| 首页 | 雷搜 | 商业资讯 | 防雷科技 | 防雷招标 | 防雷会展 | 专家园地 | 防雷学习 | 防雷企业 | 防雷人才 | 企业网址 |
| 通信局（站）供电系统防雷中的若干问题 |
|
|
|
通信局（站）供电系统防雷中的若干问题 存在于通信供电系统雷电过电压保护中的一些突出问题。 繁。我国有关通信防雷机构在长期探索中，结合ITU-T和国际电工委员会（IEC）的相关标准及文件，提 出了很好的有中国特色的通信防雷保护设计方法，有效降低了雷击概率和损失。但是，随着通信设备的 集成度越来越高（过电压耐受水平大大降低了），以及通信局（站）的环境条件越来越差，在通信防雷 方面出现了许多新的挑战，使得这一课题还有待进一步深入研究，防雷解决方案也需要从“粗放型”向 “集约型”转变。这之中，以通信供电系统的雷电过电压保护问题尤为突出。 源，直流配电设备、逆变器等设备组成，因其所处工作环境的特殊性，容易遭到雷电、电涌或其它过 电压的损害。根据信息产业部邮电设计院（现中讯邮电咨询设计院）对全国十几个省市通信局（站） 遭雷击情况的调查统计数据，雷击造成通信设备损坏事故的75%左右是因雷电过电压侵入通信供电系 统引起的。因此，对通信供电系统进行切实有效的雷电过电压保护就显得十分必要。 不到及时有效的维护，很容易引发二次事故，这在目前普遍采用的集中供电方式的通信局（站）或无 人值守站中尤为突出。显然，供电中断是这些二次事故最常见的表现形式，它的直接后果就是造成通 信中断甚至传输中断，这些都是不可接受的。 施工单位颇为关心的问题之一，它也成为近年来国内通信防护研究的重点。 它的来源主要有两种：雷击过电压和雷电感应过电压。 计算，可以得到流入每根供电线的雷电流峰值，如表1所示。 保护设备的一种装置，须包含至少一个非线性元件。SPD常被分为三大类：限压型SPD、电压开关 型SPD和组合型SPD。 ，其阻抗不断降低。具有限压特性的SPD包括：①完全由限压型元器件，如压敏电阻（MOV）、 瞬变抑制管（TVS）等构成的限压型SPD；②具有限压特性的组合型SPD。 阻抗突变为低阻值。具有电压开关特性的SPD包括：①完全由电压开关型元器件，如气体放电管 （GDT）、火花间隙、雷击电流放电器、晶闸管（TSS）等构成的电压开关型SPD；②具有电压 开关特性的组合型SPD。 有少量使用。近年来围绕SPD的选用问题，主要是在压敏电阻和雷击电流放电器的选取问题上 一直存在争议。其实，压敏电阻和雷击电流放电器在性能、功能和适用环境等方面都各有特点。 冲击；②导通后两端电压很低（注意：根据 IEC 61643-1的有关规定，开关型SPD的残压或电 压保护水平并不低）。但是，雷击电流放电器也存在一些固有缺陷：①存在续流遮断问题，实 际应用表明比较容易失火；②动作时di/dt及du/dt值都很大，这对半导体元器件的影响特别明显； ③无法劣化指示；④无法实现故障遥信功能（目前可以实现的仅限于其辅助电路的工作状态， 并且是通过LED来显示）。雷击电流放电器的续流问题限制了它在相线间及相线对中线间的 应用，严格来讲，雷击电流放电器只有接在运行质量稳定可靠的TT供电系统的中线对地线间 才是本质安全的，这一点在通信行业标准YD/T 1235.1-2002和YD/T 1235.2-2002中均有明确规 定。此外，雷击电流放电器目前还无法实现故障遥信功能，这使得它在无人值守站中难以得 到有效应用。 断问题，其di/dt及du/dt值也小得多，此外基于压敏电阻的SPD一般都可以实现劣化指示和故 障遥信告警功能。压敏电阻的美中不足是其泄流本领相对较弱，但是通过采用并联、均流 技术也可使其冲击通流容量达到100kA以上的水平，从而可以完全满足行业标准和通信局 （站）实际情况的需要。 端口（enclosure port）、交流电源端口（AC power port）、直流电源端口（DC power port）、 控制信号端口（control/signal port）和接地端口（earth port）。值得注意的是，接地端口在分 析和解决问题时往往被有意或无意地忽略。 三方机构的EMC测试，其中已包含对辐射（屏蔽）的要求；以及依据IEC 61312-1对防雷区 划分的规定，通信能源设备内被保护电路一般属于LPZ 2或电磁环境参数更弱的后续防雷区 ；基本可以认为现有品质优良的通信能源设备在提供外壳端口保护方面已是合理有效的。 