龙岩电信防雷接地方案.doc

OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 1 OBO 中文网站 中国电信龙岩分公司中国电信龙岩分公司 通信局防雷接地工程改造设计方案通信局防雷接地工程改造设计方案 OBO 中国培训中心中国培训中心 2004 年年 4 月月 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 2 OBO 中文网站 一 前言一 前言 福建龙岩是年雷暴日较高的地区 厦门平均年雷暴日为 47 4 天 福州为 53 天 一般而言 电信通信局 站 大都建在郊外或农村 地处雷暴强度较强 雷暴日较多通信局 站 雷击事故 概率较大 站内用户板 主总线板 子总线板 系统主控板 2Mb S 接口和电源模块较容易遭受 雷击的损坏 据统计通信局 站 设备的损坏有 95 是由于雷电过电压导致的 龙岩地区大部分通信支局地处于山区 都是容易遭受雷击的地方 特别是许多支局都与移动 通信基站共址 由于移动的铁塔的引雷作用 通信局遭受雷击的可能性更高 而据我们的调查结 果也证实了这一点 例如 2000 年 7 月 16 日福建尾山站 下午 5 时遭受雷击 雷击损坏机架内 主总线板 MBAM 1 块 子总线板 EBAM 两块 系统主控板 SCM 2 块 E1 板 1 块 用 户 FXS 板 48 块 其中 14 块各别端口损坏 34 块端口指示灯长亮或不停闪烁 MCU 直流 分配板 PDP 3 个熔丝烧短 传输单元 OMUX 同一天晚上 福建南安有 3 个站遭 受雷击 其中 2 个站吊死 经断电后重新启动后恢复 另一个站雷击损坏 SCM 板 1 块 FXS 板 5 块 另外同一个地区的紫山 南星站的雷击事故 主要是由于雷电侵入配电系统造成电源设备或 者雷电过电压保护器 SPD 损坏 其中紫山总配电箱处第一级 50kA 的 SPD 箱和开关电源内安装 的 40kA 的 SPD 都有一相被击坏 从以上的情况我们可以看到龙岩地区的通信局 站 的雷害形势很严峻 对通信局 站 的 雷电过电压的保护显得尤为重要 我们在对龙岩的支局做了抽点勘查 在此基础上设计一套比较 完整而且易于操作的防雷接地方案 以防止移动通信局 站 遭受雷害 确保基站内设备的安全 和正常工作 确保建筑物 站内工作人员的安全 提高网络运行的安全系数 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 3 OBO 中文网站 二 龙岩电信通信局 站 的防雷现状 通过两天的时间在支局的现场勘查 我们发现龙岩地区现在的防雷情况存在一些问题 并不 能起到很好的保护效果 存在着很大的安全隐患 主要体现在下面的几个方面 1 部分防雷器的安装不符合规范部分防雷器的安装不符合规范 在 4 月 7 日和 8 日 OBO 培训中心工程师和福州伟兴通讯技术有限公司的技术人 员对龙岩市的下列的通信局 站 进行了防雷现状勘查 龙川母局 石桥母局 曹溪 模块局和工业学校 东宝山 中甲等三个接入网机房 防雷现状 防雷现状 龙川母局 石桥母局和曹溪模块局目前是安装了三级防雷器 在计量柜中安装了 第一级 OBO 的 MC 50 B 型防雷器 交流配电柜里安装了第二 三级防雷器分别是 OBO 的 V20 C 4 385V 和 V20 C 1 75V 用于直流电源 工业学校和东宝山接入网都在综合柜中安装了 V20 C 2 385V 交流电源防雷 和 V20 C 1 75V 直流电源防雷 中甲接入网安装了一个防雷箱 内置 MC50 B V20 C 2 385V 交流 和 V20 C 1 75V 直流 交流电源防雷器采用了凯文接 线法 在勘查过程中我们发现存在最大的问题是防雷器的接线的问题 一是采用连接线 线径太小 二是连接线的长度过长 依据 YD T 5098 2001第4 0 2条 电源用SPD的连接线和接地线截面积应符合下表的要求 材料为多股铜线 铜线截面积 mm2 配电电源线 3550 70 连接线101625 接地线 1625 35 而在现场中防雷器的连接线 接地线大多都偏小 如母局电源进线 90mm2 防雷器 的连接线和接地线都采用 16mm2铜线 接入网防雷器的连接线 接地线大多都采用 6mm2的单股铜线 YD T 5098 2001第4 0 4条要求 电源用模块式SPD的接线端子与相线和零线之间的连接线长度应小于0 5m SPD接 地线的长度应小于1m 且应就近接地 而在现场中防雷器的连接线都远远地超过了 标准的要求 如龙川母局 石桥母局 曹溪模块局所有的防雷器的接地线都是接到了 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 4 OBO 中文网站 机架下地沟中的接地铜排上 长度都超过了 1 5m 以上 有的甚至长达 2 5 3m 多 而接入网的防雷器的接地线及与电源的连接线则更长 连接线长达了 10m 左右 接 地线也大多长达 5m 这种情况下 防雷器几乎对设备没有任何保护作用 形同虚设 改造方法 改造方法 1 母局和模块局 第一级防雷器情况 第一级防雷器情况 通信母局 模块局 第一级防雷器安装 了 OBO 的 MC50 B 连接线采用 16mm2 铜线 长度约 1m 接地线也是采用 16mm2铜线 接到 了地沟里的铜排 长度为 2 3m 改造办法改造办法 将 MC50 B 的接地线更 换为 35mm2 多股铜线 并且就近接到计量柜里 的接地排 第三级防雷器 直流 也安装于交流配电柜 里 