通信接地的雷电反击过电压

Author http www 5dw org 青州 seo Author http www 5dw org 寿光 seo1 通信接地的雷电反击过电压 刘叙义 贾艳清 国脉通信规划设计有限公司 关键词 保护地 工作地 避雷地 交流地 雷电 反击 过电压 老式通信机房各种接地地线较多 雷雨天可能出现各种接地体之间发生放 电现象 这就是入地雷电的反击过电压 7 月某日晚 哈尔滨市市区乌云密布雷雨交加 一阵响雷过后 AG 分局 电力室电源监控设备出现故障 经检查是电路板保护地与工作地电路之间出现 放电烧损 交换机房服务器也因此出现设备电路的放电事故烧损 前两年 SZ 分局电源监控设备 微机等在雷雨过后曾出现雷击烧损事故 JH 分局电源监控设备雷雨过后也出现雷击烧损事故 雷雨天气 电信网络频遭 雷击 说明虽然是在城市市区 雷击电信网络也不是一个偶然的事件 所谓雷电 是天空中带有阴 阳两种电荷的云团 相互中和放电或对大地 进行放电的一个剧烈的放电过程 雷电放电具有极高的电压和极大的放电电流 但其作用时间却非常短暂 通信系统的雷击根据发生地点和方式可分为直击雷 感应雷和反击雷 直击雷可直接放电在电源线路上 经过避雷器入地 也可直接放电在铁塔 楼房与设备的避雷网络上经避雷地线入地 感应雷放电发生在带电云团之间或带电云团对地之间 对地放电是在电源 或信号线路以外的地点 表现为雷击放电产生的电磁场在线路上感应出的电压 迭加在电源的电压上或信号电压上 致使电源过电压和信号过电压 严重时可 以发生用电设备的雷电击穿与烧损事故 反击雷是已入地的直击或感应雷击电流在电压尚未衰减到零的地方 又将 附近其它接地体的电位抬升 引起与此接地体连接的电气设备与大地零电位的 过电压 各种雷击均可引起电气设备的过电压或击穿事故 严重时可以引起电 源的弧光短路甚至引起火灾 一 高压线路 一 高压线路 10KV10KV 的直击 的直击 反击雷反击雷 高压电力线路多数是明线架空敷设 容易遭受雷击 杆上变压器经跌落保 险接高压线路 下端各相串接避雷器 避雷器尾端并联接地 Author http www 5dw org 青州 seo Author http www 5dw org 寿光 seo2 图一 高压线路架空低压电缆地埋 如果图中高压线路遭受雷击 雷击高 压电流首先击穿 10KV 避雷器将雷击电流入地 由于雷电瞬间的电流很大 在地 线地极上将产生很大的入地电压降 又由于直流保护地距离变压器保护地距离 较近 小于 20 米 变压器保护地上的雷击电压在尚未衰减为零的地方又抬升 了直流保护地的电位 使直流保护地与直流工作地之间产生了雷电反击电压 可造成用电设备工作地与保护地之间的雷击放电事故 变压器地极 保护地极工作地极 图一 高压线路直击雷示意图 雷电路径 1 高压线路 10KV 避雷器放电 交流地 直流保护地 直流 工作地 直流保护地与直流工作地之间出现雷电反击电压使监控板放电 图二 另一种可能 图中高压线路遭受雷击 雷击高压电流首先击穿 10KV 避雷 器将雷电电流入地 抬升的雷电入地电压同时抬升了变压器的二次电压 在整 流器的低压 230V 避雷器上引起放电 又在直流保护地上产生了入地电压 高压 与低压避雷器共同放电作用 在直流保护地上产生反击雷电 而引起用电设备 工作地与保护地之间的雷击事故 雷电路径 2 高压线路 10KV 避雷器放电 交流地 电源零线 低压电 源系统 整流器交流屏 230V 避雷器放电 直流保护地 直流工作地 直流保 护地与直流工作地之间出现雷电反击电压使监控板放电 图二 实际的交 直流接地与避雷系统示意图 图中的交流地与直流保护 地 或交流地与直流工作地之间的距离小于 20 米时 当高压线路遭受雷击时 则可发生反击雷 Author http www 5dw org 青州 seo Author http www 5dw org 寿光 seo3 A B C 变压器 开 关 电 源 监控放电 交流地直流保护地直流工作地 10KV避雷器 230V避雷器 a b c PEN 图二 交 直流接地与避雷系统示意图 二 高压线路的感应二 高压线路的感应 反击雷反击雷 图三 高压线路空中架设低压电缆地埋敷设 如果空中带电云团与山头放 