第10章 通信接地與防雷解析

10本章內(nèi)容類作用。聯(lián)合接地系統(tǒng)：優(yōu)點、組成、特點。通信電源系統(tǒng)的防雷保護：雷電相關(guān)知識的介紹、常見防雷元件、系統(tǒng)防雷保護措施。本章重點接地系統(tǒng)的組成、影響接地電阻的因素。通信電源系統(tǒng)接地的分類及各自的作用。聯(lián)合接地的優(yōu)點和組成特點。常見防雷元件。通信電源系統(tǒng)防雷保護原則和措施。本章難點交流保護接地的保護原理。聯(lián)合接地的組成特點。雷電危害。本章學(xué)時數(shù)6課時。學(xué)習(xí)本章目的和要求掌握接地系統(tǒng)的組成和影響接地電阻的主要因素，理解接地系統(tǒng)中幾個電壓的概念。掌握交流工作接地的概念以及作用。TN-S掌握直流工作接地的作用，理解采用正極接地的原因。掌握聯(lián)合接地的優(yōu)點，理解聯(lián)合接地系統(tǒng)接線方式和均壓的特點。源系統(tǒng)防雷保護原則和措施理解方法。接地系統(tǒng)概要在通信局（站）接地系統(tǒng)組成接地電阻組成及影響接地電阻的因素接地電阻組成裝置對地電壓與通過接地裝置流入大地電流的比值。以及接地體周圍呈現(xiàn)電流區(qū)域內(nèi)的散流電阻四部分組成。影響接地電阻的因素要考慮影響接觸電阻和散流電阻的因素。流電阻的問題。度的兩倍以上。二是和土壤本身的電阻有關(guān)。衡量土壤電阻大小的物理量是土壤電阻率。土壤的溫度0℃100℃0℃度的因素，還有濕度的因素。土壤的濕度然能夠滿足要求。土壤的密度土壤的化學(xué)成分壤中滲入食鹽的方法降低土壤電阻率，也可以用其他的化學(xué)降阻劑來達到降低土壤電阻率的目的。接地中電壓概念重要的電壓概念，對于人身和設(shè)備的安全有很重要的意義。接地的對地電壓Ud，這里的大地指零電位點。正常情況下，電氣設(shè)備的接地部分是不帶電的，所以其對地電壓是0V。（如相線碰殼20m（該處與無窮遠處大地的電位差10-2所示。3．跨步電壓在電場作用范圍內(nèi)（以接地點為圓心，20m），人體如雙腳分開站立，則施加Uk?？绮诫妷旱拇笮。?0-2UkUk'。接地分類及作用下面我們分別來討論交流接地和直流接地兩大系統(tǒng)。TN（在正常情況下與帶電部分絕緣的金屬外殼部分）通過保護線與電源系統(tǒng)的直接接地點（即交流工作接地）相連。TTITTN-STN（1）TN-C系統(tǒng)TN-C10-5（a）所示。TN-CPE（保護地線），N（2）TN-S系統(tǒng)TN-S中普遍采用的低壓配電網(wǎng)中性點直接接地系統(tǒng)。TN-SPE（線上不允許串接任何保護裝置與電氣設(shè)備），PETN-S方案工作可靠性高，抗干擾能力強，安全保護性能好，應(yīng)用范圍廣。這種方案與TN-C系統(tǒng)相比具有如下優(yōu)點：TN-C上危險的相電壓。PE（PE線上會有短時間的保護電流），而所有設(shè)備外露導(dǎo)電的部分都經(jīng)各自的PENNTN-C另外，TN-S系統(tǒng)應(yīng)注意的問題有：①TN-S系統(tǒng)中的N線必須與受電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分和建筑物鋼筋嚴(yán)格絕緣布放。PEPE（NPE）在通信電源系統(tǒng)中需要進行接零保護（實際上是重復(fù)接地保護）（3）TN-C-S系統(tǒng)TN-CTN-S10-5（c）合一的系統(tǒng)。TN-C-S直流接地系統(tǒng)通信設(shè)備和直流通信電源設(shè)備的正常工作；而保護接地則用于保護人身和設(shè)備的安全。