型号为 V20 C 1 75V 其连接线从 机架顶部绕到了直流 配电屏里 长度约 1 5m 改造方法 改造方法 将直流电源防雷器安 装于直流配电屏中 其接地线就近接地 第二级防雷器安装于 交流配电柜里使用了 V20 C 4 FS 385V 第二 三级防雷器的 接地线都是接到了地 沟里的铜排上 长度 超过了 2m 以上 改造方法 改造方法 将防雷器的接地线就 近接到配电屏里的接 地排上 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 5 OBO 中文网站 2 接入网 现在有许多接入网点机房内在综合柜中都安装了一个交流电源避雷器 V20 C 2 385V 和一个直流电源防雷器 V20 C 1 75V 如下面右图 两组防雷器的接地线都是 从综合柜顶部引出绕过接入网设备接到了配线柜底部的接地排上 其长度足有 5m 而交流防雷器与电源的连接线则是从配电箱引出沿过线架接到了综合柜里防雷器上 其长度也有 10m 左右 连接线和接地线都是采用 6mm2的单股铜线 配电箱 配线柜 接入网设备 综合柜 整流电源 交 直流 防雷器 主接地排 接地排 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 6 OBO 中文网站 改造方法 改造方法 1 直流部分 将防雷器的安装位置尽量靠近整流设备 使直流 48V 电源线到 防雷器的连接线尽可能短 将直流防雷器的接地就近接到综合柜里的接地排 防雷器的接线采用 10mm2多股铜线 2 交流部分 在综合柜里设置电源分线端子 电源线从配电箱引至综合柜中经 分线端子后一路接至整流设备 一路接至防雷器 从而可以保证防雷器的连 接线最短 防雷器的接地就近接到综合柜的接地排 连接线采用 10mm2多股 铜线 我们知道雷电流通过导线的时候会在导线上产生压降 根据公式可以计算出在 1 米的导线上 通过 20KA 的雷电流时可以产生超过 2KV 的压降 因此当防雷器的连接线过长时会使防雷器的 残压大大增加 对通信设备造成威胁 另外如果防雷器的连接线与地线并行布设时 当有雷电流 从地线泻放时 就会在其与电源的连接线上再次感应出过电压 对后面的设备可能造成损坏 信息产业部标准 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 第 4 0 4 条 电源用模块式 SPD 的接线端子与相线和零线之间的连接线长度应小于 0 5 米 SPD 的接地线的长 度应小于 1 米 第 4 0 5 条 电源用箱式 SPD 接线端子与相线和零线之间的连接线长度 若接线 上却有困难 可视具体情况适当放宽连接线长度 但其截面积应适当增大 SPD 接地线的长度应 小于 1 米 且应就近接地 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 7 OBO 中文网站 三 设计依据和防雷理论 3 1 设计依据设计依据 3 1 13 1 1 中国通信行业防雷接地标准中国通信行业防雷接地标准 1 YDJ26 89 通信局 站 接地设计暂行技术规范 综合楼部分 原邮电部第一个通信局 站 防雷接地标准 在世界上第一个将联合接地的理论写在通信局 站 防雷接地的标准中 2 YD2011 93 微波站防雷与接地设计规范 3 YD5068 98 移动通信基站防雷与接地设计规范 4 YD5078 98 通信工程电源系统防雷技术规定 5 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护设计规范 是为了解决综合通信大楼 交换局 数据局 模块局 接入网站 IP 网站 移动通信基站 卫星地球站 微波站等因雷电感应通过电源线 信号线 网络数据线 天馈线 遥控系统 监控 系统引入的雷害 确保通信设备的安全和正常工作而编制的 3 1 23 1 2 国际标准国际标准 6 IEC1312 雷电电磁脉冲的防护 本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计 安装 检查 维 护 并对装有这系统 如电子系统 的建筑物评估 LEMP 屏蔽措施的效率的方法 针对现有的 防雷器 SPD 应用在防雷区概念安装上提出相关的要求 7 IEC 61643 SPD 电源防雷器 本标准对电源防雷器用于交直流电源电路和设备上 额定电压在 1000a c 或 1500d c 电源防雷器分级分类测试和应用 8 IEC 61644 SPD 通讯网络防雷器 本标准对通讯网络防雷器用于通信信号网络系统 这类防雷器内置过压过流元器件 额 定电压在 1000a c 或 1500d c 通信网络防雷器分级分类测试和应用 9 VDE0675 过电压保护器 过电压放电保护器 电源防雷器 适用于额定交直流电压在 100V 至 1000V 范围内之供电 配电系统 对应于防雷器作出分级分类要求 3 2 防雷理论防雷理论 目前各种建筑大楼大多数仍采用避雷针 带 保护建筑物的安全 经多年使用避雷针 带 防止直击雷害 不但是行之有效的方法 而且是非常经济的措施 但是 随着现代电子技术的不 断发展 精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机 通信网络的运行系统中 这些高精度的微 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 8 OBO 中文网站 电子计算机设备内置大量的 CMOS 半导体集成模块 