通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍课件

通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍华泓信息华泓信息通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 2通信局（站）的防雷保护对象通信局（站）的防雷保护对象 1通信局（站）的防雷和通信局（站）的防雷和 供电系统接地分类供电系统接地分类 3通信局（站）的雷电来源与途径通信局（站）的雷电来源与途径 4 通信局（站）雷电保护区的划分和应用通信局（站）雷电保护区的划分和应用 5 通信局（站）雷击防护基本总则通信局（站）雷击防护基本总则 6 通信局（站）的防雷接地调研流程通信局（站）的防雷接地调研流程 7 通信局（站）防雷接地综合技术通信局（站）防雷接地综合技术 8 通信局（站）防雷设备选型技术通信局（站）防雷设备选型技术通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 通通信局（站）根据其重要性、规模大小、系统容量、发生雷电事故的后果信局（站）根据其重要性、规模大小、系统容量、发生雷电事故的后果 和和严重严重性，按防雷要求可分为以下四类性，按防雷要求可分为以下四类。（同时见图。（同时见图1 1） 第一类防雷通信局（站）第一类防雷通信局（站） 如：国家和省市级的通信中心、综合楼等大型通信局（站）。 第二类防雷通信局（站）第二类防雷通信局（站） 如：市县级的目标局、微波枢纽站等中型通信局（站）。 第三类通信局（站）第三类通信局（站） 如：乡镇和城区的模块局等。 第四通信局（站）第四通信局（站） 如：接入网点、光环网点等。 通信局（站）的防雷分类通信局（站）的防雷分类通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍通信局（站）通信局（站）通信局（站）通信局（站）移动移动基站基站微波微波局站局站第二类第二类目标局目标局第一类第一类综合通信中心综合通信中心第三类第三类模块模块局局第四类第四类接入网点接入网点 图图1 1： 通信局（站）的防雷分类通信局（站）的防雷分类图图1 1通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 图图2 2： 通信局（站）的供电接地系统分类通信局（站）的供电接地系统分类供电系统接地类型供电系统接地类型TN系统系统（三相五线制）（三相五线制）TT系统系统（三相四线制）（三相四线制） IT系统系统（三相三线制）（三相三线制）TN-S系统系统TN-C-S系统系统我国通信局（站）普遍用我国通信局（站）普遍用TN，少量少量TT图图2 2通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍图图3 3：雷电的可能来源：雷电的可能来源/ /途径途径通信局（站）通信局（站）用户电缆用户电缆电力电力/电源线电源线 铁塔铁塔/ /避雷针避雷针光缆光缆进进/出局信号线出局信号线地电位升地电位升图图3 3通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 天馈线天馈线天馈线金属外皮：包括GSM、微波、无线接入等天馈线； 通信铁塔通信铁塔 移动基站、微波铁塔等； 用户电缆线用户电缆线 特别是乡镇、农村等架空的用户线； 进出局的信号线进出局的信号线 特别是架空的信号线，如：到移动基站的2M接口传输线； 电力电力/ /电源线电源线 特别是架空电力线。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 光缆光缆 特别是架空光缆：光缆的金属加强芯、光缆外皮的金属铠装层等。 与建筑立柱钢筋不绝缘的金属走线架与建筑立柱钢筋不绝缘的金属走线架/ /吊架吊架对与移动基站共址而建电信机房，铁塔上的雷电流可能通过立柱和不绝缘的金属走线架/吊架，窜入到设备中； 地电位升（反击）地电位升（反击）接地电阻较大的局（站）；使用分离地网的局站等； 空间电磁场感应空间电磁场感应 如雷电电磁脉冲LEMP，可能在电信机房内的较长连接电缆上感应出较 高的过电压，造成设备电接口的损坏。 总之：只有针对上述雷电来源，采取合理的防护措施，通信设备才可总之：只有针对上述雷电来源，采取合理的防护措施，通信设备才可 以得到较好的保护。以得到较好的保护。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍图图4 4：雷电保护区（：雷电保护区（LPZLPZ）的划分的划分 LPZ0A 区：直击雷非防护区。本区内的各类物体均可能遭直接雷击，本区直击雷非防护区。本区内的各类物体均可能遭直接雷击，本区 电磁场没有衰减，属于完全暴露的不设防区。电磁场没有衰减，属于完全暴露的不设防区。 LPZ0B 区：直击雷防护区。本区内的各类物体很少能遭直接雷击，但本区直击雷防护区。本区内的各类物体很少能遭直接雷击，但本区 电磁场没有衰减，属于充分暴露的直雷击防护区。电磁场没有衰减，属于充分暴露的直雷击防护区。 LPZ1区： 第一屏蔽第一屏蔽防护区。本区内的各类物体不可能遭直接雷击，由于防护区。本区内的各类物体不可能遭直接雷击，由于 建筑屏蔽的措施，本区内的电磁场得到了初步的衰减。建筑屏蔽的措施，本区内的电磁场得到了初步的衰减。 LPZ2区： 第二屏蔽第二屏蔽防护区。为进一步减小所导引的雷电流或电磁场，防护区。为进一步减小所导引的雷电流或电磁场， 而引入的后续防护区。