接地，稱為直流工作接地，如?48V、?24V直流工作接地的作用主要有以下幾點：①利用大地作良好的參考零電位，保證在各通信設(shè)備間甚至各局（站）間的參考電位沒有差異，從而保證通信設(shè)備的正常工作。②減少用戶線路對地絕緣不良時引起的通信回路間的串音。用主要有以下幾點：①防止直流設(shè)備絕緣損壞時發(fā)生觸電危險，保證維護人員的人身安全。擾，以及防止靜電的發(fā)生。方向發(fā)展，對設(shè)備的屏蔽、防靜電要求越來越高。離層或通信線路保安器，通信機房防靜電地面等。器造成的電蝕作用。代替工作接地運行。所以說，測量接地的要求與工作接地的要求是一樣的。防雷接地在通信局（站）關(guān)于通信電源防雷的保護，我們將在本章第3節(jié)介紹。聯(lián)合接地系統(tǒng)（20m2090聯(lián)合接地的優(yōu)點為了說明聯(lián)合接地的優(yōu)點，我們應(yīng)該從分設(shè)接地系統(tǒng)講起。分設(shè)接地系統(tǒng)分設(shè)接地系統(tǒng)是指工作接地、保護接地和防雷接地等各種單設(shè)接地裝置，并要求彼此相距20m5070（站）點：①侵入的雷浪涌電流在這些分離的接地之間產(chǎn)生電位差，使裝置設(shè)備產(chǎn)生過電壓。所需的安全間隔，易造成接地系統(tǒng)間相互干擾。難把各接地系統(tǒng)真正分開，達不到分設(shè)的目的。聯(lián)合接地系統(tǒng)2090年代中制定的部頒《通信局（站）求。聯(lián)合接地系統(tǒng)由接地體、接地引入、接地匯集線和接地線所組成，如圖10-6所示。圖中接地體是由數(shù)根鍍鋅鋼管或角鐵，強行環(huán)繞垂直打入土壤，構(gòu)成垂直接地體。然后用扁鋼以水平狀與鋼管逐一焊接，使之組成水平電極。兩者構(gòu)成環(huán)形電極（稱地網(wǎng)），方式的接地體，還包含建筑物基礎(chǔ)部分混凝土內(nèi)的鋼筋。后者是各層通信設(shè)備的接地線與就近水平接地進行分匯集的互連線。接地引入線是接地體與總匯集線之間相連的連接線。接地線是各層需要進行接地的設(shè)備，與水平接地分匯集線之間的連線。網(wǎng)，具有下列優(yōu)點：①地電位均衡，同層各地線系統(tǒng)電位大體相等，消除危及設(shè)備的電位差。當(dāng)發(fā)生地電位上升時，各處的地電位一齊上升，在任何時候，基本上不存在電位差。相互影響，而采用一個接地系統(tǒng)之后，使地線系統(tǒng)做到了無干擾。支地線等方法，所以提高了電磁兼容性能。聯(lián)合接地的組成間電位差小到近似為零。（1）接地體地網(wǎng)圖10-7所示為接地體地網(wǎng)示意圖。再加基礎(chǔ)部分混凝土內(nèi)的鋼筋互相焊接成一個整體，組成低接地電阻的地網(wǎng)。接地電極系統(tǒng)的一點，放射形接至各主干線，再連接各個用電設(shè)備系統(tǒng)。通信電源系統(tǒng)的防雷保護雷電分類及危害象稱為雷電。雷電流1萬安培。10-9（a）所示。由圖可見，形如鋸齒波。圖中在0C（10％處）和B（電流峰值的90％處T1E）T208/20?s（8/20?s），T1=8?s±20％，T2=20?s±20％的典型雷電流。的物體泄放入地。10-9（b）75kA15kA依據(jù)雷電活動的日期，將發(fā)生雷閃或雷聲的時間稱為雷暴日。年平均雷暴小于15天的地區(qū)40次數(shù)，可將雷電地區(qū)分為高、中、低區(qū)。10-9（c）6kV3～470雷擊次數(shù)最多。雷擊流的危害而其間接危害則不容忽視。使附近線路和導(dǎo)電設(shè)備出現(xiàn)閃電的特征。這種電磁輻射作用，破壞性很嚴(yán)重。壞。