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防雷相关知识
添加时间:2007/11/27    浏览次数:[ 5474 ]    [ 字体:   ]

防雷电方式有常规和非常规两种。 
2.1常规防雷电 
  常规防雷电可分为防直击雷电、防感应雷电和综合性防雷电。防直击雷电的避雷装置一般由三部分组成,即接闪器、引下线和接地体;接闪器又分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网。防感应雷电的避雷装置主要是避雷器。对同一保护对象同时采用多种避雷装置,称为综合性防雷电。避雷装置要定期进行检测,防止因导线的导电性差或接地不良起不到保护作用。 
2.1.1避雷针防雷电 
  以避雷针作为接闪器的防雷电。避雷针通过导线接入地下,与地面形成等电位差,利用自身的高度,使电场强度增加到极限值的雷电云电场发生畸变,开始电离并下行先导放电;避雷针在强电场作用下产生尖端放电;形成向上先导放电;两者会合形成雷电通路,随之泻入大地,达到避雷效果。 
  实际上,避雷装置是引雷针,可将周围的雷电引来并提前放电,将雷电电流通过自身的接地导体传向地面,避免保护对象直接遭雷击。 
  安装的避雷针和导线通体要有良好的导电性,接地网一定要保证尽量小的阻抗值。 
2.1.2避雷线防雷电 
  是通过防护对象的制高点向另外制高点或地面接引金属线的防雷电。根据防护对象的不同避雷线分为单根避雷线、双根避雷线或多根避雷线。可根据防护对象的形状和体积具体确定采用不同截面积的避雷线。避雷线一般采用截面积不小于35平方毫米的镀锌钢绞线。它的防护作用等同于在弧垂上每一点都是一根等高的避雷针。 
2.1.3避雷带防雷电 
  是指在屋顶四周的女儿墙或屋脊、屋檐上安装金属带做接闪器的防雷电。避雷带的防护原理与避雷线一样,由于它的接闪面积大,接闪设备附近空间电场强度相对比较强,更容易吸引雷电先导,使附近尤其比它低的物体受雷击的几率大大减少。避雷带的材料一般选用直径不小于8毫米的圆钢,或截面积不小于48平方毫米、厚度不少于4毫米的扁钢。 
2.1.4避雷网防雷电 
  避雷网分明网和暗网。明网防雷电是将金属线制成的网,架在建(构)筑物顶部空间,用截面积足够大的金属物与大地连接的防雷电。暗网是利用建(构)筑物钢筋混凝土结构中的钢筋网进行雷电防护。只要每层楼的楼板内的钢筋与梁、柱、墙内的钢筋有可靠的电气连接,并与层台和地桩有良好的电气连接,形成可靠的暗网,则这种方法要比其他防护设施更为有效。无论是明网还是暗网,网格越密,防雷的可靠性越好。 
2.1.5避雷器防雷电 
  避雷器,又称做电涌保护器。避雷器防雷电是把因雷电感应而窜入电力线、信号传输线的高电压限制在一定范围内,保证用电设备不被击穿。常用的避雷器种类繁多,可分为三大类,有放电间歇型、阀型和传输线分流型。 
  设备遭雷击受损通常有四种情况,一是直接遭受雷击而损坏;二是雷电脉冲沿着与设备相连的信号线、电源线或其他金属管线侵入使设备受损;三是设备接地体在雷击时产生瞬间高电位形成地电位“反击”而损坏;四是设备安装的方法或安装位置不当,受雷电在空间分布的电场、磁场影响而损坏。加装避雷器可把电器设备两端实际承受的电压限制在安全电压内,起到保护设备的作用。 
2.1.6 综合性防雷电 
  是相对于局部防雷电和单一措施防雷电的一种综合性防雷电。设计时除针对被保护对象的具体情况外,还要了解其周围的天气环境条件和防护区域的雷电活动规律,确定直击雷和感应雷的防护等级和主要技术参数。采取综合性防雷电措施。程控交换机、计算机设备安放在窗户附近,或将其场所安置在建筑物的顶层都不利于防雷。将计算机房放在高层建筑物顶四层,或者设备所在高度高于楼顶避雷带,这些作法都非常容易遭受雷电袭击。 
2.2 非常规防雷电 
  目前,除前面介绍的常规防雷装置外,也有采用激光束引雷、火箭引雷、水柱引雷、放射性避雷针、排雷器等防雷装置进行雷电防护,这些防雷装置称为非常规防雷装置。大多数非常规防雷装置还处于研究实验阶段,对新的更为有效的避雷技术的探索仍在继续。 