而引入的后续防护区。 LPZ3区：第三屏蔽：第三屏蔽防护区。如需要进一步减小雷电电磁脉冲（防护区。如需要进一步减小雷电电磁脉冲（LEMP），）， 以保护敏感水平高的设备的后续防护区。以保护敏感水平高的设备的后续防护区。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍等电位连接点等电位连接点通信电缆通信电缆金属设施金属设施如水管如水管LPZ 0A 和和LPZ 1区的区的分界分界旗杆或栅栏旗杆或栅栏天线天线电力电缆电力电缆洞（如窗户）洞（如窗户）LPZ 0BLPZ 1LPZ 2LPZ 1和和 LPZ 2区区的分界的分界设备设备LPZ 0A图图4：雷电保护区（：雷电保护区（LPZ）的划分的划分LPZ0A区: 直击雷非防护区。LPZ0B区：直击雷防护区。LPZ1 区： 第一屏蔽防护区。LPZ2 区： 第二屏蔽防护区。LPZ3 区： 第三屏蔽防护区。 通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍LPZ 0ALPZ 2例：通信机房例：通信机房LPZ 0B外部防雷装置外部防雷装置LPZ 0A, 0B 和和LPZ 1区界面上的等电位连区界面上的等电位连接带接带1LPZ 1电缆线路电缆线路LPZ 1 和和 LPZ 2区界面区界面上的等电位连接带上的等电位连接带2等电位连接线等电位连接线代表屏蔽代表屏蔽2的房间的房间代表屏蔽代表屏蔽1的建筑物的建筑物接地装置接地装置图图5 5：通信局（站）：通信局（站）LPZLPZ的应用举例的应用举例图图5 5通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 雷击设备损坏机理雷击设备损坏机理 根据通信局（站）的雷害调研结果，设备损坏途径基本表现为： 由于雷电流的存在，使得设备电路之间出现电位差，将器件击穿损坏。 雷击防护基本原则雷击防护基本原则 遵循下列3条基本原则： 分流或切断雷电流分流或切断雷电流 将切断雷电流的来源或尽可能快速分流到大地，降低电位差产生的可能性。 通信设备系统而合理的连接和接地通信设备系统而合理的连接和接地 设备合理的连接和接地，可以大大降低设备间的地电位差。 提高敏感接口的雷击抗力提高敏感接口的雷击抗力 加装合适的接口保护电路（装置），是一种有效保护敏感电信接口的措施雷电流）接：接地电阻、：导线电感、（电压降:接iRLdtdiLiRV通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍图图6 6：防雷接地的勘察、调研和分析流程图：防雷接地的勘察、调研和分析流程图通信局站通信局站防雷类型防雷类型调研与分析结果调研与分析结果确定整改方案确定整改方案通信设备通信设备电源情况电源情况现有防雷措施现有防雷措施设备接地情况设备接地情况接地地网情况接地地网情况进进/出局线缆情况出局线缆情况电源防雷情况电源防雷情况重要电信接口重要电信接口防雷情况防雷情况天面层防雷情况天面层防雷情况设备损坏情况设备损坏情况通信局站描述通信局站描述地形地形/环境环境/位置位置雷害原因分析雷害原因分析通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（一）措施（一） 通信大楼的直击雷防护技术通信大楼的直击雷防护技术 在通信铁塔顶上，安装独立式避雷针装置。见图7， 包括： 独立避雷针、雷电流专用引下线、保护半径和范围的确定 通信通信铁塔直击防护加强措施：铁塔直击防护加强措施： 增加专用雷电流引下线。 ILR-独立式 避 雷 针 安 装 示 意 图图7通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（二）措施（二） 通信电源系统的多级防雷技术通信电源系统的多级防雷技术见图见图8 8 电源第一级防雷电源第一级防雷： 市电（低压配电）输入端；市电（低压配电）输入端； 电源第二级防雷电源第二级防雷： 交流配电输入端；交流配电输入端； 电源第三级防雷电源第三级防雷：开关电源输入端；：开关电源输入端；UPS输入端口；输入端口； 电源第四级防雷：电源第四级防雷：机房内交机房内交/直列头柜输入端。直列头柜输入端。 SE230/400 V设备设备第一级第一级SPD第二级第二级SPD第三级第三级SPD第四级第四级SPD图图8 8通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（三）措施（三） 室内设备地线系统室内设备地线系统的规范接地和连接技术的规范接地和连接技术 Star- IBN： 星状的隔离接地网络星状的隔离接地网络 Mesh-IBN： 网状的隔离接地网络网状的隔离接地网络 Mesh - BN： 网状接地网络网状接地网络Star-IBNStar-IBN图9： 设备地线基本连接结构图 （ 参考ITU-T K.27 标准)Mesh-IBNMesh-IBNMesh-BNMesh-BN机架、设备、组件等连接导体公共接地网单点接至公共接地网地排电信设备接地网络见图电信设备接地网络见图9 9通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍3、信号、信号/接口系统的防护（用户线、信号线、局内重要设备电接口）接口系统的防护（用户线、信号线、局内重要设备电接口） 措施（四）措施（四） 通信接口的过电压保护技术通信接口的过电压保护技术 对于存在雷害的下列重要通信接口, 应加装信号/数据接口用的过电压保护器： 线路类接口的保护线路类接口的保护： Fax、Modem、PABX等。