通信电源系统防雷知识VIP

通信电源系统防雷知识通信电源系统防雷知识 一 危害一 危害 今年 济南地区雷雨天气尤为频繁 频繁的雷击造成了人员伤 亡 财产损失 同时也给我公司的通信设备造成了严重损害 雷击 的产生轻则损坏设备电源板 用户板 重则烧毁重要通信设备 严 重影响了我公司通信系统的正常运转 并将会造成巨大的损失 直 接损失即为造成高昂的设备损坏 同时也会造成话费损失 客户追 偿 客户流失等间接损失更是难以估测 电路板及元器件损坏 设备损坏 二 雷电简介二 雷电简介 一 雷电产生 雷电是一种自然现象 其物理成因仍处于探索阶段 比较流行 的是起电学说 根据这种学说 雷电源于异性电荷群体间的起电机制 这里所 说的异性电荷既可以是带大量正负极电荷的雷云 也可以是附有大 量感应电荷的大地或物体表面 同时 异性电荷之间存在着电场 当电荷量增大或电荷间距缩小时 电场强度增大 若场强增大到超 过空气的击穿场强 就会发生大气放电现象 伴随着强烈的光和声 音 这便是人们常说的电闪雷鸣 二 种类 我国的雷种主要有直击雷 球雷 感应雷和雷电侵入波等四种 危害通信电源的雷击 大部分是雷电侵入波或感应雷 若通信 电源遭直击雷或球雷 安装在附近的其他电信设备一般也将被损坏 雷电侵入波是雷电发生时 雷电流经架空电线或空中金属管道 等金属体产生冲击电压 冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散 以致造成危害 感应雷是指感应过压 雷击于电线或电气设备附近时 由于静 电或电磁感应将在电线或电气设备上形成过压 没听到雷声并不表 示没有雷击 三 现状 由于城市规模扩大 城市热岛效应加剧 高层建筑造成大 气静电场畸变 使雷击概率增大 同时 城市基础通信设施大 幅增加 也大大提高了雷击概率 通信设备遭到雷击的严重威 胁 另外 导致雷击灾害频繁发生的一个重要原因是 人们防 雷意识仍停留在传统避雷针阶段 对感应雷和雷电侵入波造成 的危害没有深刻了解 三 通信行业特殊性三 通信行业特殊性 一 概述 通信行业有其自身的特点 主要表现在如下方面 1 通信系统复杂程度 通信系统涵盖内容多样 设备种类繁多 诸如电源 信号 高 频 低频 有线 无线等各个方面 设备 线路等极易引起雷击事 故 防不胜防 2 通信系统环境 不同的地理环境及各类通信系统不同的用电制式用电环境也决 定了通信防雷的特殊性 二 雷击问题突出的原因 近年来 在通信系统中雷击问题日益严重 综合来讲 主要原 因如下 1 设备数量增加 设备数量增加是个显而易见的问题 例如 80 年代邮电部建设 资金约 2 亿 年 现今已大于 1000 亿 年 2 集成化程度提高 增加了设备敏感性 美国通用电气研究表明 现有电子电气的抗浪涌等干扰能力较 50 年代下降 106 108 倍 3 大气污染造成气候环境恶劣 雷击频发 据不完全统计 我国城市状况总体来说相当于每周面对一次雷 击的风险 四 通信电源的防雷四 通信电源的防雷 一 雷击通信电源的主要途径 1 电力变压器高低压侧的电力线 2 微波 移动基站用的铁塔避雷针及天馈线 3 出入局 站 的通信电缆 4 通信机房 5 通信系统的接地线 6 水管等金属物体 二 供电线路和设备的防雷措施 1 通过接地体泄放到大地 这是防雷最常用的方法 2 分流 实际上也是一种泄放到大地的一种 比如铁塔避雷 针通过引下线接入到地网 3 屏蔽 是利用各种金属体来阻挡和衰减施加在电子设备上 的电磁干扰和过电压能量 具体可分为建筑物的屏蔽 房间的屏蔽 设备的屏蔽和各种线缆的屏蔽 