笔者曾对遭过雷击的通信开关电源中被损坏的元器件进行过统计分析，结果表明绝大多数 损坏器件都明显同I/O部分有电气连接，并从未发现存在I/O附近元器件完好而远离I/O处元 器件却损坏的情况，这些实际情况与上述分析是相吻合的。 计规范》GB 50057-94(2000年版)中第6.3.2条。 信息产业部通信产品防雷质检中心的在线测试；对于通信局（站）低压配电系统而言，应依 照YD/T 5098-2001的有关规定，视通信局（站）的类型、年雷暴日多少和地理环境等具体情 况而定，但不应低于60kA。根据艾默生网络能源有限公司（原华为电气）多年的、大量的使 用经验，在通信局（站）供电系统入户处安装通流容量为100kA左右的SPD是比较安全、可 靠、经济、合理的。 求，除在供电质量较好的城市内可以取为275V外，在其它地区均应取到320V乃至更高。当 然，最大持续工作电压的取值增大后，SPD的电压保护水平一般也将随之升高，对这一问 题，需依据系统防护原则进行分析解决。 站，如移动基站、接入网点等来说尤其重要。 断特性和动作特性等要求均应在大量试验基础上加以确定，对熔断器或断路器的来料质量 也应有严格要求。 动和联通机房现场，发现普遍存在SPD接地线过长的问题，一般都在3米以上，有些甚至 超过了10米，引发不少SPD完好但设备却损坏的“奇怪”现象。接地线越长，其电感量 （常用铜导线的电感值约1～1.6μH/m）将越大，雷电流因其陡度di/dt作用而产生的压降 也就越大，一般都在数kV以上。在这种情况下，施加到设备的残压并不只是SPD的残 压，还包括在接地线上的压降，因此要努力缩短接地线的长度。使SPD紧靠机房总接地 排安装，是解决这一问题的最好办法。 厂家忽略。但是，直流侧雷击事故时有发生，并且因目前普遍采用集中供电方式，其 后果往往是灾难性的，极易造成通信瘫痪。 ；对于通信局（站）内直流配电系统而言，依照YD/T 5098-2001的有关规定，应不低 于15kA×1次。 的局站，如移动基站、接入网点等来说尤其重要。 、分断特性和动作特性等要求均应在大量试验基础上加以确定，对熔断器或断路器的 来料质量也应有严格要求。 地理环境，以及控制信号线的长度、布线方式与保护级别等因素，依照YD/T 5098-20 01的有关规定加以确定，其中标称放电电流应不低于3kA。 应低于0.2dB。
屈从于通信局（站）内一些通信设备厂家的不合理要求，或按过去建立在模拟通信基础上 的观点来处理当今数字通信系统的接地问题等原因，目前在通信局（站）的工程设计或施 工中仍存在一些接地不当问题，需要及时加以解决。 的接地和低压配电系统的接地等等，进行综合考虑，并保证待接入的等电位连接网络无论 是网状IBN系统还是网状BN系统，都不会发生设备及系统工作异常变化的情况，系统EMC 性能的改变也应在允许范围之内。 共用接地系统之间唯一的一点连接点。实际上，接地基准点并不是一个点，而必然有足够 的大小，以适应等电位连接导体的连接。选择接地基准点的目的是保障设备及系统的正常 运行，这也是判断接地基准点选择恰当与否的标志。从防雷保护角度看，接地基准点越靠 近设备越好，因为在这种情况下用于连接设备和接地基准点的等电位连接导体的长度可以 做到最短，从而能保证在雷电流通过时等电位连接导体两端的电压降最低。 计规范》的要求，基站的接地电阻值应小于5欧姆。但是，依据接地电阻的估算公式 （ρ 为土壤电阻率，S为接地网面积）可知，许多建在山上的基站因所处地理环境特殊，多为 岩石或多石土壤，土质很差、大地电阻率极高，实际上很难做到规范所要求的这一接地 电阻值。那么，接地电阻值的大小究竟会有什么影响呢？大量实践表明，移动通信基站 的接地电阻值是从几欧姆到几十欧姆不等。对于正在运行的基站设备，接地电阻值的大 小对其技术参数以及信号传输质量没有任何影响。即接地电阻值是大还是小，都不会影 响到基站设备的正常工作。从防雷保护角度上讲，接地电阻值是越小越好。这主要是因 为接地系统流过雷电流时会使地电位升高，从而产生危险的接触电压和跨步电压。但是 ，同低的接地电阻值相比，正确的等电位连接措施显得更为重要。通过采用均衡大地电 位、实施共用接地以及改进接地线敷设方式等方法，可以保证在雷击时基站内各处电位 基本同样上升，这样基站设备内部或基站设备间就没有危险的电位差出现，从而可以 确保基站设备的安全。因此，对基站的接地电阻值的要求不必过于严格，应在力所能及 、经济合理的前提下尽可能地做小。