等。 （ RJ11形式形式 ） 数字类接口的保护数字类接口的保护： 各类传输各类传输/ /中继中继2 2M M 接口（接口（E1），包括对称、同轴接口。包括对称、同轴接口。 PCM / ISDN、ADSL 宽带接入接口；宽带接入接口； DNIC接口接口：2B+D、2B1Q； 数据类接口的保护数据类接口的保护： V.24、V.35、 RS232、 RS422、RS485 等接口等接口 以太网以太网 接口接口：10/100Mb LAN。（。（ RJ45 形式）形式） 天馈线接口的保护天馈线接口的保护： GSMGSM、微波等同轴馈线接口。微波等同轴馈线接口。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍3、信号、信号/接口系统的防护（用户线、信号线、局内重要设备电接口）接口系统的防护（用户线、信号线、局内重要设备电接口） 措施（五）措施（五） 传输设备雷害的重点解决措施传输设备雷害的重点解决措施 通信传输雷害的重点问题，普遍表现在以下两个方面：通信传输雷害的重点问题，普遍表现在以下两个方面： 移动基站设备租用电信传输2M接口产生的雷害问题。 交换（数据）设备对应传输2M接口产生的雷害问题。 传输传输2 2M M接口雷害的解决措施接口雷害的解决措施 在传输设备在传输设备的收、发2M端口上，加装上，加装2 2M M接口专用的过电压保护器；接口专用的过电压保护器； 2 2M M接口保护器的基本特性，如：接口保护器的基本特性，如： 动作电压、限制电压要足够低，动作电压、限制电压要足够低， 耐雷能力足够高，良好的传输特性。耐雷能力足够高，良好的传输特性。 通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（六）措施（六） 联合接地网及新型接地技术联合接地网及新型接地技术 联合接地网：联合接地网： 指通信局（站）所有设备的下列接地，共用一组地网的接地方式。指通信局（站）所有设备的下列接地，共用一组地网的接地方式。 通信局（站）联合接地方式见图通信局（站）联合接地方式见图1010。 交流工作地交流工作地 直流工作地直流工作地 保护地保护地 防雷地。防雷地。 新型接地技术：新型接地技术： 免维护化学地线系统免维护化学地线系统，如美国的，如美国的XITXIT、IEAIEA等化学接地棒。等化学接地棒。 低电阻接地模块低电阻接地模块 长效接地极长效接地极 石墨电极石墨电极 降阻剂的使用，降阻剂的使用，如如LCRPLCRP长效降阻剂长效降阻剂等。等。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍图图1010： 通信局（站）通信局（站） 联合接地模型联合接地模型L1L1L2L3N 蓄电池组地面地面MDF保护地排保护地排工作地排工作地排总地排总地排开关电源的地线引线-48V的正极工作地母线雷电引下线建筑柱的钢筋导线基础地网避雷针接地直流工作地（通常成环状）保护地避雷针3 4m渡锌钢材建筑物的支撑柱通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（八）措施（八） 局内光缆的规范接地措施局内光缆的规范接地措施 重要性重要性 光缆内的金属光缆内的金属外皮、加强芯外皮、加强芯通常也是一个引雷的来源。通常也是一个引雷的来源。 特别是架空进入机房的光缆，如果接地措施不好或方式不当，可能导致重的特别是架空进入机房的光缆，如果接地措施不好或方式不当，可能导致重的 后果，如：后果，如： 损坏设备，甚至导致光缆、损坏设备，甚至导致光缆、ODFODF架起火的事故。架起火的事故。 防护措施防护措施 光缆金属加强芯的正确规范接地光缆金属加强芯的正确规范接地。 光缆金属光缆金属外皮（铠装层）的外皮（铠装层）的正确规范正确规范接地。接地。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（九）措施（九） 天馈线的规范防雷接地措施天馈线的规范防雷接地措施 重要性重要性 各种天馈线，如微波、移动各种天馈线，如微波、移动GSM等是一个电信局（站）引雷的重要来源。等是一个电信局（站）引雷的重要来源。 如果馈线的防雷接地措施不好或方式不当，同样可能导致设备损坏的后果。如果馈线的防雷接地措施不好或方式不当，同样可能导致设备损坏的后果。 特别是与移动基站共址的电信机房，更应考虑天馈线对电信设备的严重影响。特别是与移动基站共址的电信机房，更应考虑天馈线对电信设备的严重影响。 馈线防雷接地措施馈线防雷接地措施 室外天馈线金属外皮的可靠和正确接地室外天馈线金属外皮的可靠和正确接地； 室内天馈线金属外皮的可靠和正确接地室内天馈线金属外皮的可靠和正确接地 加装天馈线避雷器的应用否；加装天馈线避雷器的应用否；通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 措施（十）措施（十） 通信设备的绝缘规范性措施通信设备的绝缘规范性措施 重要性重要性 （见图（见图1212示）示） 当通信铁塔建在机房楼顶上，铁塔上的雷电流有部分将通过与建筑立柱不绝缘的当通信铁塔建在机房楼顶上，铁塔上的雷电流有部分将通过与建筑立柱不绝缘的 金属走线架金属走线架/ /吊架，窜入到吊架，窜入到 设备中，对电信设备造成危害。设备中，对电信设备造成危害。 机房内通信设备与建筑钢筋的绝缘，对防止雷电流进入到设备很重要。机房内通信设备与建筑钢筋的绝缘，对防止雷电流进入到设备很重要。 