防雷接地问答 
(一)问题
1.明敷防雷引下线近地端为什么要加以保护?
2.防雷引下线设置断接卡子的目的是什么?
3.利用建筑物钢筋混凝土中的结构钢筋作防雷网时,为什么要将电气部分的接地和防密接地连成一体,即采取共同接地方式?
4.周围无高层建筑,低压架空线引人建筑物时,为什么要将进户杆的瓷瓶铁校担按地?
5.装有避自带的屋顶上,安装风机等电气设备后,如何进行防密措施?
6.装有避自带的水塔顶上有一只航空灯,该航空灯的电源线敷设时要注意什么问题?
7.多层建筑的防雷装置如何施工? 
(二)答案 
1.明敷防雷引下线近地端为什么要加以保护? 
明敷防雷引下线地上 1.7m 至地下 0.3m 的一段加保护措施的目的有两个:(1)在易受机械损坏的地方,加保护管后可防止防雷引下线受机械外力而损坏;(2)在人们能接近的地方.加绝缘保护(套硬塑料管或包缠绝缘材料),一旦雷击时,可减小接触电压。 
在工矿企业,防雷引下线设在人们不易接近的地方。为防止防雷引下线受到机械外力,可用角钢或钢管加以保护.如图1 所示。当用钢管保护时,钢管两端,应把钢管管口和防雷引下线焊成一体,如不焊接,则雷击时,钢管感应电抗大,不利把雷引到地下;钢管的上口应封口.防止管内积水。 
在住宅区,防雷引下线应用硬塑料管保护,塑料管的上口亦应封口。保护管或保护角钢应用铁卡子固定在墙上.铁卡子离地面或离保护管上口的距离为300mm,铁卡子一般用 25mm×4mm 锌扁钢加工。 
2.防雷引下线设置断接卡子的目的是什么? 
GB5O169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第2.5.1条第三款明文规定:建筑物上的防雷设施采用多根引下线时.宜在各引下线距地面的 1.5~1.8m 处设置断接卡。 
设置断接卡的目的是便于测量引下线的接地电阻,供检查用。规范指出:设置断接卡是对有多根引下线的场合。当建筑物(例烟囱)只有一组接地极时,不应该设置断接卡;当建筑物(例厂房)有两组及以上的引下线,每根引下线下有一组接地极时,设置断接卡可分别测量每组接地极的接地电阻。 
规范未强调“必须”,而用“宜”在各引下线距地面的 1.5~1.8m 处设置断接卡,这里“宜”有双重含义: 
(1)并非有多根引下线时,都必须设置断接卡。例如,利用建筑物柱头内主钢筋作为防雷引下线,并利用混凝土桩内钢筋作为接地极时,不应该设置断接卡。为了测量接地极电阻,在混凝土桩打入地下后,测量每根桩的接地电阻,然后把所有桩用圆钢(直径最小为 10mm,通常用 16mm)或扁钢(最小截面为 25mm×4mm,通常用40mm×4mm)连成一体,再测量总接地电阻。为了在建筑物投入使用后,检查接地电阻,可在建筑物近地端引出检测点,即从引下线主钢筋上焊出接地线至检测点,此检测点可为钢板并外露。 
(2)断接卡并非一定要设置在 1.5~1.8m 处。一般在公共场合,如住宅区,防雷引下线明敷时,应把断接卡设置在 1.5~1.8m 处;暗敷时,为不影响建筑物的外观,断接卡可设在近地端的墙内(一般为距地 300~400mm)。当防雷引下线既未设置断接卡、又未设置检测点时,若检查接地电阻,可用导线把建筑物顶上的避雷带或避雷针引至地面进行测量,测量结果需减去导线的电阻。 
3.利用建筑物钢筋混凝土中的结构钢筋作防雷网时,为什么要将电气部分的接地和防雷接地连成一体.即采取共同按地方式? 
当防雷装置受到雷击时,在接闪器、引下线和接地极上都会产生很高的电位。如果建筑物内的电气设备、电线和其它金属管线与防雷装置的距离不够时,它们之间就会产生放电。这种现象称之为反击,其结果可能引起电气设备绝缘破坏,金属管道烧穿,从而引起火灾、爆炸及电击等事故。
为了防止发生反击,建筑物的防雷装置须与建筑物内外的电气设备及其它接地导体之间保持一定的距离,但在工程中往往存在许多困难而无法做到。当利用钢筋混凝土建筑物的结构钢筋作暗装防雷网和引下线时,更难做到。如电气配管就无法与结构钢筋分开到足够的绝缘距离。
 