导致过压 过流保护能力极其脆弱 美国 通用研究公司提供磁场脉冲超过 0 07 高斯 就可引起计算失效 磁场脉冲超过 2 4 高斯就可以引 起集成电路永久性损坏 无法保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行 经多年的实际的雷灾事例发现 设备遭受雷击损坏一般是由如下途径 一 直击雷经过接 闪器 如避雷针 带 而直放入地 导致地网地电位上升 高电压由设备接地线引入电子设备 造成地电位反击 二 雷电流沿引下线入地时 在引下线周围产生磁场 引下线周围的各种金属 管 线 上经感应而产生过电压 三 进出大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或 感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入 入侵电子设备 因此 应对以上三种途径对整个入侵的雷电压及过电流进行防护 A 大楼通过建筑物主钢筋 上端与接闪器 下端与地网连接 中间与各层均压网或环形 均压带连接 对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接 具有特殊要求的各种不同地线 进行等电位处理 这样就形成一个法拉第笼式接地系统 它是消除地电位反击有效的措施 应符 合下列要求 1 安装的避雷针或避雷线 网 应使被保护的建筑物及风帽 放散管等突出屋面 的物体均处于接闪器保护范围内 架空避雷网的网格尺寸不应大于 5m 5m 或 6m 4m 2 所有避 雷针应采用避雷带互相连接 3 建筑物应装设均压环 4 防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷 设成环型接地体 每根引下线的冲击接地电阻不应大于 10 B 机房内通信电缆以及地线的布放和连接 通过模拟不同的布线 屏蔽和接地方式时 空 间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验 对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接 地方式有如下要求 通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部 通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱 或横梁布线较长的距离 通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置 C 根据 IEC 国际电工委员会 雷电保护区的划分要求 建筑物大楼外部是直接雷的区域 在这个区域内的设备最容易遭受损害 危险性最高 是暴露区 为 0 区 建筑物内部及计算机房所 处的位置为非暴露区 可将其分为 1 区 2 区 越往内部 危险程度越低 雷电过电压对内部电子 设备的损害主要是沿线路引入 如图 1 保护区的界面通过外部的防雷系统 建筑物的钢筋混凝 土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成 电气通道以及金属管则通过这些界面 穿过各级雷电保护 区的金属构件必须在每一穿过点做等电位连接 进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在 LPZ0与 LPZ1 LPZ1与 LPZ2区交界处 以及终端设 备的前端根据 IEC1312 雷电电磁脉冲防护标准 安装上 OBO 之不同类别的电源类 SPD 以 及通讯网络类 SPD 如图 2 SPD 瞬态过电压保护器 SPD 是用以防护电子设备遭受雷电闪击及 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 9 OBO 中文网站 其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 10 OBO 中文网站 LPZ 1 代表屏蔽1的建筑物 LPZ 2 计算机房 例 代表屏蔽2的房间 在LPZ1和LPZ2界面 上的等电位连接带2 在LPZ0与LPZ1界面 上的等电位连接带1 电缆线路 接地装置 外部防雷装置 LPZ 0 图 1 230 400V 连接盒 保护器分类 DIN VDE 0675 Part 6 kWh 电度表 CD 过压分类 D N VDE 0110 IEC Pub1 664 4kV 2 5kV1 5kV 图 2 6kV B OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 11 OBO 中文网站 四 机房防雷概述 通信局 站 雷电过电压保护工程的基础应建立在联合接地 均压等电位分区保护之上是非 常重要的 另外通信局 站 雷电过电压保护设计应根据电磁兼容原理 按防雷区划分 对电涌保 护器的安装位置进行合理规划 通信局 站 雷电过电压保护并非是简单的 单一的雷电过电压保护器件应用 而是应用电 磁兼容的原理 根据雷电保护区的划分 对一个通信局 站 进行综合 多级雷电过电压保护 4 1 电源系统的保护电源系统的保护 电源线是雷电侵入的一个主要途径 因此我们要重点防护 一般采用多级保护 建在乡镇和农村 地处多雷区以上 与移动通信基站共用机房的通信局 在电力室入口处的总配 电箱应安装冲击通流容量标不小于 100kA 的限压型 SPD 通信设备的直流输入端应加装 48V SPD 