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防雷基础知识

防雷基础知识. 课程编号： HD-PK-004 编写部门：工程中心业务管理部 发布时间： 2004-07-01. 目 录. 雷电知识简介 雷电防护的基本原则 通信局站的防雷接地 通信设备雷电防护基本措施 常见问题. 雷电的产生 防雷区的划分 雷电参数简介 雷电过电压的产生及其危害. 雷电知识简介. 雷电的产生及部分统计特性. 1 、产生 形成雷云 云中电荷分布不均匀. 2 、部分统计特性 多数雷电放电发生在云内，少数发生在雷云与大地之间 90 ％左右的雷是负极性. 雷电的产生 防雷区的划分 雷电参数简介 雷电过电压的产生及其危害.

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防雷基础知识

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Presentation Transcript

  1. 防雷基础知识 课程编号：HD-PK-004 编写部门：工程中心业务管理部 发布时间：2004-07-01

  2. 目 录 雷电知识简介 雷电防护的基本原则 通信局站的防雷接地 通信设备雷电防护基本措施 常见问题

  3. 雷电的产生 防雷区的划分 雷电参数简介 雷电过电压的产生及其危害 雷电知识简介

  4. 雷电的产生及部分统计特性 1、产生 • 形成雷云 • 云中电荷分布不均匀 2、部分统计特性 • 多数雷电放电发生在云内，少数发生在雷云与大地之间 • 90％左右的雷是负极性

  5. 雷电的产生 防雷区的划分 雷电参数简介 雷电过电压的产生及其危害 雷电知识简介

  6. 雷电保护区域划分示意图

  7. 将需要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间将需要保护的空间划分为不同的防雷区，以规定各部分空间 不同的电磁环境，同时指明各区交界处的等电位联结点的位置。 LPZ0A：本区内各物体可能遭受直接雷击,电磁场没有衰减； LPZ0B：本区内各物体不可能遭受直接雷击,电磁场没有衰减； LPZ1：本区内各物体不可能遭受直接雷击，电磁场有可能衰减； LPZ2：后续防雷区，电磁场有进一步的减小。 一个被保护的区域，从电磁兼容的观点来看，由外到内可分 为几级保护区，最外层是0级，是直接雷击区域，危险性最高； 越往里，则危险程度越低。 防雷区的概念

  8. 雷电的产生 防雷区的划分 雷电参数简介 雷电过电压的产生及其危害 雷电知识简介

  9. 表征雷电活动的频率：年平均雷暴日 北回归线以南的大部分地区，平均雷暴日数一般在80以上； 北回归线到长江一带约为40－80之间； 长江以北的大部分地区（包括东北）多在20－40之间； 西北地区的大部分地方在20以下； 西藏雅鲁藏布江一带约为50－80。 少雷区：我国把年平均雷暴日不超过25天的区域 中雷区：年平均雷暴日在25~40天的区域 多雷区：年平均雷暴日在40～90天的区域 强雷区：年平均雷暴日在90天的区域以上。 雷电参数简介－雷暴日

  10. I • T1：波头时间 • T2：半峰值时间 • Ip： 峰值电流 • 主要雷电测试波形：8/20us、10/350us（电流波）；10/700us、1.2/50us（电压波）等。 I(%) peak 雷电参数简介－雷电流波形 100 50 10 t T T 1 2 记为T1/T2如8/20us

  11. 通过对雷电波的频谱分析可知： 1.雷电流主要分布在低频部分，且随着频率的升高而递减。在波尾相同时，波前越陡高次谐波越丰富。在波前相同的情况下，波尾越长低频部分越丰富； 2.雷电的能量主要集中在低频部分，约90％以上的雷电能量分布在频率为10kHz以下。这说明了在信息系统中，只要防止10kHz以下频率的雷电波窜入，就能把雷电波能量消减90％以上，这对防雷工程具有重要的指导意义。 雷电参数简介－雷电波频谱分析

  12. 雷电的产生 防雷区的划分 雷电参数简介 雷电过电压的产生及其危害 雷电知识简介

  13. 直击雷 • 感应雷 • 线路来波 • 地电位反击 雷电过电压的产生 其中，直击雷的防护主要是建筑防雷应完成的任务，感应雷、线路来波、地电位反击是需要通信设备防雷需要认真考虑的因素。

  14. 雷电过电压的产生 直击雷（一）

  15. 雷电过电压的产生 直击雷（二） 高电位引入 大电流引入 天馈线

  16. 雷电过电压的产生 设备间互连的信号电缆

  17. 雷电过电压的产生 设备间互连信号电缆

  18. 雷电过电压的产生 雷电侵入波 低压电力线

  19. 雷电过电压的产生 地电位反击 设备 设备 电缆 接地体2 接地体1

  20. 雷电过电压的产生 机房内设备之间的地电位差

  21. 雷电过电压造成的后果 电磁污染、电磁干扰 设备损坏、系统崩溃

  22. 目 录 雷电知识简介 雷电防护的基本原则 通信局站的防雷接地 通信设备雷电防护基本措施 常见问题

  23. 通信设备雷电防护的基本原则 系统防护原则 多级防护原则 概率防护原则

  24. 系统防护措施 建筑物的直击雷防护

  25. 1、雷电放电本身就有一定的随机性，雷电参数有一定的统计性质1、雷电放电本身就有一定的随机性，雷电参数有一定的统计性质 2、防雷装置不能阻止雷闪的形成（IEC61024第一句） 3、防雷器件不能完全抑制所有过电压和过电流 4、对于发生概率很小的高水平浪涌其防护的费用急剧上升 概率防护原则