电信机房的设备绝缘措施电信机房的设备绝缘措施 金属吊架与走线架之间的绝金属吊架与走线架之间的绝 通信设备机架和走线架之间的绝缘通信设备机架和走线架之间的绝缘 通信设备机架和楼板之间的绝缘通信设备机架和楼板之间的绝缘 通信设备接地排与建筑钢筋之间的绝缘通信设备接地排与建筑钢筋之间的绝缘 图图1111：通信机房绝缘不良引雷问题的截面图示举例通信机房绝缘不良引雷问题的截面图示举例。 通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍图图12： 通信机房绝缘不良引雷问题的截面图示通信机房绝缘不良引雷问题的截面图示Subscriber linesCable shelfSGBEarthing ElectrodeLightning rod steel towerantennadown conductorAC交换机DCMDFODFDDFSDHSDHDDF地面地面MGBSteel of the buildingSteel of the buildingSolder jointSuspender Screw:( no insulation from steel of the building)Lightning currentiiiiSteel of the buildingpole of the buildingTo other room接地极接地极通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 选型依据选型依据 信息产业部信息产业部 强制性通信行业标准：强制性通信行业标准： 通信局（站）低通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求压配电系统用电涌保护器技术要求（2002年）年） 通信局（站）低通信局（站）低压配电系统用电涌保护器试验方法压配电系统用电涌保护器试验方法（2002年）年） 技术要求技术要求: : 整体要求： 保护模式、分离装置、告警功能等保护模式、分离装置、告警功能等 电涌防雷特性： 最大持续运行电压、标称放电电流、电压保护水平、最大持续运行电压、标称放电电流、电压保护水平、 冲击通流容量、等级限制电压等冲击通流容量、等级限制电压等 安全特性： 着火危险性、失效安全特性、热稳定性等着火危险性、失效安全特性、热稳定性等 环境适用性： 高温、低温、湿热、振动等高温、低温、湿热、振动等 通信电源避雷器通信电源避雷器 ( (SPD:SPD:电涌保护器电涌保护器) ) 的选型的选型通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 选型依据选型依据 参考国际相关标准：参考国际相关标准： IEC-61643-22 电信和信号网络接口的过电压保护器（电信和信号网络接口的过电压保护器（2001年）年） ITU-T K.41 电信中心内部电信接口抗力要求（电信中心内部电信接口抗力要求（1999年）年） 主要技术要求主要技术要求: : 直流动作电压直流动作电压 工作速率工作速率/ /带宽带宽 冲击限制电压冲击限制电压 标称放电电流标称放电电流 插入损耗插入损耗 回波损耗回波损耗 物理接口形式的多样化，物理接口形式的多样化，如：如： DB-9DB-9、DB-15DB-15、DB-25DB-25、RJ11RJ11、RJ45RJ45、F1.6/5.6 (2MbF1.6/5.6 (2Mb口同轴）、口同轴）、BNCBNC等。等。 数据数据/ /信号接口过电压保护器的选型信号接口过电压保护器的选型通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 选型依据选型依据 可参考德国可参考德国VDEVDE相关标准。相关标准。 基本技术要求基本技术要求 额定工作电压额定工作电压 冲击限制电压冲击限制电压 插入损耗插入损耗 回波损耗回波损耗 标称放电电流标称放电电流 工作频率工作频率/ /带宽带宽 最大输出功率最大输出功率 阻抗阻抗 基本技术参数（举例基本技术参数（举例） 天馈线避雷器的选型天馈线避雷器的选型额定工作电压标称放电电流8/20us冲击限制电压(1kV/us)插入损耗回波损耗最大输出功率频率上限阻抗250V-15KA1000V20dB250W2GH50/75/93 通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍地网构造与地线结构技术简介地网构造与地线结构技术简介 通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍土壤电阻率土壤电阻率 ： 在地球上的土壤千变万化，土壤导电性能差在地球上的土壤千变万化，土壤导电性能差异很大。其土壤电阻率见下表：异很大。其土壤电阻率见下表：土质土质电阻率（电阻率（）电阻率（电阻率（cmcm）肥土505000粘土10010000湖水20020000沙砾土1000100000沙石2000200000石灰石4000400000花岗石10000地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍简单地说，在土壤中打下各种材料、各种形状的金属体，再焊接起来简单地说，在土壤中打下各种材料、各种形状的金属体，再焊接起来，即可形成一个地网。，即可形成一个地网。 但作用通信局站的地网，有一些自己的要求：但作用通信局站的地网，有一些自己的要求： 足够的金属与大地之间的接触面积：保证大电流发热面积够大，不足够的金属与大地之间的接触面积：保证大电流发热面积够大，不至于烤干燥、变焦金属体外包土壤。