电 变化的磁场在高压线路上感应出雷击电压 此电压如果高于 10KV 避雷器的 放电电压 则可产生如图一的雷电过压与放电现象 同样可以产生直流工作地 与保护地电路之间的雷电放电击穿现象 变压器地极 保护地极工作地极 图三 高压线路感应雷示意图 三 三 低压电缆的感应低压电缆的感应 反击雷反击雷 图四 高压线路空中架设低压电缆空中架设 如果空中带电云团与山头放 电 变化的磁场在高压线路与低压电缆线路上感应出雷击电压 由于低压电缆 架空 感应雷可在整条架空电缆上感应出雷击电压 如果是铠装电缆两端接地 Author http www 5dw org 青州 seo Author http www 5dw org 寿光 seo4 交流保护地与进户重复接地 可以将两个保护接地点的电位反向抬升 造成 保护地附近其它直流地线的雷电反击 变压器地极 重复地极工作地极保护地极 图四 低压电缆感应雷示意图 四 避雷地线的直流地线反击雷避雷地线的直流地线反击雷 图五 天线铁塔保护地与直流保护地距离过近 小于 20 米 铁塔容易遭 受雷击 铁塔保护地雷电电流扩散时抬升了直流保护地的电位 造成直流保护 地与工作地之间的雷电反击 避雷地极保护地极工作地极 图五 保护地线反击雷示意图 Author http www 5dw org 青州 seo Author http www 5dw org 寿光 seo5 以上讨论的直击 反击雷 感应 反击雷和避雷地线 反击雷 只是雷电的入 侵方式与入侵路径不同 它们都是雷电入地后又反出的反击雷电电压 其特点 是在接直流保护地与直流工作地的电路之间产生过压放电 五 雷击事故的罪魁五 雷击事故的罪魁 地线分离地线分离 通信系统的地线复杂数量众多 尤其在城市中受地面建筑与占地面积的限 制 各种地线之间的距离往往达不到规程规定的大于等于 20 米的距离要求 这 就给地线的相互干扰带来了新的问题 例如哈 SZ 分局主楼建筑避雷地线沿搂四周共有四处 楼顶天线铁塔避雷地 一处 电力室的工作地线与保护地线 变电所的交流地线与重复地线 几千平 方米的地方各种地线十来处 很难达到规程规定的距离要求 遭遇雷电时可能 发生相互干扰 产生经过地线传递的雷电反击 这是容易被忽视并且经常是缺 乏安全防护的雷击隐患 解决方案 1 直流工作地 直流保护地远离 20m 避雷地线与交流地线 2 降低各种地线接地电阻 3 在各分离地线之间加装地极保护器 低压避雷器 4 直流保护地与直流工作地并联 组成联合接地系统 通信系统直流地线的接地电阻阻值是通信机房的重要电气指标 容易检查 测定 交流地线的接地电阻阻值也容易检查测定 并且一般距离直流地线系统 比较远 避雷地线相对简单 要求也比较低 接地阻值 10 并且数量较多 与通信或电源地线的距离问题容易被忽视 如果距离过近就给雷电的地线反击 埋下了重大隐患 通信系统的地线有分离系统和联合系统 性能优劣各有所长 分离地线系 统如果各项指标合格 地线功能各司其责互不干扰 但也经常出现设备地线连 接的混乱 大型机房或受地线布设条件的影响 可采用联合接地系统 但在设备保护 与人身保护方面也存在着矛盾的地方 许多老的通信系统还是采用分离地线系统 在分离地线系统的距离达不到 标准要求时 为了解决雷电经地线产生的反击事故 应在各地网之间 避雷地 Author http www 5dw org 青州 seo Author http www 5dw org 寿光 seo6 除外 用地极保护器相互连接 这样各地网之间平时是独立的 防止相互干扰 当某地网遭遇雷电反击时与其它地网间通过地极保护器瞬间连通 形成等电位 连接 哈 SZ 分局与 JH 分局雷击之后进行了这种改造 经过四年运行没有再遭受 雷击事故 新建的通信机房一般采用联合接地系统 老机房也可进行这种改造 将直 流保护地与直流工作地直接连接 雷雨天通过地线系统产生的雷电反击过电压 是容易被忽视并且经常是没 有安全防护的雷击隐患 传统的建筑避雷系统 设备避雷系统与电源避雷系统 保护不了地线系统的雷电反击过电压 应该根据各地不同的地势 气候与雷电 情况 将电源系统的雷电过电压与地线系统的雷电反击过电压区别处理综合进 行防护 通信专业技术人员容易犯一个错误 就是将通信地线与避雷地线和电源地