关于电源系统的防雷是我们的整个方案中的一个重点内容 在后面我们作为专门一章详细阐 述 4 2 MDF 的保护问题的保护问题 对于市话局 站 根据 ITU T K11 建议 过电压和过电流防护的原则 和电磁兼容的基 本原理 配线架与程控交换机用户板过电压和过电流防护的关系 应是相辅相成的 作为出入通 信局站的市话电缆 是雷电过电压和用户线与电力线碰线引入的过电流的主要诱因 由于 配线 架与程控交换机用户板都具备抗击雷电过电压和过电流的能力 作为第一级配线架的保安单元与 第二级程控交换机用户板的保护电路之间有一个协调的关系 第一级用于一次保护的元件与第二 级用于二次保护的元件作用是不同的 作为雷电过电压和工频过电流防护的原则 第一级的保 护元件要承受雷电过电压和工频过电流的主要能量 而第二级保护元件侧承受经过第一级保护后 剩余的能量 对于通信局讲 与 MDF 连接的市话电缆是雷电的第一渠道 由于 MDF 机架是保护接入网设备 的第一级屏障 用户板是第二级保护 一般保安单元采用的是陶瓷放电管 用户板采用箝位二极 管 如果两级保护不能有效的配合 雷电可能在 MDF 架保安单元没有动作时 已经进入接入网设 备的用户板 致使用户板的损坏 因此 MDF 架保安单元的器件选择就是至关重要了 随着技术的 进步 出现了纳秒级的保护器件固体放电管 固体放电管采用半导体材料 有以下主要技术特征 对浪涌电压的响应速度非常快 其对雷电的反映高达 1nS 可以和第二级同时甚至更 快的对设备保护 将雷电流泻放入地 不存在劣化问题 无须进行历年的经常性保安单元放电管的检测工作 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 12 OBO 中文网站 半导体放电管既适用于普通电话的 300 3400Hz 模拟传输 也适用于 ISDN 的 M2B D 的数字传输 采用高性能的 SAD 可将传输速率提高到 2Mb 以上 半导体放电管的失效模式是接地保护 由于其优越的特点 在 MDF 架选择半导体放电管作为保安单元的器件是今后发展的趋势 4 3 DDF 架架 2Mb S 接口的保护接口的保护 对通信局传输设备 2Mb S 接口的保护 是接入网站安全运行的确切保障 2Mb 同轴线缆是用 在传输设备和交换设备之间 都处在机房内部 一般情况下不会有大的过电压产生 但是当该线 路长度较大时 就有可能在上面感应出较大的过电压 这时 2Mb S 接口安装保护器是必需的 4 4 光纤的保护光纤的保护 局间的信号传输现在都是采用光纤来传输 因光纤本身是非金属材料制成的 它上面不会产 生过电压 损坏设备 但是光纤的加强筋上面有可能在雷击时产生较高的过电压 损坏光纤及收 发设备 因此光纤的加强筋在进入通信局时要妥善接地 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 13 OBO 中文网站 五 接地系统的改造五 接地系统的改造 5 1 联合接地联合接地 没有良好的接地 任何防雷都是空谈 防雷器都是形同虚设 通信局 站 雷电过电压保护 工程是建立在联合接地基础上 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 YD5098 2001 标准的第一部分 总则 第 1 0 3 条 通信局 站 雷电过电压保护工程应建立在联合接 地 均压等电位分区保护的基础上 通信局 站 接地设计暂行技术规定 综合楼部分 YDJ26 89 标准的第三章 接地系统 之 3 1 2 条 接地体埋深 指接地体上端 一般小于 0 7 米 在寒冷地区 接地体应埋设在冻土层以下 和之 3 1 4 条 接地体一般采用镀锌钢材 其规 格要求如下 钢管壁厚应小于 3 5mm 角钢应不小于 50 50 5mm 扁钢应不小于 40 4mm 在没有做联合接地的通信局 建筑物防雷接地网在地下 0 7 米以下和机楼设备的工作接地网 两点以上焊接连通 选用 40 4mm 的镀锌扁钢焊接 参见图参见图 200404LYDX 01 5 2 接地排接地排 龙岩电信各通信局的接地排的布设及连接 要建立一个统一的标准 有些通信局机房内没有 设立分接地排 很多设备的接地线连接过长 还有的设备的地线连接是通过其他设备串联至汇流 排的 通信局 站 接地设计暂行技术规定 综合楼部分 YDJ26 89 标准的第三章 接地 系统 第 3 3 4 条 根据通信布置的需要和大楼建筑的情况 可在相应层或设备夹层内设置接地 分汇集线 第 3 4 5 条 严禁利用其他设备作为接地线电气连通的组成部分 依据以上标准我们做出如下的整改方案 油机房要安装一个主接地汇流排 在通信机房的适当的位置设置机房里的主接地排 主接地 排可使用 50cm 20cm 的紫铜排 然后在 MDF 交换机等多处分别设置局部接地排 局部接地排 可以采用 50cm 20cm 的紫铜接地排 保证设备的接地线以最短的方式 直接连接到分汇流排上 同时 保证每个设备的接地线直接和地线汇流排连接 不和其他设备串联接地 为了尽可能的实现等电位连接 根据通信机房的实际情况 应采用如下图 图一 的接地方 式 各接地线并尽量短 直 如果在接地改造中发现 MDF 离 MGB 距离 15 米以上 必须在交换设备和 MDF 之间实施等 电位连接 如下图 图二 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 14 OBO 中文网站 这样就可以最大限度的消除接地引线电感引起的地电位抬高 高电位反击引起的影响 