至于烤干燥、变焦金属体外包土壤。 恰当的深度（电极体）：有一定深度的极棒，有利于将雷电流带到恰当的深度（电极体）：有一定深度的极棒，有利于将雷电流带到深一点的大地中去，是电流分散更广。但是，太深的地极也无法发挥深一点的大地中去，是电流分散更广。但是，太深的地极也无法发挥泄流作用的，因为雷击高频电泄流作用的，因为雷击高频电 流有趋肤效应，只会沿地表面的土壤向流有趋肤效应，只会沿地表面的土壤向四周扩散的。四周扩散的。 耐锈蚀的表面处理：保证金属体能在潮湿大地中长期使用。耐锈蚀的表面处理：保证金属体能在潮湿大地中长期使用。 电极体之间要有适当间距：角钢之间的间距有电极体之间要有适当间距：角钢之间的间距有5 5m m时，每根电极能发时，每根电极能发挥挥90%90%作用。作用。地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍所以说在地网的设计、施工时，必须有如下认识：所以说在地网的设计、施工时，必须有如下认识： 1)1) 采用采用L L型角钢比圆钢的表面积更大。型角钢比圆钢的表面积更大。2 2）深度采用）深度采用2 2m3mm3m，利用了大部分的优质土壤。利用了大部分的优质土壤。3 3）深度柱基础钢筋泄流效果不算好。）深度柱基础钢筋泄流效果不算好。4 4）角钢相应的间距就是）角钢相应的间距就是4 4m5mm5m为佳。为佳。 角钢之间的电阻是并联关系，所以角钢越多，总电阻就角钢之间的电阻是并联关系，所以角钢越多，总电阻就越小。但任意两支角钢打入地下，都会产生一定的屏蔽抵消越小。但任意两支角钢打入地下，都会产生一定的屏蔽抵消作用的。角钢间距越小，屏蔽作用就越大。所以打下角钢的作用的。角钢间距越小，屏蔽作用就越大。所以打下角钢的数目和间距需要有合理的计算分配才好。数目和间距需要有合理的计算分配才好。地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍5 5）角钢表面用热镀锌可较长时间内防锈。）角钢表面用热镀锌可较长时间内防锈。6 6）接地极也有用铜包钢，钢条外面包（镀）一）接地极也有用铜包钢，钢条外面包（镀）一 层层铜。铜。 优点：优点：外表是铜，可以在很长时间内防锈、防腐蚀；外表是铜，可以在很长时间内防锈、防腐蚀；雷电流走外表铜层，还具有比钢铁好得多的导电雷电流走外表铜层，还具有比钢铁好得多的导电性能；性能；也具有钢材的机械强度（硬度）。也具有钢材的机械强度（硬度）。 地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 用四极法测量：用四极法测量： 方法一：标准四方法一：标准四( (三三) )极测试法。极测试法。方法二：方法二：20/4020/40m m测试法。测试法。方法三：中央稳定区（零电位）位置测试法。方法三：中央稳定区（零电位）位置测试法。方法四：三极网络测试法。方法四：三极网络测试法。方法五：卡钳法（单、双卡）方法五：卡钳法（单、双卡）方法六：交流大电流测试法（电力部门经常采用）。方法六：交流大电流测试法（电力部门经常采用）。DX地网r地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍方法五：卡钳法（单、双卡）。方法五：卡钳法（单、双卡）。利用地线、地网之间形成的环路，产生感应电磁场、测量其利用地线、地网之间形成的环路，产生感应电磁场、测量其感应电压和感应电流，找出环路的电阻。感应电压和感应电流，找出环路的电阻。缺陷：若另外一个入地点的地电阻比较大，则严重影响测试缺陷：若另外一个入地点的地电阻比较大，则严重影响测试结果。结果。局站地网其它接地点卡钳地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 降阻剂的作用：降阻剂的作用： 1 1）保持土里的水分；）保持土里的水分；2 2）增加土里的盐分；）增加土里的盐分；3 3）扩大电极与良导体）扩大电极与良导体的总接触面积。的总接触面积。 降阻剂一般分为： a) 粉末状化学物质粉末状化学物质：用水搅拌后成良导体；缺点是时间长了会结饼；对大电流通过时可能会烤焦，失去导电作用；会加快对钢铁的腐蚀。 b) 水凝胶状物质水凝胶状物质：与水化合后，可以保持水分和盐分；缺点是容易随雨水流失；随时间易老化；会加快对钢铁的腐蚀。 c) 非金属物质非金属物质( (石墨粉石墨粉) )：本身就是导电材料，用水搅拌后成良导体；它不随时间易老化；也不会加快对钢铁的腐蚀。缺点是没压紧固化前导电作用较差。 d) XITXIT式化学物质式化学物质：逐渐与水气化合、流到土里起降阻作用。缺点是仅使用二、三支不足以改善整个地网的接地电阻。地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 做地网时应注意的几个问题：做地网时应注意的几个问题： 1 1、化学接地极的使用问题化学接地极的使用问题：客观上说，这种接地棒的作用范围：客观上说，这种接地棒的作用范围有限，只能改变局部土壤的接地电阻。因此在数量有限的情况下有限，只能改变局部土壤的接地电阻。因此在数量有限的情况下，它的总体效果没有传统地网或降阻剂好。最适合条件拥挤，没，它的总体效果没有传统地网或降阻剂好。最适合条件拥挤，没地方开挖的老局使用。但问题是价格高，大量使用耗资太大。地方开挖的老局使用。但问题是价格高，大量使用耗资太大。 2 2、非金属接地模块的使用问题非金属接地模块的使用问题：其实是石墨材料浇铸形成的。：其实是石墨材料浇铸形成的。