4 限幅 用避雷器件连接到电路中 当电压超过一定值时 就会短路泄放到大地 其目的是抑制从线路传导来的过电压和过电 流 5 均压 平衡各处电位 焊接各处接地体使之共地共网 实 际上就是我们常说的联合接地 6 高抗雷强度 即提高设备 电力线路 通信线路 建筑物 等抗雷击的能力 接地电阻的阻值要求愈小愈好 不能超过规定值 根据我国目 前的规定 各种通信局站的接地电阻值不应超过规程规定的标准 具体措施有 1 变压器高 低压侧均应各装一组氧化锌避雷器 尽量靠近变 压器装设 2 严禁采用架空交 直流电力线进出通信局站 3 埋地引入通信局站的电力电缆应选用金属铠装或穿钢管的护 套电缆 护套两端就近接地 4 自通信机房引出的电力线应采用有金属套管或将其穿钢管 在屋外埋入地中的长度应在 10 米以上 5 通信局站内的交直流配电设备极电源自动倒换控制架 应选 用机内有防雷措施的产品 6 在市电油机转换屏输入端 交流配电屏输入端三相线及零线 分别对地加装避雷器 在整流器输入端 不间断电源输入端 通信用空调输入端均应按上述要求加装避雷器 三 常见问题综述 通信机房设备雷击防护常见问题如下 1 过度依赖外部防雷 2 缺乏对直击雷的认识 3 缺少分级防护 4 接地 5 安装规范 四 解决方案 1 过度依赖外部防雷 该问题的产生主要是因为忽视了感应雷的危害 仅在机房安装 避雷针及地网等 要做好防雷措施 首先要了解雷击保护的分流模式 一个完整 的雷击电流通过如下途径泄放 50 雷电流泄放入地 另外 50 通过其他途径泄放 大约 10 从水管泄放 金属 大约 10 通过煤气管道泄放 金属 大约 10 通过输油管泄放 金属 大约 10 通过电力线缆泄放 最多大约 5 或 5KA 的电流通过通信线缆泄放 由此 解决方案为 对核心设备提供必要的内部屏蔽 安装防 雷器 采用等电位连接措施等 具体描述如图 2 缺乏对直击雷的认识 该问题主要体现在防雷标准引用错误 仅采用 8 20 s 保护 雷击冲击电流波形的定义为下图 雷击放电的模拟波形为 一个雷击放电的能量效应可以通过 10 350 s 脉冲电流波形来 进行模拟 从而可见 感应雷定义为 8 20 s 直击雷定义为 10 350 s 直击雷能量为感应雷的 20 倍 如图所示 因此 相对于该问题 最直接有效的解决放案为采用正确的防 雷标准 即采用 10 350 s 等级的防雷器 3 缺少分级保护 该问题体现在常规防护仅在开关电源内配备 C 级防雷器 而缺 少分级保护 这样一来 防雷效果大大降低 针对该问题可根据雷击能量测算及设备敏感度设置多级防护 设置方法描述为 4 接地 主要表现为三地分开 未采用等电位连接 易引发地电位反击 采用等电位连接方案为 5 安装不规范 防雷器的安装细则为 a 防雷器安装需要依据 IEC61312 的要求进行 b 已保护线路不可与未保护线路进行并行布防 否则会在已 保护线路上重新产生感应现象 c 防雷器的连接线长度应小于 0 5m 否则过长的连接线会 产生额外的电压降 仍然使设备损坏 d 防雷器需要与接地系统有良好的连接 如果防雷器安装在 配电箱内 配电箱的接地排要有一根 16 平方米以上的导 线与接地系统连接 对安装规范纠正如下 a 采用凯文接线方式 b 各级防雷之间需要留有规定的距离 或串接退耦装置 c 导线线径严格按照 IEC61312 标准的要求 d 线路走向规范 已保护线路不可与未保护线路并行布放 五 小灵通基站的防雷五 小灵通基站的防雷 小灵通基站点多面广 大多分布在室外楼顶 防雷非常重要 1 基站的接地 