí),在SPD端子間測得的殘壓的最大值。電源用限壓型SPD的限制電壓,B級防雷SPD宜不大于2kV,C級防雷SPD宜不大于1.3kV,D級防雷SPD宜不大于1kV。通信電源(第4版)漆逢吉主編86設(shè)備耐受脈沖電壓要求與可以實(shí)現(xiàn)的SPD殘壓比較

通信電源(第4版)漆逢吉主編87SPD的參數(shù)(續(xù)3)(6)最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc是SPD在運(yùn)行中能持久耐受的最大直流電壓或工頻電壓有效值。Uc的優(yōu)選值系列為:45、52、75、85、150、175、275、320、385、420、460、510、600V。通信電源(第4版)漆逢吉主編883.SPD的使用要求①通信局(站)內(nèi)使用的浪涌保護(hù)器,應(yīng)經(jīng)防雷產(chǎn)品質(zhì)量檢測部門測試合格。②通信局(站)的通信電源系統(tǒng),應(yīng)采取適當(dāng)、有效的雷電過電壓分級保護(hù)措施。在使用分級保護(hù)時(shí),各級浪涌保護(hù)器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增設(shè)退耦器件,以確保各級浪涌保護(hù)器協(xié)調(diào)工作。氧化鋅SPD與氧化鋅SPD之間的退耦距離(電纜長度)應(yīng)不小于5m。通信電源(第4版)漆逢吉主編89分級保護(hù)SPD間的退耦距離導(dǎo)線電感對工頻(50Hz)的感抗XL可忽略不計(jì)。雷電脈沖的頻譜很寬,從100Hz~100MHz,主要能量集中在3~30kHz;導(dǎo)線電感對其有一定的感抗XL。SPD間退耦距離≥5m,能使感應(yīng)雷電流首先在B級SPD泄放;否則可能C級SPD被燒壞而B級SPD未起到應(yīng)有的保護(hù)作用。B級SPD用以泄放雷電的大部分能量,C級SPD用以泄放雷電的剩余能量,遭受雷擊時(shí)應(yīng)B級SPD首先起保護(hù)作用。通信電源(第4版)漆逢吉主編90SPD的使用要求(續(xù)1)③通信局(站)站低壓三相交流電源SPD的連接方式:當(dāng)采用TN-S供電系統(tǒng)時(shí),既可使用四線對地連接方式,又稱“4+0”保護(hù)模式,即相線和零線分別對地用限壓型SPD保護(hù);也可使用“3+1”連接方式,又稱“3+1”保護(hù)模式,即三相分別對零線用限壓型SPD保護(hù),零線對地用氣體放電管保護(hù)。當(dāng)采用TT供電系統(tǒng)時(shí),應(yīng)使用“3+1”保護(hù)模式。TT系統(tǒng)單相供電時(shí),SPD應(yīng)采用“1+1”連接方式,即相線對中性線用限壓型SPD保護(hù),中性線對地用氣體放電管保護(hù)。通信電源(第4版)漆逢吉主編91低壓三相交流電源SPD的連接方式

為防止火災(zāi),SPD應(yīng)串接保護(hù)空開(或保險(xiǎn)絲),其標(biāo)稱電流不應(yīng)大于前級供電線路空開(或保險(xiǎn)絲)的1/1.6倍。