单从一块来看，它的作用比一支大角钢加降阻剂好不了多少，但单从一块来看，它的作用比一支大角钢加降阻剂好不了多少，但它对里面的钢铁没有腐蚀作用，可以长期大量使用。只有在数量它对里面的钢铁没有腐蚀作用，可以长期大量使用。只有在数量大的情况下，它的作用才能发挥出来，因此最适合在土质差、开大的情况下，它的作用才能发挥出来，因此最适合在土质差、开挖面积大的地方使用。但问题是价格高，大量使用耗资太大。挖面积大的地方使用。但问题是价格高，大量使用耗资太大。 3 3、其他降阻剂的使用问题其他降阻剂的使用问题：从腐蚀性、流失性、老化时间、导：从腐蚀性、流失性、老化时间、导电能力、成本价格等几个角度综合起来看，精细石墨粉的效果会电能力、成本价格等几个角度综合起来看，精细石墨粉的效果会好一些。而且石墨的价格在好一些。而且石墨的价格在20002000多元多元/ /吨，算比较便宜了。吨，算比较便宜了。4.4.地网形状及防护效果特点地网形状及防护效果特点地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍4 4、地网范围大小的问题地网范围大小的问题：由于地网中的电感会起阻碍作用，：由于地网中的电感会起阻碍作用，地网中超过地网中超过6060m m远的角钢对泄放局站雷电流作用不大了。所远的角钢对泄放局站雷电流作用不大了。所以超过以超过6060m m远的地网对降低低频接地电阻确实有帮助，但对远的地网对降低低频接地电阻确实有帮助，但对防雷帮助不大。防雷帮助不大。5 5、入局地线引入线问题入局地线引入线问题：为了防止埋在地下的入局电缆、扁：为了防止埋在地下的入局电缆、扁钢意外断裂，一般需要从不同位置拉两条地线进局做总接钢意外断裂，一般需要从不同位置拉两条地线进局做总接地排使用。另外，严禁从楼顶避雷引下线入地位置引机房地排使用。另外，严禁从楼顶避雷引下线入地位置引机房室内地线，以免高电位反击。室内地线，以免高电位反击。6 6、铜包钢接地体的使用问题铜包钢接地体的使用问题：在一些土质差、需要使用降阻：在一些土质差、需要使用降阻剂的地方可以使用铜包钢接地体，既抗腐蚀，又增加导电剂的地方可以使用铜包钢接地体，既抗腐蚀，又增加导电性。使用铜包钢接地体时，应先开挖深性。使用铜包钢接地体时，应先开挖深2 2m m左右的垂直孔洞左右的垂直孔洞，灌满降阻剂后，再打下该接地体，效果会好些。，灌满降阻剂后，再打下该接地体，效果会好些。4.地网形状及防护效果特点地网形状及防护效果特点地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 联合地网的问题：联合地网的问题：1 1）联合接地是现代防雷的基本要求，应该认真遵守。）联合接地是现代防雷的基本要求，应该认真遵守。2 2）联合接地是指所有接地系统都使用同一个接地网平台。但不是所）联合接地是指所有接地系统都使用同一个接地网平台。但不是所有地线、避雷引下线接在同一个点上，应该有一定的隔距才对。有地线、避雷引下线接在同一个点上，应该有一定的隔距才对。4.4.地网形状及防护效果特点地网形状及防护效果特点DC地保护地交流地基站接地避雷针接地联合地网地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍联合地网接地电阻的一般指标：国外某电信公司 与 国内某通信公司 大型综合局站大型综合局站0.5欧以下欧以下枢纽局站枢纽局站1欧以下欧以下大型市内局站大型市内局站1欧以下欧以下万门以下交换万门以下交换局局3欧以下欧以下小型局站小型局站2欧以下欧以下2000门以下门以下交换局交换局5欧以下欧以下小型无线局站小型无线局站2欧以下欧以下微波、基站微波、基站10欧以下欧以下其他站点其他站点5欧以下欧以下微波无源站微波无源站20欧以下欧以下地网构造地网构造通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍地线结构地线结构从基本原理来说，有下面几种基本接地方法：从基本原理来说，有下面几种基本接地方法： 内部星状隔离连接法（内部星状隔离连接法（STAR-IBN）：内部星状连接，但与内部星状连接，但与共用接地系统（如建筑钢结构）只有一个点连接。共用接地系统（如建筑钢结构）只有一个点连接。 内部网状隔离连接法（内部网状隔离连接法（MESH-IBN）：内部网格状连接，但内部网格状连接，但与共用接地系统（如建筑钢结构）只有一个点连接。与共用接地系统（如建筑钢结构）只有一个点连接。 内外网状多点连接法（内外网状多点连接法（MESH-BN）：内部网格状连接，外内部网格状连接，外部也是与共用接地系统网格状连接（与建筑钢结构多点连接）部也是与共用接地系统网格状连接（与建筑钢结构多点连接）。通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍地线结构地线结构1、ITU-T 和和IEC 标准中关于接地方式的几种描述标准中关于接地方式的几种描述星型结构网格型结构基本的等电位连接网格单点连接法多点连接法与 共用 接地 系统 连接 方法内部星状隔离连接法内部网状隔离连接法内外网状多点连接法通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍地线结构地线结构 在实际应用中大多数使用的组合式连接法在实际应用中大多数使用的组合式连接法 星网组合连接法星网组合连接法：星状接地系统与网状接地系统通过星状接地系统与网状接地系统通过专门的一个接地点（总接地排）连接起来。专门的一个接地点（总接地排）连接起来。 网星网组合连接法网星网组合连接法：外部单点网状接地系统与外部多外部单点网状接地系统与外部多点网状接地系统通过专门接地点（总接地排）连接起来。