在我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1051《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》中明確規(guī)定,通信設(shè)施的防雷系統(tǒng)是通信電源系統(tǒng)中的重要組成部分,而且與接地系統(tǒng)密不可分。通信局(站)、通信設(shè)備、通信線(xiàn)路等都必須要考慮到雷電的防護(hù),它不僅關(guān)系到設(shè)備和維護(hù)人員的安全,同時(shí)還直接影響著通信的質(zhì)量。
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一、防雷系統(tǒng)的相關(guān)概念
1、基本概念
當(dāng)不同電荷的積云靠近時(shí),或帶電積云對(duì)大地的靜電感應(yīng)而產(chǎn)生異性電荷時(shí),宇宙間將發(fā)生巨大的電脈沖放電,這種現(xiàn)象稱(chēng)為雷電。由于雷電往往有強(qiáng)大的電流會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的危害,為了防止雷電對(duì)地面系統(tǒng)或設(shè)施的危害,所采取的措施而構(gòu)成的系統(tǒng)稱(chēng)為防雷系統(tǒng)。所謂綜合防雷技術(shù)是指對(duì)一個(gè)需要進(jìn)行雷電防護(hù)的建筑物電子信息系統(tǒng),從外部和內(nèi)部對(duì)該建筑物采用直擊雷防護(hù)技術(shù)、等電位連接技術(shù)、屏蔽技術(shù)、完善合理的綜合布線(xiàn)技術(shù)、共用接地技術(shù)和安裝各類(lèi)SPD技術(shù)進(jìn)行雷電防護(hù)的措施。
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2、通信防雷系統(tǒng)
為了防止雷電對(duì)通信系統(tǒng)或設(shè)施的危害,所采取的措施而構(gòu)成的系統(tǒng)稱(chēng)為通信防雷系統(tǒng)。通信防雷系統(tǒng)往往是依據(jù)不同的專(zhuān)業(yè)或設(shè)備或技術(shù)而提出不同的要求,通信防雷系統(tǒng)最重要的是通信局(站)的防雷系統(tǒng)。在我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1429《通信局(站)在用防雷系統(tǒng)的技術(shù)要求和檢測(cè)方法》中給出的通信局(站)防雷系統(tǒng)的定義是:通信局(站)及其內(nèi)部防雷和接地系統(tǒng)的整套裝置,它由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷接地系統(tǒng)兩部分組成。外部防雷裝置由接閃器、引下線(xiàn)和接地裝置等組成;內(nèi)部防雷接地系統(tǒng)由除外部防雷裝置外的所有其他附加防雷設(shè)施組成,它主要包含通信局(站)內(nèi)用于對(duì)各種運(yùn)營(yíng)設(shè)備進(jìn)行雷電保護(hù)的防雷器和均壓等電位裝置等,其主要作用是為了有效的減小流入被保護(hù)設(shè)備的雷電流和降低雷電磁脈沖對(duì)被保護(hù)設(shè)備的侵襲,最大限度地保障通信局(站)內(nèi)人員和設(shè)備的安全。
3、防雷術(shù)語(yǔ)及定義:
我國(guó)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中給出了防雷系統(tǒng)及防雷技術(shù)大量的常用術(shù)語(yǔ)及定義。
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二、雷電的危害
1、雷電危害的分類(lèi):
雷云對(duì)大地及地面物體的放電現(xiàn)象稱(chēng)為雷擊。雷擊的危害主要來(lái)自于三方面:直擊雷、感應(yīng)雷和雷電過(guò)電壓侵入。
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3、雷電流的危害:
當(dāng)發(fā)生雷電時(shí),將產(chǎn)生巨大的雷電流,會(huì)對(duì)人身及通信設(shè)備造成極大的傷害。
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三、通信防雷系統(tǒng)的組成
1、概述
依據(jù)上述YD/T 1429對(duì)通信局(站)的防雷系統(tǒng)的定義可以看出,它是由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷接地系統(tǒng)兩部分組成。它稱(chēng)為通信局(站)的綜合防雷系統(tǒng),其框圖如下圖3-1所示。主要包括接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置、等電位連接、屏蔽與隔離措施、電涌保護(hù)器(SPD)等組成。
圖3-1:通信局(站)的綜合防雷系統(tǒng)示意
事實(shí)上,通信局(站)的防雷系統(tǒng),還應(yīng)滿(mǎn)足建筑防雷系統(tǒng)的要求。在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50057《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》將建筑物防雷分為三級(jí),其中將國(guó)家級(jí)計(jì)算中心和國(guó)際通信樞紐劃歸為二類(lèi)防雷建筑,其他通信建筑(或局站)劃歸為三類(lèi)防雷建筑。而在YD/T 1429中,對(duì)通信局(站)按不同專(zhuān)業(yè)分為A~D四級(jí)防雷分類(lèi),具體詳見(jiàn)下表3-1。
表3-1:通信局(站)按不同專(zhuān)業(yè)劃分四級(jí)防雷分類(lèi)
2、接閃器
接閃器也稱(chēng)接閃裝置,接閃器主要是指避雷針,另外也應(yīng)包括接閃帶等。其作用是直接接受直擊雷并通過(guò)接地系統(tǒng)把雷電流引入大地。
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3、引下線(xiàn)
引下線(xiàn)是接閃器與接地裝置的連接線(xiàn),將接閃器接受的直擊雷電流引入接地裝置,泄入大地。引下線(xiàn)的材料通常采用圓鋼(鋼筋)或扁鋼,引下線(xiàn)一旦泄流時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的高溫,所以嚴(yán)禁在引下線(xiàn)上掛附線(xiàn)纜或其它設(shè)施。