当把电气部分的接地和防雷接地连成一体后,就使建筑物内的钢筋间构成一个法拉第笼,在此笼内的电气设备和导体都与笼相连接,就不会受到反击。 
4.周围无高层建筑。低压架空线引入建筑物时,为什么要将进户杆的瓷瓶铁横担接地? 
发生雷击时,雷电波往往会沿架空电线进入室内。为了防止雷电波进入室内,将固定瓷瓶的铁横担接地,就使横担与导线之间形成一个放电保护间隙,其放电电压约40kV、当雷电波沿架空电线侵入时,瓷瓶上发生沿面放电,将雷电波导流入地,大大降低架空电线上的电位,将高电位限制在安全范围以内。为此 SDJ4-79《架空配电线路设计技术规程》第58条作了如下规定;为防止雷电波沿低压配电线路侵人建筑物,接户线上的绝缘子铁脚直接接地,其接地电阻不宜大于 30Ω。公共场所(如剧院和教室等)的接户线以及由木杆或木横担引下的接户线,绝缘子铁脚应接地。 
5.装有避雷带的屋顶上,安装风机等电气设备后,如何进行防雷措施? 
建筑物屋顶上装有风机、热泵、航空灯等电气设备时,把设备外壳与避雷带连成一体这是通常的做法,但往往忽视了重要的一点:即这些电气设备的电源线未加防护不能直接与配电装置相连接。 
GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第2.5.3条作了如下规定。装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的导线、电缆的金属护层或金属管必须接地,埋入土壤中的长度应在 10m 以上,方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接。
 如果与避雷装置连成一体的电气设备的电源线,未加防护直接与低压配电装置相连接.当遭到雷击时,雷击引起的高电位就会通过电源线传到其它低压配电装置上。 
与屋顶避雷装置已连成一体的电气设备的外壳,如再与屋内的接地线相连是更严重的错误。因为屋顶遭到雷击时,雷电流就会从避雷带→屋顶电气设备外壳→屋内电气设备外壳,使屋内电气设备外壳出现高电位,这是极其危险的。因此屋顶电气设备的外壳已与避雷装置连成一体后,不允许再与屋内接地线相连。 
6.装有避雷带的水塔顶上有一只航空灯,该航空灯的电源线敷设时要注意什么问题? 
装有避雷带的水塔,落雷时,雷电流除了沿着避雷引下线入地外,还有可能沿着航空灯的电源线进入室内。因此航空灯的未加防护电源线不能直接进入室内,而应采用带金属护层的电缆或穿入金属管的导线,且金属护层或金属管必须接地,埋入土壤中的长度应在 10m以上,方可再与电源或低压配电装置相连接。 
当航空灯采用光导纤维传送光时,则不必采取上述措施。例如上海东方明珠电视塔的航空灯,强光从下面通过不导电只导光的光导纤维传送到高空,向天空发出强光信号,对这种光导纤维就不必采取避雷措施了。 
7.多层建筑的防雷装置如何施工? 
沿屋脊、屋檐及屋面两侧的斜边上装避雷带;若屋面为平顶,则沿屋面四周或女儿墙上架设避雷带,避雷带距外墙边的距离宜小于或等于避雷带支起的高度。 
为避兔接闪部分的振动力,可将避雷带支起 10~20cm,支点间距不应大于 1.5m,一般取 1m。若屋顶有水箱,因水箱高出屋顶,因此在水箱顶部四周亦应安装避雷带。采用避雷带防雷时,屋面上任何一点距避雷带的距离不应大于 10m。如果屋面宽度超过20m 时,可增加避雷带,用避雷带组成 20m×20m 的网格。 
避雷带一般用 25mm×4mm镀锌扁钢做成,女儿墙上的避雷带也可用装饰金属栏杆。避雷带至少有两根引下线和防雷接地极相连,引下线应对称设置。引下线之间距离对于一般建筑不大于 24m。引下线可明装亦可暗装,明装一般用 25mm×4mm 镀锌扁钢,明装引下线与建筑物墙面间隙一般不小于15mm。明装引下线是在建筑物外墙土建施工完后进行的。当引下线与支架焊接连接时,在引下线与墙之间应衬垫铁皮,避免焊接飞溅沾污墙面。焊接完后再拿走铁皮。暗装引下线则利用柱头主钢筋,这在土建施工时完成。 
接地极通常每组用两根,相距 5m,两者用扁钢相连。接地极可用 50mm×5mm 角钢或 φ40mm 钢管(厚3.5mm)长2500mm 制成,埋深不宜小于 0.6m。有多根引下线时,在引下线距地面 1.5~1.8m 处,宜设置断接卡,断接卡以下的明敷引下线应用绝缘管(如 PVC 塑料管)加以保护
 