  26. 多级防护原则 电源系统多级保护方案－ I~IV级保护

  27. 目 录 雷电知识简介 雷电防护的基本原则 通信局站的防雷接地 通信设备雷电防护基本措施 常见问题

  28. 通信设备雷电防护设计 通信局站的接地系统 低压配电系统简介 局内布线 接地电阻

  29. 接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体。接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体。 • 接地总汇集线：建筑物内各种接地线由此引出。 • 接地引入线：建筑物内接地总汇集线与接地体之间的连接线。 • 接地排：从接地总汇集线上接出到建筑物各层或各房间中的接地装置。各种通信设备的接地线一般接到各房间的接地排上。 通信局站地接地系统

  30. 通信局站地接地系统 建筑物的接地系统

  31. 保护接地：设备金属外壳及其他非正常带电部分的接地。保护接地：设备金属外壳及其他非正常带电部分的接地。 • 工作接地：在AC/DC电源内（或配电屏内），输出直流48V总接线排的正极接地。对于24V系统，是直流24V的负极接地。 • 建筑物的防雷接地：属于接地系统的一部分，用于建筑物的直击雷保护。包括建筑物的避雷针、避雷带、避雷网等结构，以及雷电流引下线。 几个常见名词

  32. 工作接地 不规范用词：工作地

  33. 等电位联结是用联结导体或浪涌保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导体、电气装置或电信装置等联结起来。 其主要目的是减小需要防雷空间内的各金属部件以及各系统之间的电位差。 等电位联结

  34. 等电位联结 等电位联结

  35. 等电位联结 对信息系统的外露导电物应建立等电位联结网，它们与建筑物的共用接地系统的等电位联结有以下两个原则方法： S型 星形结构 M型 网状结构 通常，S型等电位联结网用于相对较小或限定于局部的系统。M型等电位联结网用于延伸较大的开环系统。在复杂系统中，两种型式（M型和S型）的优点可组合在一起，形成复杂的联结网结构。

  36. 等电位联结 等电位联结

  37. 通信局站内，应采用通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地合用一组接地体的联合接地方式。这是对通信局站地等电位连接要求。通信局站内，应采用通信设备的工作接地、保护接地、建筑物的防雷接地合用一组接地体的联合接地方式。这是对通信局站地等电位连接要求。 • 对于移动通信站，要求机房地网、铁塔地网、配电变压器地网连接成一个统一的地网。 通信局站等电位连接基本要求

  38. 移动站天馈系统外部防雷接地

  39. 通信设备雷电防护设计 通信局站的接地系统 低压配电系统简介 局内布线 接地电阻

  40. TN系统（分为TN-S、TN-C、TN-C-S三种） TT系统 IT系统 低压供电系统的接地型式 低压供电系统根据国家的不同有差异。在我国，城市的建筑物内普遍采用TN-S,或TN-C-S，农村和郊区旷野地带较长见TT系统。

  41. 低压供电系统的接地型式 型式以拉丁文字作代号，其意义为： • 第一个字母表示电源端与地的关系： • T（法文Terre）－电源端有一点直接接地； • I（法文Isoland）－电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。 • 第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系： • T（法文Terre）－电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点； • N（法文 Neutre）－电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。 • 短横线（－）后的字母用来表示中性导体与保护导体的组合情况： • S（法文Separateur）－中性导体和保护导体是分开的； • C（法文Combinaison）－ 中性导体和保护导体是合一的。

  42. TN-S系统 L L 1 L 2 L 3 N PE 设备 设备 外露可导电部分 电源端接地点

  43. TN-C系统 L L 1 L 2 L 3 PEN 设备 设备 外露可导电部分 电源端接地点

  44. TN-C-S系统 L L 1 L 2 L 3 PEN 设备 设备 外露可导电部分 电源端接地点

  45. TT系统 L L 1 L 2 L 3 N 外露可导电部分 设备 设备 电源端接地点

  46. IT系统 L L 1 L 2 L 3 外露可导电部分 设备 设备 电源端不接地或通过阻抗接地

  47. 通信设备雷电防护设计 通信局站的接地系统 低压配电系统简介 局内布线 接地电阻

  48. 进局的低压电力电缆 • 进入通信局站的低压电力电缆宜埋地引入，宜采用具有金属铠装屏蔽层的电缆（或穿金属管屏蔽）。 • 屏蔽层两端接地（或金属管两端接地）。电缆埋地长度宜不小于50m。

  49. 信号电缆应埋地进入通信局站。 • 进入通信局站的信号电缆应采用屏蔽电缆（或穿金属管）。 • 信号电缆的屏蔽层（或金属管）建议两端接地。 • 信号电缆进入室内后应在设备的对应接口处加装信号避雷器保护，信号避雷器的保护接地线应尽量短。 进局信号电缆的正确布放和防雷

  50. 正常情况下建筑物内互连的信号线，如果在建筑物外架空走线，由于外部暴露空间对雷电电磁场没有衰减作用，这些信号线在雷击发生时引入的雷击过电压和过电流往往超过设备接口正常设计的防雷保护级别，很容易造成设备遭受雷击损坏。正常情况下建筑物内互连的信号线，如果在建筑物外架空走线，由于外部暴露空间对雷电电磁场没有衰减作用，这些信号线在雷击发生时引入的雷击过电压和过电流往往超过设备接口正常设计的防雷保护级别，很容易造成设备遭受雷击损坏。 特别是移动基站到传输设备的E1线。由于不同用户很多情况机房分开建设，E1线在外部暴露空间受到雷电电磁场的严重感应之外，还可能出现不同机房之间的地电位反击问题，所以移动基站到传输设备的E1线架空对于设备防雷而言是极恶劣的一种情况。要尽量加以避免。 信号电缆在通信局站外不应架空布放

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