在我國通信行業標準YD/T 1051《通信局(站)電源系統總技術要求》中明確規定,通信設施的防雷系統是通信電源系統中的重要組成部分,而且與接地系統密不可分。通信局(站)、通信設備、通信線路等都必須要考慮到雷電的防護,它不僅關系到設備和維護人員的安全,同時還直接影響著通信的質量。
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一、防雷系統的相關概念
1、基本概念
當不同電荷的積云靠近時,或帶電積云對大地的靜電感應而產生異性電荷時,宇宙間將發生巨大的電脈沖放電,這種現象稱為雷電。由于雷電往往有強大的電流會帶來嚴重的危害,為了防止雷電對地面系統或設施的危害,所采取的措施而構成的系統稱為防雷系統。所謂綜合防雷技術是指對一個需要進行雷電防護的建筑物電子信息系統,從外部和內部對該建筑物采用直擊雷防護技術、等電位連接技術、屏蔽技術、完善合理的綜合布線技術、共用接地技術和安裝各類SPD技術進行雷電防護的措施。
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2、通信防雷系統
為了防止雷電對通信系統或設施的危害,所采取的措施而構成的系統稱為通信防雷系統。通信防雷系統往往是依據不同的專業或設備或技術而提出不同的要求,通信防雷系統最重要的是通信局(站)的防雷系統。在我國通信行業標準YD/T 1429《通信局(站)在用防雷系統的技術要求和檢測方法》中給出的通信局(站)防雷系統的定義是:通信局(站)及其內部防雷和接地系統的整套裝置,它由外部防雷裝置和內部防雷接地系統兩部分組成。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置等組成;內部防雷接地系統由除外部防雷裝置外的所有其他附加防雷設施組成,它主要包含通信局(站)內用于對各種運營設備進行雷電保護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設備的雷電流和降低雷電磁脈沖對被保護設備的侵襲,最大限度地保障通信局(站)內人員和設備的安全。
3、防雷術語及定義:
我國相關國家標準和通信行業標準中給出了防雷系統及防雷技術大量的常用術語及定義。
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二、雷電的危害
1、雷電危害的分類:
雷云對大地及地面物體的放電現象稱為雷擊。雷擊的危害主要來自于三方面:直擊雷、感應雷和雷電過電壓侵入。
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3、雷電流的危害:
當發生雷電時,將產生巨大的雷電流,會對人身及通信設備造成極大的傷害。
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三、通信防雷系統的組成
1、概述
依據上述YD/T 1429對通信局(站)的防雷系統的定義可以看出,它是由外部防雷裝置和內部防雷接地系統兩部分組成。它稱為通信局(站)的綜合防雷系統,其框圖如下圖3-1所示。主要包括接閃器、引下線、接地裝置、等電位連接、屏蔽與隔離措施、電涌保護器(SPD)等組成。
圖3-1:通信局(站)的綜合防雷系統示意
事實上,通信局(站)的防雷系統,還應滿足建筑防雷系統的要求。在我國國家標準GB 50057《建筑物防雷設計規范》將建筑物防雷分為三級,其中將國家級計算中心和國際通信樞紐劃歸為二類防雷建筑,其他通信建筑(或局站)劃歸為三類防雷建筑。而在YD/T 1429中,對通信局(站)按不同專業分為A~D四級防雷分類,具體詳見下表3-1。
表3-1:通信局(站)按不同專業劃分四級防雷分類
2、接閃器
接閃器也稱接閃裝置,接閃器主要是指避雷針,另外也應包括接閃帶等。其作用是直接接受直擊雷并通過接地系統把雷電流引入大地。
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3、引下線
引下線是接閃器與接地裝置的連接線,將接閃器接受的直擊雷電流引入接地裝置,泄入大地。引下線的材料通常采用圓鋼(鋼筋)或扁鋼,引下線一旦泄流時會產生很高的高溫,所以嚴禁在引下線上掛附線纜或其它設施。