通信電源(第4版)漆逢吉主編92“3+1”保護(hù)模式的SPD及其保護(hù)空開舉例

SPD與保護(hù)空開實(shí)物照片電路原理圖(告警接點(diǎn)省略未畫)通信電源(第4版)漆逢吉主編93SPD的使用要求(續(xù)2)⑤電源第一級(B級)使用的箱式SPD應(yīng)具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護(hù)、過流保護(hù)、保險(xiǎn)跳閘告警、遙信等功能,并可根據(jù)實(shí)際需要選擇雷電記數(shù)功能。⑥電源第一級(B級)使用的模塊式SPD應(yīng)具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護(hù)、過流保護(hù)、遙信等功能,并可根據(jù)實(shí)際需要選擇雷電記數(shù)功能。模塊式限壓型SPD正常時(shí)顯示窗為綠色;若顯示窗變?yōu)榧t色,則說明已失效,應(yīng)及時(shí)更換。無人值守局站,第一級交流浪涌保護(hù)器應(yīng)具有遙信功能,并通過動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)將其工作狀態(tài)傳回監(jiān)控中心。值班人員發(fā)現(xiàn)SPD串接的空開跳閘后,應(yīng)及時(shí)通知維護(hù)人員前往恢復(fù)。通信電源(第4版)漆逢吉主編94SPD的使用要求(續(xù)3)⑦嚴(yán)禁將C級40kA模塊型SPD進(jìn)行并聯(lián)組合作為80kA或120kA的SPD使用。⑧選用限壓型SPD時(shí),要關(guān)注SPD的標(biāo)稱導(dǎo)通電壓、標(biāo)稱放電電流、最大通流容量、殘壓、限制電壓等多個(gè)參數(shù),進(jìn)行合理選擇。⑨YD5098—2005等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:間隙型或間隙組合型浪涌保護(hù)器不得在通信局(站)使用。通信電源(第4版)漆逢吉主編954.電源SPD的安裝電源SPD引接線和接地線選擇表銅線截面積S(mm2)配電電源線

≤3550≥

70SPD引接線

101625SPD接地線

≥1625≥35?箱式SPD應(yīng)安裝在被保護(hù)設(shè)備附近的墻上或靠近被保護(hù)設(shè)備的其他地方,其電源引線和接地線長度均應(yīng)小于1.5m,接地線應(yīng)盡量避免與電源線緊挨平行布設(shè),并宜短、直。?模塊式SPD應(yīng)盡量安裝在被保護(hù)設(shè)備內(nèi),若無法在設(shè)備內(nèi)安裝,可將SPD安裝在箱內(nèi)。模塊式SPD的電源引接線長度應(yīng)小于1m,接地線長度應(yīng)小于1.5m。通信電源(第4版)漆逢吉主編96電源SPD的安裝(續(xù)1)電源SPD必須安裝在設(shè)備的交流輸入端。宜采用凱文接線方式連接。通信電源(第4版)漆逢吉主編97電源SPD的安裝(續(xù)2)

電源SPD的引接線和接地線應(yīng)布放整齊,綁扎固定且松緊適中;走線應(yīng)短直,不得盤繞,避免出現(xiàn)“V”形和“U”形彎,彎曲角度不得小于90°。

SPD的引接線和接地線,必須通過接線端子或銅鼻連接牢固,防止雷電流通過時(shí)產(chǎn)生的線芯收縮造成連接松動(dòng)。銅鼻和纜芯連接時(shí),應(yīng)使用液壓鉗緊固或浸錫處理。

SPD安裝好后,應(yīng)檢查空開或熔斷器與SPD的接線是否可靠,用手扯動(dòng)確認(rèn)接線可靠后將空開合上或接入熔絲。對箱式SPD還應(yīng)查看其指示燈是否顯示正常。通信電源(第4版)漆逢吉主編983.6通信局(站)的防雷措施通信局(站)應(yīng)采用系統(tǒng)的綜合防雷措施,包括:直擊雷防護(hù)、聯(lián)合接地、等電位連接、電磁屏蔽、雷電分流和雷電過電壓保護(hù)等,并且符合YD5098—2005、YD/T1429—2006和YD/T5175—2009等行標(biāo)要求。通信局(站)的防雷裝置包括外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。外部防雷裝置由接閃器(包括避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)以及用做接閃的金屬屋面和金屬構(gòu)件等)、雷電引下線(又稱雷電流引下線)和接地裝置組成,主要用于直擊雷的防護(hù)。內(nèi)部防雷裝置由等電位連接系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、浪涌保護(hù)器等組成,主要用于減小和防止雷電流產(chǎn)生的電磁危害。通信電源(第4版)漆逢吉主編993.6.1直擊雷防護(hù)通信局(站)首先要防止直擊雷的危害。采用金屬材料接閃、引下雷電流并導(dǎo)入大地,是目前唯一有效的外部防雷方法。通信局(站)的天線、建筑物等都應(yīng)在接閃器的保護(hù)范圍之內(nèi)。1.接閃器的保護(hù)范圍(用滾球法確定)2.綜合通信樓的建筑防雷3.移動(dòng)通信基站的直擊雷防護(hù)見教材P71~72通信電源(第4版)漆逢吉主編100滾球法確定單支避雷針保護(hù)范圍