接地排的设置 连接参见 图图 200404LYDX 02 5 3 接地线接地线 通信局 站 接地设计暂行技术规定 综合楼部分 YDJ26 89 标准的第三章 接地 系统 第 3 3 2 条 接地总汇集线的截面积应根据最大故障电流值确定 一般不应小于 120 平方 毫米的铜排或相同电阻值的镀锌扁钢 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 YD5098 2001 标准的第 4 部分的第 4 0 6 条 通信局 站 的接地引入线应不大于 30 米 其材料可采用热镀锌扁钢或铜排 截面积应不 小于 40 4mm 接地引入线应避免从利用建筑物钢筋做为雷电引下线的柱子附近引入 部分通信局从地网引入的主接地引入线采用 25 平方毫米或 50 平方毫米的铜导线 其线径太 细 从地网引入到主汇流排 环 的主接地线 统一改造为 4 40mm 镀锌扁钢做为主接地引入线 同时所有的连接点均用焊接 从主接地汇流排到各局部接地排的连接统一采用 50mm2 的多股铜线 局部接地排之间的连接统一采用 35mm2 多股铜线 局部接地排至设备之间的连接统一采用 16mm2 的多股铜线 交换机交换机 交换机交换机 图一 图二 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 15 OBO 中文网站 六 电源系统防雷设计方案六 电源系统防雷设计方案 6 1 防雷器的选型防雷器的选型 按照信息产业部标准 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 5 2 3 通 信局 站 采用的电源用模块式 SPD 应根据通信局 站 的具体情况 具有以下功能 标称额定值 优选值系列 每线电流 第 I 类试验用 Ipeak 的优选值系列 15 20 25KA 第 II 类试验用 Imax 的优选值系列 50 60 80 100 120 150 KA 第 III 类试验用 Uoc 的优选值系列 10 20KV 标称放电电流 In 的优选值系列 20 30 40 50 60 80KA 电压保护水平 Up 的优选值系列 0 9 1 0 1 2 1 5 KV 最大持续运行电压 Uc 的优选值系列 320 385 460 510 620V 响应时间优选值系列 1 25 100nS 标称导通电压和泄漏电流应符合相关规范要求 通信局站进线端总电源雷电防护采用箱式 SPD 应具有以下功能 10 350us 波形冲击电流 Iimp 每线 不低于 15KA 城镇站 不低于 25KA 山顶站 具备模块化功能 损坏告警功能 热熔和过流保护功能 防火功能 保险跳闸告警功能 遥信功能 SPD 劣化指示功能 6 1 1 通信母局通信母局 第一级防雷器的选型第一级防雷器的选型 图图 200404LYDX 03A 按照信息产业部标准 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 3 7 7 在 配电变压器 配电室 电力室界面选用电源 SPD 的工程要求 4 建在郊区或山区 地处中雷区以 上的通信局 站 配电变压器低压侧或低压电缆引入配电室或配电屏终端处 应安装冲击通流 量大于 60KA 的限压型 SPD 或具有标称放电电流不小于 15KA 的开关型 SPD 龙岩地区地处多雷区 从地形上来说大多是地处山区 另一方面考虑到通信机房常 1 2 与移动基站共址 楼顶铁塔容易引雷 受雷击的概率大大增加 在这种情况下 当强大的雷 3 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 16 OBO 中文网站 电流通过铁塔泄流时 一方面会使本地地电位抬升造成地电位对设备的反击 另一方面会在铁塔 周围空间产生强大的雷电电磁场 使处于雷电电磁场中的金属线上感应了较高的雷电过电压 这 样对我们防雷的要求就更高 要求防雷器有更大的通流量 结合实际情况和 YD5098 标准要求 因此第一级电源防雷器我们采用 10 350 s 波形的电流型防雷器 型号为OBOOBO 的的 MCMC 50 B50 B 数 量为 3 个 安装在计量柜中 变压器副边侧 MC 50 B 的最大通流容量为 50KA 10 350 s YD5098 第 3 7 7 条要求是标称放电电流不小于 15KA 的开关型 SPD 一般来说最大放电电流是 标称放电电流的 2 5 倍以上 即标准要求的最大放电电流应该是 37 5KA 10 350 s 以上 MC 50 B 优于标准的要求 第二级防雷器的选型第二级防雷器的选型 按照信息产业部标准 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 3 7 9 当 通信局 站 的配电系统采用总配电室与分配电室方式供电时 总配电屏与分配电屏之间的低压 埋地电缆长度若大于 50M 应在分配电屏电缆输入侧电源芯线对地安装标称放电电流为 20KA 的限 压型 SPD 由于龙岩地区的许多通信母局中电源线至通信机房的交流配电屏之间的电缆并不是埋地布设 多采用架空形式 有些长度较大 因此对于第二级防雷器的要求也较高 在这里我们选用OBOOBO 的的 V25 BV25 B型防雷 标称放电电流为 30KA 最大放电电流为 60KA 作为第二级保护 安装在总配 电屏中 切换柜后 第三级防雷器的选型第三级防雷器的选型 第三级防雷器是应用于整流设备前 主要作用是进一步将电源线引入雷电导致的过电压限制 到对设备无害的水平 