依據我國通信行業標準YD/T 1051《通信局(站)電源系統總技術要求》的規定,通信系統的接地技術(也稱通信接地系統)是現代通信電源系統中所包含的重要技術之一。在通信局(站)中,接地系統占有非常重要的地位,它不僅關系到設備的運行安全和人員的人身安全,同時還直接影響著通信系統或網絡的服務質量。在通信局(站)中接地技術牽涉到各個通信專業的設備、電源設備、市電引入線路與通信線路、房屋建筑防雷等各個方面的要求。
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一、接地系統的相關概念
1、基本概念
接地系統中所指的“地”即指一般常說的大地,常指導電性的土壤,具有等電位,且任意點的電位可以看成零電位。它具有良好的導電特性,而且有“無限大”的容量,無論輸入多少電荷量,都難以改變它的電位。接地是指將通信設備或設施或器件的某些部件與大地連接,使設備中需要泄入的電荷量或電流能流入大地。
TU-T相關建議和我國相關標準中給出了接地系統的常用術語及定義。
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2、聯合接地與等電位連接的概念
聯合接地和等電位連接是通信局(站)接地系統的兩個重要的概念。在GB 50689《通信局(站)防雷與接地工程設計規范》中給出的這兩個術語的定義詳見下表1-2,并在GB 50689中強制性要求“通信局(站)的接地系統必須采用聯合接地的方式。” 聯合接地是實現通信局(站)均壓等電位的基本措施,局(站)接地系統之所以采用聯合接地和等電位連接是為了確保對雷電防護的需要。
表1-2:聯合接地與等電位連接的定義
欲詳細了解聯合接地方式與等電位連接要求的請進入:聯合接地方式;等電位連接
3、接地的目的
接地是通信系統或通信設備必要的組成部分,通信系統或通信設備之所以要接地,從機理上來講,是基于下表1-3所示的5方面因素。由表可知,簡言之,主要的目的是防止一旦設備發生故障時,或遭遇瞬時過電壓過電流時,對人身的傷害和對設備損害。
表1-3:通信系統或通信設備接地的目的
二、接地系統的作用、功能和分類
1、接地系統的作用與功能
在通信系統中,之所以要設置接地系統,其主要作用有三個方面,具體詳見下表2-1。有了接地系統,它可以具備如下表2-1中的6項基本功能,為通信系統的穩定工作運行提供保障,為設備和人身安全提供防護。
表2-1:通信接地系統的作用與功能
2、接地系統的分類
信息通信接地系統的分類方法通常有按在系統中不同功能進行分類;按電路中不同作用進行分類;和按系統所處地理位置進行分類。按系統中不同功能的分類分類方法,可分為工作接地、保護接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地、測試接地等。按電路中不同作用的分類方法,可分為邏輯地、信號地、功率地、安全地等。按系統所處地理位置分類方法,可分為聯合接地方式接地系統和單獨設置的獨立接地系統。這些各類型接地的釋義匯總于下表2-2中。
表2-2:通信接地系統的分類方法與類型的含義
另外,對于工作接地又分為直流工作地和交流工作地。交流工作地用在交流市電供電系統中,是供電系統在運行中需要的接地,它與其低壓交流配電方式相關,分為TN系統、TT系統和IT系統三種形式。
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三、接地系統的組成
依據上述接地系統按所處地理位置的不同,通信接地系統分為聯合接地方式和獨立設置的接地系統方式。因此,對于通信接地系統一般應由“大地”、接地體、接地引入線和接地線等組成。而對于通信局(站)的接地系統,即聯合接地方式的接地系統,除接地體(大樓基礎的環形接地網,包括垂直接地體和水平接地體構成的地網)、接地引入線、接地匯集線(包括垂直接地匯集線和水平接地匯集線,也包括MET、FEB和LEB)和接地線(通信設備或設施連接到接地連接點的連接導線)組成。
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當然,對于獨立設置的接地系統方式主要是指那些沒有建筑物接地地網可利用,一直處在大氣環境直接影響的通信系統(或通信設備或設施)所設置的接地系統。該接地系統的組成與通信局(站)的聯合接地方式的接地系統的組成要簡單些。
四、通信接地系統的技術要求
1、聯合接地方式
根據YD/T 1051《通信局(站)電源系統總技術要求》和GB 50689《通信局(站)防雷與接地工程設計規范》的規定,通信局(站)必須采用聯合接地方式,且為強制性要求。以使通信局(站)的建筑體、建筑體內、外的所有設備及金屬設施等都獲得一個相同的電位參考點,同時以提高對雷電及瞬時過電壓過電流的防護能力。
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實際上,在早期,通信局(站)的各類型接地系統(如工作地、保護地、防雷地等)是分別設置的,甚至是不同通信專業的工作地也是分別設置的,分別設置時各接地系統的接地體(網)之間的距離應大于20米以上,以防止各自的電位差間的相互影響。在上世紀八十年代后期開始逐步推廣和采用了聯合接地的設置方式。
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2、不同類型局站的接地地網要求
通信局(站)是各類型站型的統稱,它包括了不同通信專業的局(站)。雖然各型通信局(站)都必須采用聯合接地方式,但由于各通信專業的專業技術特點不同,在聯合接地方式的設置上又有不同的具體要求,在GB 50689中給出了五類站型的接地要求:綜合通信大樓;有線通信局(站);移動通信基站;小型通信站;微波站與衛星地球站。
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3、不同類型局站的通信設備接地要求
各類型通信局(站)在采用聯合接地方式下,其局內(特別是綜合通信局(站))安裝的通信設備的接地(包括其工作地、保護地等),如何接入接地系統,即如何使其等電位的連接;如何配置和選擇接地導線;;如何讓設備的入局線纜接地;如何選擇和配置SPD;等等,以確保通信設備的正常工作運行和防止雷擊等過電壓過電流的危害。在GB 50689中對各類型通信局(站)內安裝的通信設備的接地要求也做出了相應的規定。
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4、關于浮地技術及要求
通信行業標準YD/T 3007《小型無線系統的防雷與接地技術要求》中首次提出了對于小型無線系統的接地,可以采用隔離浮地技術和非常規的接地方式。
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五、接地電阻值的要求
接地系統的接地電阻是接地體周圍的土壤電阻、土壤和接地體之間的接觸電阻、接地體本身的電阻以及接地引入線、接地匯集線、接地線電阻的總和。在這些電阻中,其決定性作用的是接地體周圍的土壤電阻,其他各部分的電阻都比它小得多,在正常情況下可忽略不計的。接地系統電阻值是表征接地系統質量優劣的重要標志。
對于通信接地系統的接地電阻,不同的通信專業站型、設備、設施,其耐受阻值大小要求有所不同,但一個共同點是,其阻值越小越好,此時,泄入大地的電流越快速,其電位差的影響越小。
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對于通信局(站)或通信系統來講,防雷是必須要依靠接地系統的,也即防雷技術與接地技術是密不可分的。
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