4、接地系統(tǒng)
防雷系統(tǒng)與接地系統(tǒng)密不可分,即防雷系統(tǒng)必須與接地系統(tǒng)相連接。因此引下線(xiàn)、接地體、等電位連接等屬于接地系統(tǒng)的范疇。
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5、屏蔽與隔離措施
由于雷擊的危害包括直擊雷、感應(yīng)雷和雷電過(guò)電壓侵入,因此,可采用屏蔽措施與隔離措施來(lái)進(jìn)一步減少雷擊的危害,屏蔽通常包括有:建筑物四周鋼筋網(wǎng)并接地;特殊需要設(shè)置屏蔽間及接地;進(jìn)入建筑物的線(xiàn)纜套金屬管并接地(包括其屏蔽層的接地);鐵塔的饋線(xiàn)及同軸電纜的屏蔽層的接地;等等。隔離措施包括有:架空線(xiàn)纜線(xiàn)路路由避免設(shè)置在孤立大樹(shù)、桿塔、拉線(xiàn)、山頂、高聳建筑物等;建筑內(nèi)綜合布線(xiàn)線(xiàn)纜與電力線(xiàn)、電氣設(shè)備、其他管線(xiàn)等之間的間距應(yīng)保持規(guī)定的距離;等等。
6、電涌保護(hù)器(SPD)
電涌保護(hù)器(SPD,Surge Protection Device)也稱(chēng)浪涌保護(hù)器,用于限值瞬態(tài)過(guò)電壓和分泄電涌電流的器件,它至少含有一個(gè)非線(xiàn)性元件,以用來(lái)對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
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四、防雷的基本原理
到目前為止,世界上還沒(méi)有一種方法或裝置能阻止雷電的產(chǎn)生,因此,防雷的基本原理采用“引”和“拒”的策略。
“引”即富蘭克林的人工“引”雷入地,就是提供一條使雷電(雷電磁脈沖)對(duì)地泄放的低阻抗路徑,使其不能隨機(jī)性選擇放電通道。上述的接閃器、引下線(xiàn)、接地裝置所組成的系統(tǒng)采用就是“引”的原理。目前采用金屬材料接閃,“引”下雷電流并導(dǎo)入大地是最常用最有效的外部防雷方法。
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“拒”是指我國(guó)莊紅春教授在2002年發(fā)明的等粒子避雷裝置,能拒雷電到指定的建筑,是較為新的一種防雷原理。
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五、通信系統(tǒng)防雷的技術(shù)要求
根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,通信系統(tǒng)防雷的技術(shù)要求是分為通信局(站)防雷、通信專(zhuān)業(yè)(技術(shù))防雷和通信設(shè)備防雷來(lái)分別提出和做出要求規(guī)定的。
1、通信局(站)的防雷技術(shù)要求
通信局(站)是所用通信站型的統(tǒng)一稱(chēng)呼,在YD/T 1429中給出了所有站型與防雷分級(jí)(見(jiàn)表3-1)。除YD/T 1429給出其通信局(站)防雷技術(shù)要求外,GB/T 33676給出了通信局(站)的防雷裝置檢測(cè)技術(shù)規(guī)范;GB 50689對(duì)通信局(站)防雷與接地工程給出了設(shè)計(jì)規(guī)范等。另外,我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 2324給出了無(wú)線(xiàn)基站防雷技術(shù)要求等。
欲詳細(xì)了解上述標(biāo)準(zhǔn)要求的請(qǐng)進(jìn)入:YD/T 1429;YD/T 2324;GB/T 33676;GB 50689
2、通信專(zhuān)業(yè)或通信技術(shù)的防雷技術(shù)要求
我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這類(lèi)的要求有:YD/T 2948給出的接入到電信網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)防雷技術(shù)要求;YD/T 3007給出了小型無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的防雷與接地技術(shù)要求;YD/T 3027的基于公用電信網(wǎng)的寬帶客戶(hù)網(wǎng)絡(luò)防雷技術(shù)要求及保護(hù)方法;GB 50689/GB 51158對(duì)通信光(電)纜線(xiàn)路提出了雷電防護(hù)的技術(shù)要求;等等。
欲詳細(xì)了解通信光(電)纜線(xiàn)路提出了雷電防護(hù)的技術(shù)要求的請(qǐng)進(jìn)入。
3、通信設(shè)備或設(shè)施的防雷技術(shù)要求
我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)通信設(shè)備或設(shè)施的防雷技術(shù)要求的有:YD/T 944給出了通信電源設(shè)備的防雷技術(shù)要求;YD/T 993的有線(xiàn)電信終端設(shè)備防雷技術(shù)要求;YD/T 3005給出的基站供電變壓器系統(tǒng)的防雷與接地技術(shù)要求;YD/T 3006給出的通信鐵塔臨近區(qū)域的防雷技術(shù)要求;等等。
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4、SPD裝置與過(guò)壓過(guò)流保護(hù)裝置的技術(shù)要求:
SPD裝置與過(guò)壓過(guò)流保護(hù)裝置是通信防雷系統(tǒng)常用到的防雷器件或裝置,用于一旦遭遇到感應(yīng)雷和雷電過(guò)電壓侵入時(shí),對(duì)通信設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的保護(hù)。通信用雷電浪涌保護(hù)器(SPD)主要分為電源用雷電浪涌保護(hù)器(SPD)和信號(hào)線(xiàn)用雷電浪涌保護(hù)器(SPD)。另外,GB/T 21545給出了通信設(shè)備過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)導(dǎo)則等。
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