虽然对接地电阻值的大小要求可以降低，但是测量 和定期复测接地电阻值仍是必要的，以确定接地系统是否完整及其变化情况。 信联盟的ITU-T K系列建议，以及IEC系列标准。 2000《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分 常规测量》， 主要规定SPD选用的YD/T 5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》，接 地设计方面的基础规范YDJ 26-89《通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分） 》，YD 2011-93《微波站防雷与接地设计规范》，以及YD 5068-98《移动通信基站防雷与 接地设计规范》。 过电压和过电流的能力》，K.27《电信大楼内的联接结构和接地》，K.36《保护装置的选 择》，K.39《电信场所的雷击危害性评估》，K.40《电信中心的雷电电磁脉冲防护》和K .41《电信中心的内部接口耐浪涌过电压的能力》。
的IEC 60364系列，有关建筑物防雷的IEC 61024系列，有关雷电电磁脉冲防护的IEC 6 1312系列，有关雷击危害性评估的IEC 61662，有关SPD及其元件（GDT，ABD，TS S和MOV）的IEC 61643系列。 类是面向实际应用，依据通信系统的需要而对SPD提出相关要求，规定SPD选用原则， 这类标准以YD/T 5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》为代表。 另一类则是面向SPD本身，与电工元件基础标准相似，这类标准以IEC 61643-11“Su rge protective devices connected to low-voltage distribution systems—Part 1: Performance requir ements and testing methods”为代表。还有一类是纯粹关心SPD的安全性问题，而对SPD 的防雷或电涌抑制性能几乎不做评定，这类标准以UL1449“Standard for transient voltag e surge suppressors, 2nd edition”为代表。UL是美国保险商实验室Underwriters Laboratorie s Inc.的缩写。凡是可能危及人身安全的电气电子产品，在北美地区使用前都必须通过 UL认证。就约束力来说，UL认证类似于我国的CCC认证，但不同的是，UL在世界其 它一些国家也有较大影响力。UL认证主要关心产品是否存在或能否引发安全问题，而 对性能和质量的要求一般较低或不完整。因此，一个通过了UL认证的产品并不一定就 是好的、能满足实际使用要求的产品。作为安全认证标准的UL 1449，与规定技术要 求和测试方法的其它标准如IEC 61643-1等有着质的不同。 矛盾之处。在这种情况下，盲目照搬某一标准特别是国际标准是很不恰当的，这也 为实践所证明。大家知道，IEC 61643-11基本上是由一些发达国家特别是以少数欧 洲国家为主起草的。笔者曾对这些欧美发达国家的各种典型通信局（站）进行过现 场调研，发现其供电系统的运行质量、既有的防雷及电涌保护措施、通信系统的接 地情况等等，同我国现实情况有明显的不同。此外，就是在国内，通信局（站）的 实际条件也千差万别，并处于不断变化之中，例如在供电和对SPD功能要求等方面 ，接入网点或移动基站就同交换局有很大区别。目前应用在国内通信局（站）低压 系统（含各种电源设备）中的电涌保护器数量巨大、种类繁多，有国内外上百种产 品，迫切需要一个统一的技术条件和测试方法来进行质量检验和评定，以防止以假 乱真、以次充好和花钱买事故等不合理现象的再次发生。 电系统用电涌保护器规范。同IEC及IEEE相关标准相比，这两项标准结合我国通信局 （站）的防雷特点和国内外各种SPD产品的应用经验，重点突出了防雷及电涌保护 的安全性和可靠性，可操作性和实用性也明显加强，解决了IEC相关标准中部分试 验难以实施的困难，在技术上很有独到之处，为电涌保护器的设计、生产、检验、 选择和应用提供了技术依据。 protection for power supply system of China’s telecommunication bureau or sites. |
| < 上一篇 | 下一篇 > |
|---|