常规避雷装置及其发展
  1750年,富兰克林提出以针尖放出电荷缓慢中和雷云中的电荷的避雷针用来防雷。后来的实践证明,它不能“避雷”,而是将雷引向自身来保护其周围的设备。随后俄国罗蒙诺索夫在重复了富兰克林的著名风筝试验(他的朋友利赫曼和他一起试验,因被引下的直击闪电击中而牺牲)之后,于1753年发表的论文(关于因电力而产生的大气现象的发言)中也对此作了重要论证。一个鲜为人知的重要事实是,富兰克林发表避雷针理论之后不久,法国一位工程师即按其理论建立一个避雷针,并且很快发生一次接闪。这是人类首次主动设法改变雷闪途径,也是直击雷可以防护的证明。这位法国工程师作为一个正直的科学家,当即高兴地报告了富兰克林避雷针的引雷成功。
  避雷针的实际应用,必须解决的是它的保护范围问题。这是在试验室和实际应用中多年逐步定量化的,而且其精确性已基本满足了工程设计的需要。正是各国高压输电和电力系统的发展推动了这一科研工作的前进。
  1925-1926年,Peek第一个在实验室内利用冲击电压发生器造成“人工雷”对避雷针模型放电,研究保护范围—保护系数与雷云高度对针高之比(H/h)的关系,并研究了雷云极性对保护系数的影响。1930-1934年,各国开始广泛利用避雷针保护发电厂和变电所。当时230KV电网已经出现多年,287KV超高压电网正在建设中。如美国煤气和电力公司(AGE)1934年开始用避雷针、避雷线保护变电所,避雷线的保护范围是这样确定的:当架构强度足够时,每保护水平距离0.45m,避雷线悬挂高度要抬高0.3m;架构强度受限制时,每保护水平距离0.6m,要抬高0.3m。这分别相当于保护角56°和64°。这与日本60年代末的防雷规范60°相近。到60年代初(1963年Davis)、70年代初美、英等国对保护输电线路的避雷线的保护范围陆续提出击距理论,即考虑雷电流辐值的大小来选定保护范围。我国高电压工作者(朱木美教授指导王小瑜同志)在职1962~1964年研究输电线路防雷时也提出了类似方法。至于用来保护发电厂和变电所,我国50年代因担心避雷线断线会波及全厂和全变电所而只采用避雷针。到70年代中期,才明确避雷线可用于发电厂和变电所的保护。
避雷带
  避雷带是在建筑物的屋脊和屋顶四周敷设的接地导体,是由避雷针、避雷线发展而来的。作者最早是由德国资料中了解到这项技术。避雷网是在避雷带的中间敷设接地导体,以保护建筑物的中间部位。用于保护建筑物,其优点是敷设简便、造价低,而且同高耸的避雷针相比,引雷的几率大为减少。而且它接闪后一般是由多根引下线泄散电流,室内设备上的反击电压相对较低。我国建筑防雷工作者提出并在全国广泛应用的笼型防雷方式则是利用建筑物钢筋形成的法拉笼。同时也解决了等电位连接问题,极大地提高了建筑防雷的可靠性。此外,它也便于笼内(屋内)电力、电信、电子设施统一接地(共地式)。我国电力部门发电厂厂房、机房、变电所及主控室,包括控制和信号电缆等不同用途不同电压设备,并制订1952、1956年以来各版过电压和接地标准。这同IEC近年规定、国外公司广泛宣传的统一接地和等电位连接相比,要早40年以上。
  人们曾企图利用在针尖敷设上放射物质来提高引雷作用,扩大保护范围,后来证明无效。60年代末、70年代初,英、德等国建筑物防雷规范已明确做出否定的结论。80年代,水利电力部电力科学院在高压试验室内所做的试验也证明,放射性避雷针在引雷效果上与同尺寸的普通避雷针没有差别。我国过电压与绝缘配合标准对它一直持否定态度。尽管国际上已有定论,法国及一些法语国家还有一些地方,继续使用带有放射物的避雷针。我国一些从法语国家引进的工业设备,还有用这种避雷针保护的。这不仅浪费资金,无助于防雷改进,而且由于其放射性物质,还造成人身的环境方面的隐患。它违反我国所有有关防雷的标准。提前放电避雷针的工作原理
提前放电避雷针的工作原理就是产生一个比普通避雷针更加快的上行先导。 此描述基于负极性下行放电的情况下,此类放电形式最具有普遍性。
 