点网状接地系统通过专门接地点（总接地排）连接起来。 星星组合连接法星星组合连接法：不：不同楼层的星状接地系统分别在自同楼层的星状接地系统分别在自己楼层接专门接地点或主干地线上。己楼层接专门接地点或主干地线上。 网网组合连接法网网组合连接法：不同楼层的网状接地系统分别在自不同楼层的网状接地系统分别在自己楼层与建筑钢结构（均压环）多点网状连接。己楼层与建筑钢结构（均压环）多点网状连接。 通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍地线结构地线结构组合结构1组合结构2与共用接地系统的连接星网组合连接法网星网组合连接法与共用接地系统的连接星星组合连接法网网组合连接法通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 内部星状隔离连接法的结构特点内部星状隔离连接法的结构特点 ： 从单个系统来看，每个设备的接地只能有一个点从单个系统来看，每个设备的接地只能有一个点(一一条线条线)，而且所有设备的地线必须接到同一个专门接地点，而且所有设备的地线必须接到同一个专门接地点(类类似我国的分接地排似我国的分接地排)。 从整个局站来看，则每个系统只能有一条总地线出来从整个局站来看，则每个系统只能有一条总地线出来，连接到一个专门的接地点，连接到一个专门的接地点(类似我国的总接地排类似我国的总接地排)上去。上去。 为了保证设备对地确实是单个接地点，设备对建筑钢为了保证设备对地确实是单个接地点，设备对建筑钢筋必须绝缘。筋必须绝缘。 有一些交换机系统就是专门按这种接地方法设计的有一些交换机系统就是专门按这种接地方法设计的（5ESS、DMS100） 地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 一种内部星状隔离连接法的电路图一种内部星状隔离连接法的电路图.逻辑地机壳地单点接地排直流电源配电柜机柜逻辑地参考平面地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍n内部网状隔离连接法的结构特点：内部网状隔离连接法的结构特点： 一个系统群内各种设备地线相互连接成网格状。但设备不得一个系统群内各种设备地线相互连接成网格状。但设备不得直接与建筑钢结构相连接，而是汇总到一个专门的接地点后，再与直接与建筑钢结构相连接，而是汇总到一个专门的接地点后，再与建筑钢结构或共用接地系统连接。建筑钢结构或共用接地系统连接。 其基本特征是系统内连接成网格状，但系统与周边共用接地其基本特征是系统内连接成网格状，但系统与周边共用接地系统（系统（CBN）呈隔离状态。呈隔离状态。 所有进出网状系统设备群的电缆管线应集中在一个点（区域）所有进出网状系统设备群的电缆管线应集中在一个点（区域）内，其屏蔽外皮必须在顶部或底部的金属网格零电位参考平台的边内，其屏蔽外皮必须在顶部或底部的金属网格零电位参考平台的边缘接地。缘接地。 有一些交换机系统就是专门按这种接地方法设计的（有一些交换机系统就是专门按这种接地方法设计的（AXE10、部分部分S1240） 地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍.直流电源配电柜机柜多点互连的地电位参考平台 一种内部网状隔离连接法的电路图一种内部网状隔离连接法的电路图地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 内外网状多点连接法的结构特点：内外网状多点连接法的结构特点： 系统内设备之间多点互连成网格状。系统内设备之间多点互连成网格状。 机房周围沿内墙安装一圈均压环。该均压环又与建筑钢机房周围沿内墙安装一圈均压环。该均压环又与建筑钢结构多点互连结构多点互连(至少四个角要与建筑立柱的钢筋连接起来至少四个角要与建筑立柱的钢筋连接起来)。 再让各种设备都就近多点互接连接到该均压环上去再让各种设备都就近多点互接连接到该均压环上去 在机房里的地面上还要预先铺设一层接地的金属网格，在机房里的地面上还要预先铺设一层接地的金属网格，设备、管线都应就近接在金属网格上。设备、管线都应就近接在金属网格上。 地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍星网、星星组合连接法的结构特点：星网、星星组合连接法的结构特点：在高层在高层通通信大楼内设备往往分别在不同的楼层，有的在底信大楼内设备往往分别在不同的楼层，有的在底层，有的在顶层；系统之间又有大量电缆线连接在一起。层，有的在顶层；系统之间又有大量电缆线连接在一起。当楼顶遭受雷击时，在强大雷击电流作用下，建筑钢筋（当楼顶遭受雷击时，在强大雷击电流作用下，建筑钢筋（铁质磁性材料）的电感就会出现明显阻碍作用，导致高层铁质磁性材料）的电感就会出现明显阻碍作用，导致高层位置的雷电压比地面层位置的雷电压高得多。位置的雷电压比地面层位置的雷电压高得多。从不同楼层分别取地参考电平的设备之间就会产生很大的从不同楼层分别取地参考电平的设备之间就会产生很大的电位差，导致设备接口受电位冲击损坏电位差，导致设备接口受电位冲击损坏 。不少地方就是严格按照一些接地规范去做了接地处理，加不少地方就是严格按照一些接地规范去做了接地处理，加了层层保护，但还是雷击问题不少。了层层保护，但还是雷击问题不少。 