这里我们选用OBO 的的 C 类防雷器类防雷器 V 20 C 该防雷器已经是应用非常 成熟 非常广泛的一个产品有着优异的电压限制特性 目前许多生产厂家的整流电源柜里都已经 预先安装了 OBO 的 V 20 C 如珠江电信 中兴通信 华为 施威特克等 如果我们龙岩电信的 有些整流电源柜里已经安装了 V 20 C 那么第三级就可以省去无需另外安装了 第四级防雷器的选型第四级防雷器的选型 我们在直流配电屏的输出端设计安装第四级防雷器 按照信息产业部标准 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 3 7 15 建 在中雷区以上地区的通信局 站 直流电源线的雷电过电压保护设计 1 通信局 站 电力室为 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 17 OBO 中文网站 各层提供直流供电的馈线 如馈线进入不同防雷区时 应在进入相应机房直流电源配电柜 列柜 内的馈线进线端 机房如无直流电源配电柜 应在电力室直流配电屏输出端 负极对地加装标称 工作电压不小于 70V 的 SPD 5 通信局 站 内直流电源系统使用的 SPD 应具有带保险丝功能 通流量大于 15KA 的 SPD SPD 应就近接地 在这里我们选用OBOOBO 的的 V V 2020 C 1 75VC 1 75V防雷器作为第四级保护 V 20 C 1 75V 型防雷器 的标称放电电流为 20KA 最大放电电流为 40KA 最大持续工作电压为 75V 是专为通信局 站 直流电源防雷设计的一款防雷器 安装在直流电源的输出侧 6 1 2 模块局 模块局 图图 200404LYDX 03B 模块局所用防雷器的选型原则基本上同通信母局 只是要求比通信母局略低一些 第一级防雷器选择最大通流容量为 60KA 的限压型防雷器 安装在总配电屏中 切换柜后 满足 YD T 5098 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 第 3 7 7 条的要求 这里我们选 用OBOOBO 的的 V V 25 B25 B型防雷器 第二级防雷器采用最大通流量为 40KA 标称通流量为 20KA 的限压型防雷器 满足 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 第 3 7 9 条的要求 这里我们选用OBOOBO 的的 V V 20 C20 C型防雷器 安装于整流设备前 第三级 直流电源部分 我们仍然选用OBOOBO 的的 V V 2020 C 1 75VC 1 75V型防雷器 满足 YD5098 2001 通信局 站 雷电过电压保护工程设计规范 第 3 7 15 条的要求 安装在直流电源的输 出侧 6 1 3 接入网接入网 图图 200404LYDX 03C 接入网大多租用民用建筑物 楼层高度较低 发生雷击的概率很小 主要是防感应雷 其第 一级防雷器可以选用OBOOBO 的的 C C 类的类的 V V 20 C 2 38520 C 2 385限压型防雷器 另外在直流输出端安装第二 级防雷器 第二级防雷器同样采用OBOOBO 的的 V V 20 C 1 75V20 C 1 75V限压型防雷器 防雷器的配置图参见示意图 200307 SZJQZDXL 03200307 SZJQZDXL 03 6 26 2 防雷器的安装防雷器的安装 防雷器的安装位置参见示意图 防雷器的安装位置参见示意图 200404LYDX 04200404LYDX 04 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 18 OBO 中文网站 防雷器的安装接线图参见示意图 防雷器的安装接线图参见示意图 200404LYDX 05200404LYDX 05 6 2 16 2 1 第一级防雷器的安装第一级防雷器的安装 可插拔的 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器满足 DIN VDE0675 Part6 的 B 类要求和 IEC61643 1 的第 1 级技术要求 用于 0 1 区之间等电位连接 相应标准为 IEC61312 1 当建筑物有接闪装置时 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器可以建立电力线缆的 雷电等电位连接 参考标准 ENV61024 1 和 IEC61024 1 架空电缆引入 OBO MC125 B NPE 等电位连接器是专门为应用在 TN S TT 和 IT 供电系统的 N 线和 PE 线而设计 是满足 DIN VDE 0675 part 6 对 B 级和 IEC61643 1 对第一级等电位连接器的要求 MC 125 B NPE 是应用在 IEC1312 1 防雷分区理论中的 0 区和 1 区之间 安装指引安装指引 安装位置安装位置 参照 DIN V VDE0100 Part534 4 1999 或 IEC 60364 5 3 标准 B 类等电位连接器 安 装于主供电系统处 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器主要采用间隙放电原理制成 安装于电力引入处的主配 电屏处 如 电表前 鉴于 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器密封设计 动作时 无电弧外泄 