 
 
 
 

 “satelit+”内部构造示意图
 
 
 
 
 
 

单位怎样进行雷电灾害防护
  1、 单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施,评估防雷设施是否符合国家规范要求,比如:学校、公司、区级以上医院、四星级以上宾馆、城区内高度在45米以上的高层建筑需两年检测一次。
  2、 单位应设立防范雷电灾害责任人,负责防雷安全工作,建立各项防雷安全工作,建立各项防雷设施的定期检测,雷雨后的检查和日常的维护。如雷雨过后,安装在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏,发现损坏时应及时更换。
  3、 建设单位在防雷设施的设计和建设时,应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点,雷电活动规律等因素综合考虑,采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。
  4、 应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材、避免使用非标准防雷产品和器件。
  5、 新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设,如:重新铺设电脑网络线、室外天线的移位和加高等等都应该重新设计和建设防雷设施。
  6、 雷灾发生时应及时处理,采取措施,避免再次雷击。
雷电保护的整体概念
六点防雷计划
针对雷电的危害,我们认为防雷必须是全面的。主要包括以下六方面:
  A 控制雷击点(采用大保护范围的避雷针)
  B 安全引导雷电流入地网
  C 完善的低阻地网
  D 消除地面回路
  E 电源的浪涌冲击防护
  F 信号及数据线的瞬变保护

在科学技术日益发展的今天,虽然人类不可能完全控制暴烈的雷电,但是经过长期的摸索与实践,已积累起很多有关防雷的知识和经验,形成一系列对防雷行之有效的方法和技术,这些方法和技术对各行各业进行行之有效地预防雷电灾害具有普遍的指导意义。
1>接闪
接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。地面通信台站的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置,把一定保护范围的闪电放电捕获到,纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置,其英文原名是Lightning Conductor,原意是闪电引导器,其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。
 
2>均压连接
接闪装置在捕获雷电时,引下线立即升至高电位,会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络,并使其电位升高,进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险,最简单的办法是采用均压环,将处于地电位的导体等电位连接起来,一直到接地装置。台站内的金属设施、电气装置和电子设备,如果其与防雷系统的导体,特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时,则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时,台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”,保证导电部件之间不产生有害的电位差,不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。
3>接地
接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地,良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地,目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前,部队的通信导航装备以电子管器件为主,采用模拟通信方式,模拟通信对干扰特别敏感,为了抗干扰,所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在,防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地,美国标准IEEEStd1100-1992更尖锐地指出:不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。
  4> 分流
  分流就是在一切从室外来的导线(包括电力电源线、电话线、信号线、天线的馈线等)与接地线之间并联一种适当的避雷器。当直接雷或感应雷在线路上产生的过电压波沿着这些导线进入室内或设备时,避雷器的电阻突然降到低值,近于短路状态,将闪电电流分流入地。
  分流是现代防雷技术中迅猛发展的重点,是防护各种电气电子设备的关键措施。近年来频繁出现的新形式雷害几乎都需要采用这种方式来解决。由于雷电流在分流之后,仍会有少部分沿导线进入设备,这对于不耐高压的微电子设备来说仍是很危险的,所以对于这类设备在导线进入机壳前应进行多级分流。
  现在避雷器的研究与发展,也超出了分流的范围。有些避雷器可直接串联在信号线或天线的馈线上,它们能让有用信号顺畅通过,而对雷电过压波进行阻隔。
  采用分流这一防雷措施时,应特别注意避雷器性能参数的选择,因为附加设施的安装或多或少地会影响系统的性能。比如信号避雷器的接入应不影响系统的传输速率;天馈避雷器在通带内的损耗要尽量小;若使用在定向设备上,不能导致定位误差。
  5>屏蔽
  屏蔽就是用金属网、箔、壳、管等导体把需要保护的对象包围起来,阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。屏蔽是防止雷电电磁脉冲辐射对电子设备影响的最有效方法。
中华人民共和国通信行业标准
移动通信基站防雷与接地设计规范

Specifications on Lightning Protection and Earthling
Design for Mobile Communication Base Stations
YD5068-98
主管部门:信息产业部综合规划司
批准部门:中华人民共和国信息产业部
施行日期:1998年10月1日