h為避雷針高度,hr為滾球半徑。hr分別為30m、45m、60m。

通信電源(第4版)漆逢吉主編1013.6.2供電線路與電力變壓器的防雷高壓電力電纜進(jìn)入通信局(站),埋地長度應(yīng)大于200m;低壓電力電纜進(jìn)入通信局(站),埋地長度應(yīng)大于15m(高壓電力電纜已做埋地處理時(shí),低壓電纜的埋地長度可不作限制)。當(dāng)埋地引入有困難時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加電源系統(tǒng)第一級過電壓保護(hù)設(shè)備的防護(hù)等級。具有金屬護(hù)套的電纜進(jìn)入局(站)時(shí),應(yīng)將金屬護(hù)套接地。無金屬外護(hù)套的電纜宜穿鋼管埋地引入,鋼管兩端應(yīng)做好接地處理。通信電源(第4版)漆逢吉主編102供電線路的防雷(續(xù))由于地形原因,微波站和移動(dòng)通信基站無法埋地敷設(shè)高壓電力電纜時(shí),宜在架空高壓電力線路的上方架設(shè)避雷線(即架空地線),長度為300m~500m。電力線應(yīng)在避雷線的25°角保護(hù)范圍內(nèi)。避雷線(除終端桿外)宜每桿做一次接地。為確保安全,宜在避雷線終端桿的前一桿上,加裝一組氧化鋅避雷器。山區(qū)經(jīng)常遭受直擊雷侵入的低壓架空電力線,可在架空電力線上方1m處同桿架設(shè)避雷線,避雷線宜使用直徑8mm以上的鋼絞線,其垂度應(yīng)與電力線一致。避雷線除終端桿處外,應(yīng)每桿(當(dāng)線路較長時(shí),可每隔3~5桿)做一次接地,其接地體宜設(shè)計(jì)成輻射形或環(huán)形。通信電源(第4版)漆逢吉主編103電力變壓器的防雷當(dāng)變壓器或高壓避雷器頻繁受到雷擊損壞時(shí),可要求電力部門將變壓器高壓側(cè)的5kA配電避雷器更換為強(qiáng)雷電負(fù)載避雷器。通信電源(第4版)漆逢吉主編1043.6.3低壓供電系統(tǒng)的防雷通信局(站)低壓交流供電系統(tǒng)的第一級防雷為B級防雷,其SPD設(shè)置在總配電屏或總配電箱等輸入端處,用以泄放雷電的大部分能量;第二級(次級)防雷為C級防雷,其SPD設(shè)置在樓層配電箱或開關(guān)電源系統(tǒng)交流配電部分等輸入端處,用以泄放雷電的剩余能量;第三級(精細(xì))防雷為D級防雷,其SPD設(shè)置在開關(guān)整流器以及UPS等輸入端處,用以泄放雷電剩余的較小能量。直流供電的SPD設(shè)置在開關(guān)電源系統(tǒng)直流配電部分的輸出側(cè)或通信設(shè)備的直流電源輸入端。220/380V低壓交流供電系統(tǒng)中相線對地或相線對零線的限壓型SPD,最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc通常選取385V(或320V)。-48V直流電源SPD的標(biāo)稱導(dǎo)通電壓應(yīng)在65~90V之間。通信電源(第4版)漆逢吉主編105綜合通信樓電源SPD最大通流容量的選取

當(dāng)?shù)乩妆┤眨ㄈ?年)

≤2526~40≥41交流第一級平原有不利因素60kA

100kA無不利因素60kA丘陵有不利因素60kA100kA120kA

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