根據國際電聯提供的世界年雷暴日分布統計,我國是世界上年雷暴日最多的國家之一,我國的雷害事故比較頻繁。為了防止雷擊對通信設備和人身的傷害,首先要重視接地系統的建設和維護,二是要采用等電位原理,如電信局(站)采用聯合接地系統,三是依據IEC 1312-1中的規定,將需要保護的空間劃分為不同的防雷區(LPZ),以確定各部分空間區域不同的雷電電磁脈沖嚴重程度和相應的防護對策。
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一、防雷區
1、IEC的規定
依據IEC 1312-1《雷電電磁脈沖的防護》中第一部分的一般原則,應將一個易遭雷擊的區域,按照通信局(站)建筑物內外,通信機房及被保護設備所處環境的不同,由外到內把被保護區域劃分為不同的防雷區(LPZ,Lightning Protection Zones),以確定各部分空間區域不同的雷電電磁脈沖嚴重程度和相應的防護對策。防雷區以其交界處的電磁環境有明顯改變作為劃分不同防雷區的特征,防雷區劃分的一般原則,按下圖1-1所示規定分區。分為LPZ0、LPZ1和LPZ2,LPZ0又分為LPZ0A和LPZ0B,LPZ2及以后分區也稱為后續防雷區,也即當需要進一步減小雷電流和電磁場時應設后續防雷區。LPZ分區規定詳見下表1-1。
圖1-1:將一個需要保護的空間劃分為不同防雷區的原則
表1-1:防雷區(LPZ)的分區規定
IEC的防雷理念是系統的綜合防雷:即聯合接地,等電位連接,屏蔽,合理布線,直擊雷防護以及協同配合的多級SPD保護。
2、GB 50689的規定
在我國國家工程建設標準GB 50689《通信局(站)防雷與接地工程設計規范》中,參照IEC 1312-1的規定,同樣給出了圖1-1的劃分原則和表1-1的分區規定。同時專門給出了移動通信基站的防雷區劃分,詳見下圖1-2,其各區應包括的設施內容具體詳見下表1-2。
圖1-2:移動通信基站的防雷區劃分
表1-2:移動通信基站防雷區所包含的設施內容
3、劃分防雷區的作用:確定SPD的保護原則
通信局(站)劃分防雷區確定了浪涌保護器(SPD)多級保護的原則。通常,我們把通信局(站)建筑物外的設備為A級保護,0區與1區的交界處為B級保護,1區與2區的交界處為C級保護,2區內重要設備前端為D級保護。下圖1-3所示為綜合通信局(站)電源系統防雷與接地的示意圖。圖中A、B、C、D為交流電源系統浪涌保護器,E為直流電源浪涌保護器。安裝在建筑物外的電源用SPD,應能疏導10/350μs的模擬雷電沖擊電流;安裝在建筑物內的電源用SPD,可以疏導8/20μs的模擬雷電沖擊電流。
圖1-3:綜合通信局(站)電源系統防雷與接地示意圖
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二、雷暴日與雷電活動區
所謂雷暴日(Thunderstorm Day)是指一天可聽到一次以上的雷聲則稱為一個雷暴日。在不同年份觀測到的雷暴日變化較大,一般取多年的平均值,即為年平均雷暴日。經過1951年~1985年的統計,我國主要城市的年平均雷暴日數詳見下表2-1。
表2-1:我國主要城市的年平均雷暴日數統計表
我國國家標準GB 50689,根據年平均雷暴日的多少,將雷電活動區(Keraunic Zones)分為少雷區、中雷區、多雷區和強雷區,其規定詳見下表2-2。結合表2-1即可知道各城市的雷電活動區的級別。
表2-2:雷電活動區的劃分
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