勢會驟增，而空氣中的放電火花也會產(chǎn)生高速電磁脈沖，造成對電子設(shè)備的干擾。下降，并已在某些場合造成了雷電災(zāi)害。雷電流干擾路終端單元，均可遭受到直擊雷。避雷針流入的電流不多，絕大部分電流集中從外墻流入（也有少量從立柱中流入）12?s0.8kV8.2kV。此外，在雷浪涌電流入侵的柱子附近，還存在著很強的磁場（但是在柱子與柱子之間的磁場有所削弱）。樓內(nèi)通信裝置或電源設(shè)備及其饋線路造成很大干擾。纜附近土壤放電，也可使電纜損壞。造成電纜外層擊穿和周圍絕緣層燒壞。常見防雷元件泄入大地，以消弱雷電的破壞力。實際的防雷往往是兩者結(jié)合，有效地減小雷電造成的危害。屬物體。雷網(wǎng)。所有接閃器必須接有接地引下線與接地裝置良好連接。接閃器一般用于建筑防雷。消雷器是一種新型的主動抗雷設(shè)備。它由離子化裝置、地電吸收裝置及聯(lián)接線組成，如圖10-10（離子化裝置10-11常見的避雷器有閥式避雷器、排氣式避雷器和金屬氧化物避雷器等。0.01s3．金屬氧化物避雷器（MOA）在高壓系統(tǒng)中也開始獲得推廣應(yīng)用。金屬氧化物避雷器的主要技術(shù)指標(biāo)有：①壓敏電壓（U1mA）：指通流電流為1mA下的電壓。（8/20?s）電流值。100AU100A/U1mAU3kA/U1mAns比如瞬變電壓抑制二極管（TVP）。這種二極管是在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其反向恢復(fù)時間極短（1×10?12s），0.5kW～5kW性能有了很大的提高。通信電源系統(tǒng)防雷保護措施防雷區(qū)由于防護環(huán)境遭受直擊雷或間接雷破壞的嚴(yán)重程度不同，因此應(yīng)分別采用相應(yīng)措施進行防第四級防雷區(qū)。地，在環(huán)境中形成很強的電磁場。雷流涌電流，但在環(huán)境中仍然存在強電磁場。第四級防雷區(qū)：當(dāng)需進一步減小雷電流和電磁場時，應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)。防雷器的安裝與配合原則IEC1313－3199612要求也不同。各局（站）防雷保護裝置必須合理選擇，且彼此間應(yīng)很好配合。配合原則為：①借助于限壓型防雷器具有的穩(wěn)壓限流特性，不加任何去耦元件（如電感L）。②采用電感或電阻作為去耦元件（可分立或采用防雷區(qū)設(shè)備間的電纜具有的電阻和電感），電感用于電源系統(tǒng)，電阻用于通信系統(tǒng)。在通信局（站），防雷保護系統(tǒng)的防雷器配合方案為：前續(xù)防雷器具有不連續(xù)電流/電壓特因此后級防雷器的放電只存在低殘壓的放電。②通信局（站）交流配電系統(tǒng)的防雷保護為了消除直接雷浪涌電流與電網(wǎng)電壓的人波動影響，依據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)采用分級衰減雷擊殘壓或能量的方法來抑制雷電的侵犯。XT005－9510-16（a）所示。這級防雷器應(yīng)具備80kA每級通流量，以達到防直接雷擊的電氣要求。1300V～1500V10-16（c）所示。KPE敏電阻，同時在中性線與地之間也接壓敏電阻，以防雷擊可能從中性線侵入。⑤整流器防雷保護在整流器的輸入電源設(shè)置的防雷器成為第三級防雷保護，防雷器裝在交流 輸入斷路器之前，每級通流量小于5kA相線間只需承受500V～600V殘壓侵入。了作第四級防雷保護外，還可抑制直流輸出端有時會出現(xiàn)的操作過電壓。小結(jié)接地裝置的接地電阻，一般是由接地引線電阻，接地體本身電阻，接地體與土壤的接觸電阻。土壤的化學(xué)成分。距離