因此 它可以安装 在普通配电箱中的 35mm 轨道上 MC125 B NPE 是和 MC50 B 配合使用 它的安装可以依据 VDEW 手册的指引要求 尽 可能的安装在建筑物的电力线引入位置 用于安装在电力线的 N 线和 PE 线之间 MC125 B NPE 是没有任何外泄电弧等现象发生 所以该等电位连接器可以直接安装在 配电柜内的标准 35mm 导轨上 电气连接电气连接 参照图 8 1 中 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器并联连接于电网上 可用两种方法 接线 进行 N 线和 PE 线的连接 如 8 1 图 在 MC125 B NPE 的连接端子提供两种接线方 式 一种为并联方式 另外可采用符合 DIN V VDE V0100 Part534 标准的 V 型连接方式 被保护的线路和未被保护的线路不应并行布放 要尽可能减小对于被保护的线路进行 二次过电压感应 接线接线 当对 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器接线时 需要考虑连接线所能承受的电流值 因 此 需要最小的连接线截面积为 16mm2 最大为 50 mm2 图 8 3 中显示了电缆的连线方法 如果短路电流值要求连接线截面积大于 50 mm2 等电位连接器可采用 2 根并行线接于供电线 路上 最大可达 100 mm2 接地接地 等电位连接器的接地线采用超过 16mm2的铜线以最短的方式接地 避免接地线与被保护线路 并行布放 依据 VDE0100 Part540 标准 接地了的母线排可用做等电位连接点 如果 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器直接安装于有接地母排的分配电箱中 它的接地方式宜就近接地 连接 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 19 OBO 中文网站 线不小于 16mm2的铜线 当几个 MC 50 B VDE 和 MC125 B NPE 组合安装时 采用一条独立的 16mm2 穿入等电 位连接器下方的通道中 将设备的 N 线连接于器件的 N 线端子上 此隧道连接孔也可以用于 公共地线的连接 可以免除使用跳线的不便 见图 8 2 后备保险后备保险 如果建筑物总电源的主空开电流分断能力小于 25KA MC 50 B VDE 不需要后备保险 作为等电位连接器的后备保护 其后备保险丝不能超过 500Agl Gg MC125 B NPE 是安装在 N 线和 PE 线之间 所以在安装时是不需要加装后备保护熔丝 标识标识 随设备供应的标记帽 用来标识连接线情况的 依据连接线的位置 L1 L2 或 L3 这些标记帽盖在已接好的相应位置上 建议建议 确保等电位连接器良好接地 在 TN 电网中 PEN PE 线是和本楼地网连在一起 等电位连接器前端的线路不可以和后端的线路并行紧靠布放 维护维护 OBO MC 50 B VDE 等电位连接器有结构设计紧凑和高能电极的优点 在下列情况 由于超 长时间运行 有可能会出现性能下降 2 4 年间需要检测一次 或在发生雷击情况后 应立即检测 由于模块化设计 更换模块时 不需要断电 可以热插拔 其绝缘电阻可依据于 VDE0100 610 测量 可以使用 OBO ISOLAB 来测试 即在 500VDC 下 其绝缘阻抗不小于 500K 是为合格产品 一旦模块失效 请立即更换模块 而不用更换底座 保修期间 请不要自行开启模块的密封结构 接线方法接线方法 依据 DIN V VDE0100 Part534 4 1999 安装在电网上的 B 类等电位连接器应根据电网类 型来选择不同的接线方法 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 20 OBO 中文网站 电路图电路图 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 21 OBO 中文网站 1 等电位连接器 MC 50 B VDE 1a 等电位连接器 MC 125 B NPE 2 等电位连接线 3 等电位连接母线排 图中的粗线表示为采用的连接线截面积不小于 16mm2 安装指导安装指导 6 2 26 2 2 第二级防雷器的安装第二级防雷器的安装 本产品是一种高可靠性 模块化设计和结构紧凑的雷电电流等电位连接保护装置 设计 依据于 DIN VDE0185 Part1 11 82 应用应用 OBO V25 B 防雷器是用于符合 VDE0185 Part1 11 82 标准规定的雷电保护等电位连接 用于装有外部防雷击保护系统建筑物内的防雷击等电位连接 它还应用于通过架空线路输送低压 电源的建筑物内 因为直接雷击电流或部分雷击电流也有可能在此发生 安装指引安装指引 安装位置和电气连接安装位置和电气连接 OBO V25 B 防雷器应尽可能靠近于用户设备的前端安装 使用户设备得到保护 例如 安装在 房屋电源线引入之后 将其接于相线 L1 L2 L3 或中线 N 与用户设备的接地系统之间 必须避免被保护的线 例如供电进线 和未被保护的线 例如电表进线 之间的接近并行布放 它的最大持续工作电压为 385VAC 或 505VDC 与相线和中线的连接与相线和中线的连接 对于接至 OBO 防雷器的导线截面通常应选择与相线和中线相同 如果你希望减小连线截面 那么 VDE0100 Part430 要求有保护装置 例如房屋连接保险 