关于发布<<移动通信基站防雷与接地设计规范>>的通知
信部[1998]398号 
各省,自治区,直辖市邮电管理局,各计划单列市局,邮电部设计院,邮电部北京设计院,中国通信建设总公司:现将<<移动通信基站防雷与接地设计规范>>(编号:YD5068-98)发布,自1998年10月1日起施行.该规范由北京邮电大学出版社负责组织出版发行.
中华人民共和国信息产业部
一九九八年七月三十一日
1 总 则
1.0.1 为防止移动通信基站遭受雷害,确保移动通信基站内设备的安全和正常工作,确保构筑物,站内工作人员的安全,特制定本规范.
1.0.2 本规范适用于新建移动通信基站的防雷与接地设计.对于改建,扩建移动通信基站的防雷与接地设计,已建基站的防雷与接地技术改造亦可参照执行.设在综合通信楼内移动通信基站的防雷与接地设计应按YDJ26-89<<通信局(站)接地设计暂行技术规定>>与本规范一并执行.
2.0.1 环形接地装置
围绕移动通信基站机房四周,按规定深度埋设于地下的封闭环形接地体(含垂直接地体).
2.0.2 接地体
埋入地下并直接与大地接触的导体.
2.0.3 接地汇集线
引出机房,电力室等各种接地线的公共接地母线.
2.0.4 接地引入线
接地汇集线与接地体之间的连接线.
2.0.5 接地线
通信设备与接地汇集线之间的连线.
2.0.6 接地系统
接地线,接地汇集线,接地引入线以及接地体的总称.
3 移动通信基站的防雷与接地
3.1 供电系统的防雷与接地
3.1.1 移动通信基站的交流供电系统应采用三相五线制供电方式.
3.1.2 移动通信基站宜设置专用电力变压嚣,电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆穿钢管埋地引入移动通信基站,电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地.
3.1.3 当电力变压器设在站外时,对于地处年雷暴日大于20天,大地电阻率大于100欧姆.米的暴露地区的架空高压电力线路,宜在其上方架设避雷线,其长度不宜小于500m.电力线应在避雷线的25度保护范围内,避雷线(除终端杆处)应每杆作一次接地.为确保安全,宜在避雷线终端杆的前一杆上,增装一组氧化锌避雷嚣.若已建站的架空高压电力线路防雷改造采用避雷线有困难时,可在架空高压电力线路终端杆,终端杆前第一,第三或第二,第四杆上各增设一组氧化锌避雷器,同时在第三杆或第四杆增设一组高压保险丝.
3.1.4 当电力变压器设在站内时,其高压电力线应采用电力电缆从地下进站,电缆长度不宜小于200米,电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器,电缆两端金属外护层应就近接地.
3.1.5 移动通信基站交流电力变压器高压侧的三根相线,应分别就近对地加装氧化锌避雷器,电力变压器低压侧三根相线应分别对地加装无间隙氧化锌避雷器,变压器的机壳,低压侧的交流零线,以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层,应就近接地.出入基站的所有电力线均应在出口处加装避雷器.
3.1.6 进入移动通信基站的低压电力电缆宜从地下引入机房,其长度不宜小于50米(当变压器高压侧已采用电力电缆时,低压侧电力电缆长度不限).电力电缆在进入机房交流屏处应加装避雷器,从屏内引出的零线不作重复接地.
3.1.7 移动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分,避雷器的接地端,均应作保接接地,严禁作接零保护.
3.1.8 移动通信基站直流工作地,应从室内接地汇集线上就近引接,接地线截面积应满足最大负荷的要求,一般为35-95平方毫米,材料为多股铜线.
3.1.9 移动通信基站电源设备应满足相关标准,规范中关于耐雷电冲击指标的规定,交流屏,整流屏(或高频开关电源)应设有分极防护装置.
3.1.10 电源避雷器和天馈线避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准,规范的规定.
3.2 铁塔的防雷与接地
3.2.1 移动通信基站铁塔应有完善的防直击雷及二次感应雷的防雷装置.
3.2.2 移动通信基站铁塔宜采用太阳能塔灯.对于使用交流电馈电的航空标志灯,其电源线应采用具有金属外护层的电缆,电缆的金属外护层的塔顶及机房入口处的外侧就近接地.塔灯控制线及电源线的每根相线均应在机房入口处分别对地加装避雷器,零线应直接接地.
3.3 天馈线系统的防雷与接地
3.3.1 移动通信基站天线应在接闪器的保护范围内,接闪器应设置专用雷电流引下线,材料宜采用40毫米乘以4毫米的镀锌扁钢.
3.3.2 基站同轴电缆馈线的金属外护层,应在上部,下部和经走线架进机房入口处就近接地,在机房入口处的接地应就近与地网引出的接地线妥善连通.当铁塔高度大于或等于60米时,同轴电缆馈线金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地.
3.3.3 同轴电缆馈线进入的感应雷.馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上,选择馈线避雷器时应考虑阻抗,衰耗,工作频段等指标与通信设备相适应.
3.4 信号线路的防雷与接地
3.4.1 信号电缆应由地下进出移动通信基站,电缆内芯线在进站处应加装相应的信号避雷器,避雷器和电缆内的空线对均应作保护接地.站区内严禁布放架空缆线.