大多采用大楼顶部的避雷带 利用铜芯电力线 使基站接地排和大楼避雷带相连 连接前一定用正确的测量方法测 量避雷带的接地电阻 如果接地电阻太大不能满足要求 要更换地 点或从地面做接地网 然后通过引入线接到小灵通基站的地线排 2 基站电源采用的是220V交流电源 宜采用铠装电缆 两端的 金属护外层应可靠接地 电源线应设在避雷带的下方 距离远时 中间应进行接地 3 严禁电源线 信号线架空进入基站 4 避雷针应可靠接地 每个信道尽可能加装信号避雷器 基站 的选址要尽量考虑防雷 五 安全用电知识五 安全用电知识 电气安全涉及到人身安全和设备安全 这两个方面都不能忽视 1 安全用电技术措施 安全用电对人身安全而言 是防止触电事故的发生 触电分为 直接接触触电和间接接触触电两种 不同的触电现象应采用不同的 防护措施 1 直接接触防护措施 有绝缘 屏护 间距 漏电保护装置等几种基本措施 绝缘 使用绝缘材料把带电体封闭起来 从而隔离带电体或不 同电位的导体 使电流能按一定的路径流通 常用的绝缘材料有瓷 玻璃 云母 橡胶 木材 胶木 布 纸 矿物油等 屏护 利用屏护装置将带电体与外界隔绝 以防止人体触及或 接近带电体 引起触电 电弧短路或电弧伤人 常用的屏护装置有 遮拦 护罩 护盖 箱盒等 间距 在带电体与地面之间 带电体与带电体之间 带电体与 其他设备之间距保持一定的间距和距离 间距的大小决定于电压高 低 设备类型及安装方式等 漏电保护装置 在电路中采用高灵敏度 快速型漏电保护装置 其额定漏电动作电流不超过 30mA 最大分断时间不大于 0 25S 漏 电保护装置只能作为其他防护措施的补充防护 不能作为唯一的直 接接触防护 2 间接接触防护措施 通常采用接地 接零等防护措施 接地 接零保护 采用接地 接零保护措施后 当电器设备发 生故障时 线路上的保护装置会迅速动作 切断故障电路 从而防 止间接触电事故的发生 双重绝缘 为了防止基本绝缘损坏或失效而引起触电事故 在 基本绝缘层之外另加一层独立的附加绝缘 3 自动断开电源 采用适当的自动元件和连接方法 如采用 熔断器 低压断路器的过滤脱扣器 热继电器以及漏电保护装置 当故障发生时 能在规定的时间内自动断开电源 防止接触电压的 危险 2 安全操作规定 1 倒闸操作 指合上或断开开关 闸刀和熔断器等操作 应 按规定的操作顺序操作 复杂的倒闸操作时应一人监护 一人操作 基本程序是 切断电源时 应先停低压 后停高压 先断分路负荷 再断主闸刀 防止带负荷拉闸 合上电源时 应先送高压 后送低 压 先合主闸刀再合分路负荷开关 防止带负荷合闸 2 不停电工作的安全规程 是指交 直流电源设备在日常维 护中或工程割接时 工作人员必须带电工作时的安全操作规程 一 般规则是 不停电工作必须严格执行监护制度 由经过训练的熟练 工作人员操作 专人监护 工作中工具的裸露部分必须包扎绝缘物 带电割接必须事先向有关部门书面报告 有关部门批准后方能实施 3 接地系统 接地是指电器设备的某一部分与土壤间作良好的电气连接 与 土壤直接接触的金属导体成为接地体 连接与接地体和电气设备之 间的金属导线称为接地线 接地按供电性质分直流接地系统和交流接地系统 直流接地系 统是为了降低通信系统中电磁感应和杂波电压对通信品质的影响将 电源基准电位的某一电极接地 而建造的接地系统 交流接地系统 是为了使三相交流电的相电压及线电压保持三相间相对平衡而将中 性点接地 而建造的接地系统 按用途可分为工作地 保护地 防雷地 保护接地系统是为了 防止设备内部因带电部分绝缘损坏而使不带电部分带电或因