来保证连线的短路安全 在不可 能测量确定截面的情况下 确保设置连线短路和接地故障时安全 例如带有绝缘管的单芯电缆 最大连线导线截面为 35mm2 且必须有 160A gl 的保护 见图 1 和图 2 防雷器接线端子不允许作 为分线端子 连接用线长度不超过 0 5M 与接地系统的连接与接地系统的连接 防雷器接地线沿最短的路径接至用户设备的接地系统 VDE0185 Part1 接地线避免与 其他电气导线平行安装 防雷器与被保护电路之间的连接线应小于 50cm 其线径尽量与配电电源 线的线径相同 如主配电线径大于 35mm2 则连接线选取 35mm2 地线连接 根据 VDE 0185 Part1 安装准则 防雷器的地线长度应越短越好 防雷器的地线线径约为总 接地母线的线径的 1 2 其上限为 25mm2 下限为 10mm2 具体选择见下表 连接线选择 铜线截面积单位 mm2 配电电源线径 3550 70 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 22 OBO 中文网站 配电电源接地线径 1625 35 接地连接线径 101625 注意注意 确保防雷器接地被接至用户设备的接地系统 对于 TN 电网 PEN 线与防雷器接地线必须接在一起 等电位连接带 供电部门的 PEN 线不能作为接地极 如果配电系统的 PE 或 PEN 母线作为接地连接点 则该母线必须通过一条单独接地线接至用户 设备的地极 如果防雷器装于漏电断路器的后侧 应该选用抗浪涌漏电断路器 以避免由于防雷器动作而 引起的漏电短路器跳闸 功能检查功能检查 OBO 防雷器要求巡检 尤其在雷雨时期 如果压敏电阻模块的监视窗变红 则必须更换相应 模块 安装实例安装实例 遥信信号连接遥信信号连接 FS 监控模块的信号触点是转换开关 可根据实际需要选 用端子 1 2 常开触点 或 1 3 常闭触点 连接 连接线采 用绞缆 且应注意避免与电源进线和接地线接近布放 该模块 接线端子接线方式采用以螺丝刀按压 然后插入导线 十分方 便 V25 B FS SU V20 C FS SU 附带停电遥信功能底座 它与 FS 接地线端子 1 2 或 1 3 一样 而它还将三相火线取样连接至功能底座内 当任何一相无电时都会发出信号来 通知监控制中心管理员 OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 23 OBO 中文网站 遥信及声光报警连接示意图 声光信号连接声光信号连接 功能与操作功能与操作 OBO V25 B AS 带有内置声音监控单元 可以永久所有插入其底座的 V25 B 模块 防雷器的故障由监控单元通过一个闪烁的红色 LED 指示灯和报警声 BP 声 指示 就可以避免频繁的巡视 每一次其上的黑键被按下后 都会使其消音 24 小时 但红 色的 LED 指示灯仍然会指示故障的存在 这时应该由电工及时更换失效模块 如果在 下一个 24 小时仍未更换 则警报声又会响起 以提醒用户更换失效模块 故障排除 后 绿色的 LED 指示灯又会亮起表示状态正常 电气连接电气连接 在声光监控单元的端子 L 和 N 上加 230V 50Hz 电源 注意注意 如果 LED 指示灯既不亮绿色也不亮红色 则可能是电源连线或监控单元供电有故 障 6 2 36 2 3 第三级防雷器的安装第三级防雷器的安装 应用 应用 OBO V20 C 系列防雷器是符合 VDE0675 标准第六部分 C 类型要求和 VDE0110 标准第一部 分 类电气设备使用规范 安装在低压系统 防浪涌过电压的保护装置 VDE 0100 18 部 分 一般都能释放从大气中放电 雷电 和操作过电压而产生的能量 故此特别适合在低压 配电系统保护电路上 安装指引安装指引 安装位置和电气连接安装位置和电气连接 OBO V20 C 防雷器应尽可能靠近于用户设备的前端安装 使用户设备得到保护 例如 安装在 房屋电源线引入之后 将其接于相线 L1 L2 L3 或中线 N 与用户设备的接地系统之 间 必须避免被保护的线 例如供电进线 和未被保护的线 例如电表进线 之间的接近并 行布放 必须避免被保护的线 例如供电进线 和未被保护的线 例如电表进线 之间的接近并行布 放 与相线和中线的连接与相线和中线的连接 O B O V20 C O B O V20 C O B O V20 C O B O V20 C O B O FS 1 2 3 PE 遥信信号 O B O V20 C O B O V20 C O B O V20 C O B O V20 C O B O AS PE L N 220V OBO 中国培训中心 Tel 0755 82350196 82350180 Fax 0755 82350181 24 OBO 中文网站 对于接至 OBO 防雷器的导线截面通常应选择与相线和中线相同 如果你希望减小连线截面 那么 VDE0100 Part430 要求有保护装置 例如房屋连接保险 来保证连线的短路安全 在不 可能测量确定截面的情况下 确保设置连线短路和接地故障时安全 例如带有绝缘管的单芯 电缆 最大连线导线截面为 35mm2 且必须有 100A gl 的保护 见图 4 和图 5 防雷器接线 端子不允许作为分线端子 连接用线长度不超过 0 5M 接地线的连接 接地线的连接 防雷器接地线沿最短的路径接至用户设备的接地系统 VDE0185 Part1 接地线避免与其 他电气导线平行安装 根据 VDE0185 第一部分安装准则和 VDE0190 要求连接到等电位连接 排 注