3.4.2 对于地处年雷暴日大于20天,大地电阻率大于100欧姆.米地区的新建信号电缆,宜采取在电缆上方放排流线或采用有金属外护套的电缆,亦可采用光缆,以防雷击.
3.5 其他设施的防雷与接地
3.5.1 移动通信基站的建筑物应有完善的防直击雷及抑制二次感应雷的防雷装置(避雷网,避雷带和接内嚣等).
3.5.2 机房顶部的各种金属设施,均应分别与屋顶避雷带就近连通.机房屋顶的彩灯应安装在避雷带下方.
3.5.3 机房内走线架,吊挂铁架,机架或机壳,金属通风管道,金属门窗等均应作保护接地.保护接地引线一般宜采用截面积不小于35平方毫米的多股铜导线.
4 移动通信基站的联合接地系统
4.1地网的组成
4.1.1 移动通信基站应按均压,等电位的原理,将工作地,保护地和防雷地组成一个联合接地网.站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入.
4.1.2 移动通信基站地网由机房地网,铁塔地网和变压器地网组成,地网的组成如图4.1.2所示.基站地网应充分利用机房建筑物的基础(含地桩),铁塔基础内的主钢筋和地下其他金属设施作为接地体的一部分.当铁塔设在机房房顶,电力变压器设在机房楼内时,其地网可合用机房地网.
4.1.3 机房地网组成:机房地网应沿机房建筑物散水点外设环形接地装置,同时还应利用机房建筑物基础横竖梁内两根以上主钢筋共同组成机房地网.当机房建筑物基础有地桩时,应将地桩内两根以上主钢筋与机房地网焊接连通.当机房设有防静电地板时,应在地板下围绕机敷设闭合的环形接地线,作为地板金属支架的接地引线排,其材料为铜导根截面积为50-75平方毫米,并从接地汇集线上引出不少于二根截面积为50-75平方毫米的铜质接地线与引线排的南,北或东,西侧连通.
4.1.4 对于利用商品房作机房的移动通信基站,应尽量找出建筑防雷接地网或其他专用地网,并就近再设一组地网,三者相互在地下焊接连通,有困难时也可在地面上可见部分焊接成一体作为机房工作地,保护地和铁塔防雷地.工作地及防雷地在地网上的引接点相互距离不应小于5米,铁塔尚应与建筑物避雷带就近两处以上连通.
4.1.5 铁塔地网的组成:当通信铁塔位于机房旁边时,铁塔时网应延伸到塔基四脚外1.5米远的范围,网格尺寸不应大于3米乘以3米,其周边为封闭式,同时还要利用塔基地桩内两根以上主钢筋作为铁塔地网的垂直接地体,铁塔地网与机房地网之间应每隔3-5米相互焊接连通一次,连接点不应少于两点.当通信铁塔位于机房屋顶时,铁塔四脚应与楼顶避雷带就近不少于两处焊接连通,同时宜在机房地网四角设置辐射式接地体,以利雷电流散流.
4.1.6 变压器地网的组成:当电力变压器设置在机房内时,其地网可合用机房及铁塔地网组成的联合地网;当电力变压器设置在机房外,且距机房地网边缘30米以内时,变压器地网与机房地网或铁塔地网之间,应每隔3-5米相互焊接连通一次(至少有两处连通),以相互组成一个周边封闭的地网.
4.1.7 当地网的接地电阻值达不到要求时,可扩大地网的面积,即在地网外围增设1圈或2圈环形接地装置.环形接地装置由水平接地体和垂直接地体组成,水平接地体周边为封闭式,水平接地体与地网宜在同一水平面上,环形接地装置与地网之间以及环形接地装置之间应每隔3-5米相互焊接连通一次;也可在铁塔四角设置辐射式延伸接地体,延伸接地体的长度宜限制在10-30米以内.
4.2 接地体
4.2.1 接地体宜采用热镀锌钢材,其规格要求如下:
钢管 直径50毫米,壁厚不应小于3.5毫米.
角钢 不应小于50毫米乘以50毫米乘以5毫米.
扁钢 不应小于40毫米乘以4毫米.
4.2.2 垂直接地体长度宜为1.5-2.5米,垂直接地体间距为其自身长度的1.5-2倍.若遇到土壤电阻率不均匀的地方,下层的土壤电阻率低,可以适当加长.当垂直接地体埋设有困难时,可设多根环形水平接地体,彼此间隔为1-1.5米,且应每隔3-5米相互焊接连通一次.
4.2.3 在沿海盐碱腐蚀性较强或大地电阻率较高难以达到接地电阻要求的地区,接地体宜采用具有耐腐,保湿性能好的非金属接地体.
4.2.4 接地体之间所有焊接点,除浇注在混凝土中的以外,均应进行防腐处理.接地装置的焊接长度:对扁钢为宽边的2倍,对圆钢为其直径的10倍.
4.2.5 接地体的上端距地面不应小于0.7米,在寒冷地区,接地体应埋设在冻土层以下.
4.3 接地线和接地引入线
4.3.1 接地线宜短,直,截面积为35-95平方毫米,材料为多股铜线.
4.3.2 接地引入线长度不宜超过30米,其材料为镀锌扁钢,截面积不宜小于40毫米乘以4毫米或不小于95平方毫米的多股铜线.接地引入线应作防腐,绝缘处理,并不得在暖气地沟内布放,埋设时应避开污水管理和水沟,裸露在地面以上部分,应有防止机械损伤的措施.
4.3.3 接地引入线由地网中心部位就近引出与机房接地汇集线连通,对于新建站不应少于两根.
4.4 接地汇集线
4.4.1 接地汇集线一般设计成环形或排状,材料为铜材,截面积不应小于120平方毫米,也可采用相同电阻值的镀锌的扁钢.
4.4.2 机房内的接地汇集线可安装在地槽内,墙面或走线架上,接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘.
5 接地电阻
5.0.1 移动通信基站地网的接地电阻值应小于5欧姆,对于年雷暴日小于20天的地区,接地电阻值可小于10欧姆.
5.0.2 架空电力线与电力电缆接口处的保护接地以及电力变压器(100KVA以下)保护接地的接地电阻值应小于10欧姆.
5.0.3 架空电力线上方的避雷线及增装在高压线上的避雷嚣的接地电阻值,其首端(即进站端)应小于10欧姆,中间或末端应小于30欧姆.
 