地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 高层共用接地参考平台设备在本楼层接地点雷电流引下线（柱钢筋）各楼层设备网络线路底层共用接地参考平台 高层通信大楼内设备接地网络的电位差影响问题地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍在在ITU-T k.27中就针对多层建筑的网状连接法提出了一系列特别的要中就针对多层建筑的网状连接法提出了一系列特别的要求：求：所有走线应尽量靠在一起，可以减少导线之间的雷电感应电压。所有走线应尽量靠在一起，可以减少导线之间的雷电感应电压。因为导线环之间的感应电压主要取决于导线环的面积因为导线环之间的感应电压主要取决于导线环的面积。所有线缆的金属外皮（屏蔽层）在进处每一个楼层的边界处（接所有线缆的金属外皮（屏蔽层）在进处每一个楼层的边界处（接地环）都要有严格的接地或增加耦合接地。地环）都要有严格的接地或增加耦合接地。 上面接地措施的其用意是企图通过处处接地方法强制地将地线上上面接地措施的其用意是企图通过处处接地方法强制地将地线上的雷电压波动抑制得比较平稳，避免地线上雷电压对设备之间的冲击的雷电压波动抑制得比较平稳，避免地线上雷电压对设备之间的冲击 。地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 高层设备外壳、管线金属外皮电位都取自高楼层接地平台电位，高层设备外壳、管线金属外皮电位都取自高楼层接地平台电位，但那些不能接地的电源、电缆里面的芯线，其电位则是取自于低层楼但那些不能接地的电源、电缆里面的芯线，其电位则是取自于低层楼层的接地平台电位。层的接地平台电位。 若地线若地线(外壳外壳)上的地电位是万伏以上，而相线、电缆芯线的电位是上的地电位是万伏以上，而相线、电缆芯线的电位是低电位，则也可能会存在过电压击穿问题。所以各种进出网状接地范低电位，则也可能会存在过电压击穿问题。所以各种进出网状接地范围的管线芯线围的管线芯线(含电源线相线含电源线相线)均要有避雷装置均要有避雷装置(SPD)。 一般来说，网状接地连接法比较适合国外那种低矮扁平的电信局一般来说，网状接地连接法比较适合国外那种低矮扁平的电信局站，因为国外的局站楼房一般就二、三层；即使有雷电打下来，各楼站，因为国外的局站楼房一般就二、三层；即使有雷电打下来，各楼层的接地平台电位相差不大，因此不同楼层设备之间的电位差也比较层的接地平台电位相差不大，因此不同楼层设备之间的电位差也比较小。小。地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍也有一些复杂的系统，设备分别在不同楼层，比如开关电源柜，传输设备柜等也有一些复杂的系统，设备分别在不同楼层，比如开关电源柜，传输设备柜等或者同一机房内就存在几种不同的设备，导致接地问题异常复杂。一种做法是或者同一机房内就存在几种不同的设备，导致接地问题异常复杂。一种做法是一种设备不管放在几层，都算一个系统群。一种设备不管放在几层，都算一个系统群。DC3DC2DC1传输1传输1传输1地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍另外一种情况是只按楼层分系统群，一个楼层内所有设备都当做另外一种情况是只按楼层分系统群，一个楼层内所有设备都当做一个群。一个群。3.我国通信局站的传统接地方式我国通信局站的传统接地方式DC3DC2DC1传输1传输1传输1地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍 分析：分析：按系统汇总的做法对设备抗干扰能力方面比较强，自己的系统能单按系统汇总的做法对设备抗干扰能力方面比较强，自己的系统能单独运行。独运行。按楼层汇总的做法可能对雷电在地线系统上的电压差比较小，但有按楼层汇总的做法可能对雷电在地线系统上的电压差比较小，但有可能导致系统设备间干扰加大。可能导致系统设备间干扰加大。若同一楼层的各种设备虽分属不同种类，但实际上可以组成一个大若同一楼层的各种设备虽分属不同种类，但实际上可以组成一个大系统，那么按楼层汇总方法可以更好些。系统，那么按楼层汇总方法可以更好些。从上面的对比来说，对从上面的对比来说，对小型局站小型局站，由于不同类型设备相对比较集中，由于不同类型设备相对比较集中在一起，比较适合按楼层汇总的做法。对在一起，比较适合按楼层汇总的做法。对大型局站大型局站来说，每一种设备即来说，每一种设备即使在同一楼层的分布都比较广，且系统内部的稳定性要求很高，更适合使在同一楼层的分布都比较广，且系统内部的稳定性要求很高，更适合按系统汇总的做法。按系统汇总的做法。地线结构地线结构通信局(站)防雷接地基础及综合技术介绍针对我国的国情，这里提出将地线分类看待、分别处理的接地新理论针对我国的国情，这里提出将地线分类看待、分别处理的接地新理论：地线分两大类：地线分两大类：1）第一类地线：第一类地线：主要承担设备系统等电位连接、无大电流通过的地线主要承担设备系统等电位连接、无大电流通过的地线。比如交换机、传输、数据设备的接地线。比如交换机、传输、数据设备的接地线。2）第二类地线：第二类地线：主要承担将外界大雷电流快速泄放下地、与主要设备主要承担将外界大雷电流快速泄放下地、与主要设备关系简单的防雷地线。比如电源避雷器、关系简单的防雷地线。比如电源避雷器、MDF、基站馈线地线等。基站馈线地线等。对第一类地线，应该尽可能汇总到一个总地排上；对第二种地线对第一类地线，应该尽可能汇总到一个总地排上；对第二种地线，则应尽可能靠近地网，拉最短导线直接入地，同时也再复接一根地，则应尽可能靠近地网，拉最短导线直接入地，同时也再复接一根地线至总地排。线至总地排。地线结构地线结构