4、接地系統
防雷系統與接地系統密不可分,即防雷系統必須與接地系統相連接。因此引下線、接地體、等電位連接等屬于接地系統的范疇。
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5、屏蔽與隔離措施
由于雷擊的危害包括直擊雷、感應雷和雷電過電壓侵入,因此,可采用屏蔽措施與隔離措施來進一步減少雷擊的危害,屏蔽通常包括有:建筑物四周鋼筋網并接地;特殊需要設置屏蔽間及接地;進入建筑物的線纜套金屬管并接地(包括其屏蔽層的接地);鐵塔的饋線及同軸電纜的屏蔽層的接地;等等。隔離措施包括有:架空線纜線路路由避免設置在孤立大樹、桿塔、拉線、山頂、高聳建筑物等;建筑內綜合布線線纜與電力線、電氣設備、其他管線等之間的間距應保持規定的距離;等等。
6、電涌保護器(SPD)
電涌保護器(SPD,Surge Protection Device)也稱浪涌保護器,用于限值瞬態過電壓和分泄電涌電流的器件,它至少含有一個非線性元件,以用來對通信設備進行保護。
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四、防雷的基本原理
到目前為止,世界上還沒有一種方法或裝置能阻止雷電的產生,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)對地泄放的低阻抗路徑,使其不能隨機性選擇放電通道。上述的接閃器、引下線、接地裝置所組成的系統采用就是“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”是指我國莊紅春教授在2002年發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、通信系統防雷的技術要求
根據我國相關標準規范,通信系統防雷的技術要求是分為通信局(站)防雷、通信專業(技術)防雷和通信設備防雷來分別提出和做出要求規定的。
1、通信局(站)的防雷技術要求
通信局(站)是所用通信站型的統一稱呼,在YD/T 1429中給出了所有站型與防雷分級(見表3-1)。除YD/T 1429給出其通信局(站)防雷技術要求外,GB/T 33676給出了通信局(站)的防雷裝置檢測技術規范;GB 50689對通信局(站)防雷與接地工程給出了設計規范等。另外,我國通信行業標準YD/T 2324給出了無線基站防雷技術要求等。
欲詳細了解上述標準要求的請進入:YD/T 1429;YD/T 2324;GB/T 33676;GB 50689
2、通信專業或通信技術的防雷技術要求
我國通信行業標準對這類的要求有:YD/T 2948給出的接入到電信網的監控系統防雷技術要求;YD/T 3007給出了小型無線系統的防雷與接地技術要求;YD/T 3027的基于公用電信網的寬帶客戶網絡防雷技術要求及保護方法;GB 50689/GB 51158對通信光(電)纜線路提出了雷電防護的技術要求;等等。
欲詳細了解通信光(電)纜線路提出了雷電防護的技術要求的請進入。
3、通信設備或設施的防雷技術要求
我國通信行業標準對通信設備或設施的防雷技術要求的有:YD/T 944給出了通信電源設備的防雷技術要求;YD/T 993的有線電信終端設備防雷技術要求;YD/T 3005給出的基站供電變壓器系統的防雷與接地技術要求;YD/T 3006給出的通信鐵塔臨近區域的防雷技術要求;等等。
欲詳細了解YD/T 944給出的通信電源設備的防雷技術要求的請進入。
4、SPD裝置與過壓過流保護裝置的技術要求:
SPD裝置與過壓過流保護裝置是通信防雷系統常用到的防雷器件或裝置,用于一旦遭遇到感應雷和雷電過電壓侵入時,對通信設備進行進一步的保護。通信用雷電浪涌保護器(SPD)主要分為電源用雷電浪涌保護器(SPD)和信號線用雷電浪涌保護器(SPD)。另外,GB/T 21545給出了通信設備過電壓過電流保護導則等。
欲詳細了解通信用雷電浪涌保護器(SPD)介紹的請進入。
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欲進一步了解我國相關通信防雷系統標準索引的請進入:國家標準;通信行業標準