 
雷雨季节的计算机系统保护
随着科学技术的发展,电子计算机已被广泛应用于社会各行各业,如通讯、金融、证券、医疗、教育、国防以及工业和商业的控制系统。然而,近年来电子计算机系统频频遭受雷击,使人们不得不对计算机安全运行的理论和实践方法重新进行思考和认识。
  1983年,德国卡洛格纳的KHD行政大楼的计算机房遭雷击破坏,直接经济损失达600万马克。1995年6月,广东省人民银行清算中心33层大楼遭雷击,致使计算机网络中断工作达72小时之久,仅利息损失就达200多万元。在现场勘察时,广东省防雷中心发现,该计算机系统所处的大楼,仅有建筑物防雷设施的直击雷接闪器部分,而预防侧击雷的均压环有设计无施工,也没有等电位和防止感应雷击的措施;同时,该大楼内还有多个通信、计算机、程控电话交换机系统,各个部门之间缺乏协调,各个系统自设接地体,使大楼的接地形成大楼基础地、计算机专用地、程控电话工作地等各自独立的接地系统。因此,当雷电袭击时,不仅电子计算机系统遭到雷击损坏,大楼内的其他现代化设备也都不同程度地受到影响。由此可见,积极采取措施,预防计算机系统遭雷击破坏已刻不容缓。
  现就计算机的防雷技术作几点介绍。
  一、有必要提高计算机自身的抗扰能力。经广东省邮科院对1994年到1995年计算机通信系统遭受雷击损坏调查统计发现,在同一建筑物内或相邻建筑物内的计算机局域通讯网络遭受雷击损坏的情况最为严重,其中以计算机同轴网络适配卡的损坏数量最多,其次是一些具有特定功能的接口适配卡。因此,计算机制造厂商有必要提高易损部件的抗扰能力。
  二、综合布线大有文章可作。通过雷害现场勘察发现,大多数遭雷击的计算机网络所在建筑物屋顶有铁塔或避雷针,针体与建筑物主钢筋连接,并利用主钢筋引下泄入地中。在雷击放电时,建筑物内部产生较大的瞬变空间电磁场,由于计算机多采用总线制同轴网络,网络各工作站与服务器分置在不同楼层,考虑到美观,网络干线往往通过紧靠外墙立柱旁的电缆槽垂直布线,网络干线终结器直接与地网连接,而电源线和设备保护地线通过建筑物另一侧电缆槽垂直布线,因而在通信电缆屏蔽层、网络干线终结器接地线、网络适配卡与网络终端设备地线回路及连接到总汇流排和地网的设备保护地线之间形成一个大的闭合环路,造成计算机网络受感应雷击损坏。因此,合理的综合布线是非常必要的。
  三、过电压、过电流保护器不仅应有良好的基本特性,如快速响应、良好的箝位能力、通流容量大、插入损耗少和瞬变过程结束后能迅速恢复正常工作,为适应不同行业的需求尚需增加劣化遥测显示、防爆性能、可插拔更换模块等。而且特别要注意在使用中的能量配合。一般来说,在计算机网络中所安装保护器的数量取决于防雷区的概念要求和被保护设备的易损性,多数配合就是借助于各级保护器将总威胁值减到设备能够耐受的水平的。


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