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中國鐵塔防雷接地培訓(xùn)

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中國鐵塔防雷接地技術(shù)培訓(xùn)

1.6 通信局站的防雷接地

接地系統(tǒng)概述
接地的概念
接地的分類和作用
聯(lián)合接地系統(tǒng)
對接地電阻的要求
通信電源系統(tǒng)的防雷

1.6 接地系統(tǒng)概述

所謂“接地”就是為了工作或保護(hù)的目的，將電氣設(shè)備或通信設(shè)備中的接地端子，通過接地裝置與大地做良好的電氣連接
   移動基站的接地系統(tǒng)包含：接地體，接地總匯集線、接地引入線、接地排等。

設(shè)備接地的路徑為：設(shè)備的接地線→接地排→接地總匯集線→接地引入線→接地體，就實現(xiàn)了設(shè)備與大地的接地連接。

1.6 接地系統(tǒng)概述

①接地體
②接地引線
③接地線排
④接地線
⑤配電屏地線排
⑥去通信機(jī)房匯流排
⑦設(shè)備接地端子

（1）接地的基本概念
1.接地體：為使電流入地而埋入地下，與土壤成電氣接觸的金屬部件被稱為接地體
2.接地引入線：從接地體連接到接地線排的導(dǎo)體，稱為接地引入線。
3.接地線排（匯集線）：接地匯集線是與各通信機(jī)房接地線相連接的接地干線。
4.接地配線：各類設(shè)備的接地端與接地匯集線之間的連線，稱為接地配線。
5.接地裝置：所有接地體與接地引線組成的裝置，稱為接地裝置。
6.接地系統(tǒng)：接地裝置通過接地線與設(shè)備的接地端子連接起來就構(gòu)成了接地系統(tǒng)。
7.接地電阻：接地體對地電阻和接地引線電阻的總和，稱為接地裝置的接地電阻。

（1）接地的基本概念
8.對地電壓、接觸電壓、跨步電壓
對地電壓：電氣設(shè)備的接地部分，如接地外殼、接地線或接地體等與大地之間的電位差，稱為接地的對地電壓Ud。
接觸電壓：在接地電阻回路上，一個人同時觸及的兩點間所呈現(xiàn)的電位差，稱為接觸電壓。
跨步電壓：在電場作用范圍內(nèi)（以接地點為圓心，20m為半徑的圓周），人體如雙腳分開站立，則施加于兩腳的電位不同而導(dǎo)致兩腳間存在電位差，此電位差便稱為跨步電壓UK。

（2）接地的分類
通信電源接地系統(tǒng)的分類
按帶電性質(zhì)可分為：交流接地系統(tǒng)、直流接地系統(tǒng)
按用途可分為：工作接地系統(tǒng)、保護(hù)接地系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)
防雷接地系統(tǒng)中又可分為設(shè)備防雷和建筑防雷。

（2）交流接地系統(tǒng)
交流接地系統(tǒng)有工作接地和保護(hù)接地
工作接地：在低壓交流電網(wǎng)中就是將三相電源中的中性點直接接地，稱為交流工作接地。
交流工作接地的作用
將三相交流負(fù)荷不平衡引起的在中性線上的不平衡電流泄放于地，以及減小中性點偏移，保證各相設(shè)備的正常運行。接地以后的中性線稱為零線。

（2）防雷接地
在通信局（站）中，通常有兩種防雷接地：
一種是為保護(hù)建筑物或天線不受雷擊而專設(shè)的避雷針接地裝置，這是由建筑部門設(shè)計安裝的；
另一種是為了防止雷擊過電壓對通信設(shè)備或電源設(shè)備的破壞需安裝避雷器而埋設(shè)的防雷接地裝置，如高壓避雷器的下接線端匯接后接到接地裝置。

（2）直流接地系統(tǒng)
按照性質(zhì)和用途的不同，直流接地系統(tǒng)分為工作接地和保護(hù)接地兩種。
工作接地用于保護(hù)通信設(shè)備和直流通信電源設(shè)備的正常工作
保護(hù)接地則用于保護(hù)人身和設(shè)備的安全
電池一極接地，稱為直流工作接地，如-48V、-24V電源的正極接地等。
在通信系統(tǒng)中，將直流設(shè)備的金屬外殼和電纜金屬護(hù)套等部分接地，叫直流保護(hù)接地。其作用主要有以下幾點：
1.防止直流設(shè)備絕緣損壞時發(fā)生觸電危險，保證維護(hù)人員的人身安全。
2.減小設(shè)備和線路中的電磁感應(yīng)，保持一個穩(wěn)定的電位，達(dá)到屏蔽的目的，減小雜音的干擾，以及防止靜電的發(fā)生。

（3）聯(lián)合接地系統(tǒng)
聯(lián)合接地系統(tǒng)把原先分設(shè)的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地等各種單設(shè)的接地裝置合設(shè)成一個地網(wǎng)，而各種不同用途接地系統(tǒng)均接著統(tǒng)一的地網(wǎng)。
通信局（站）明確規(guī)定采用聯(lián)合接地技術(shù)
聯(lián)合接地系統(tǒng)由接地體、接地引入線、接地匯集線、接地線所組成
采用聯(lián)合接地方式，使整個大樓內(nèi)的所有接地系統(tǒng)聯(lián)合組成低接地電阻值的均壓網(wǎng)

（3）聯(lián)合接地系統(tǒng)
-接地線網(wǎng)絡(luò)有樹干形接地地線網(wǎng)，多點接地地線網(wǎng)，一點接地地線網(wǎng)。一點接地地線網(wǎng)是由接地電極系統(tǒng)的一點，放射形接到各主干線，再連接各個用電設(shè)備系統(tǒng)

（3）聯(lián)合接地系統(tǒng)
對通信大樓建筑與雙層地面的要求：
要求建筑物混凝土內(nèi)采用鋼框架與鋼筋互連，并連接聯(lián)合地線焊接成法拉弟“鼠籠罩”狀的封閉體，才能使封閉導(dǎo)體的表面電位變化形成等位面（其內(nèi)部場強(qiáng)為零），這樣，各層接地點電位同時進(jìn)行升高或降低的變化，使之不產(chǎn)生層間電位差，也避免了內(nèi)部電磁場強(qiáng)度的變化

（4）對接地電阻的要求
一般來說，接地電阻越小越好，但接地電阻越小，接地裝置的造價就越高。
交流接地系統(tǒng)中，交流工作接地電阻值大小主要根據(jù)配電變壓器容量決定，當(dāng)S ≦100KVA時，接地電阻值R ≦10Ω;當(dāng)S ﹥ 100KVA時，接地電阻值R  ≦4Ω。
無論作為單獨的接地保護(hù)還是與零線作重復(fù)接地保護(hù)，其接地電阻體應(yīng)不大于10 Ω

1.6 .2通信局站的防雷

通信電源系統(tǒng)的防雷
雷電過電壓及影響
防雷原則及方法
防雷器
基站雷電引入路徑
基站防雷措施

（1）雷電過電壓及影響
雷擊分為兩種形式：即感應(yīng)雷與直擊雷
感應(yīng)雷指附近發(fā)生雷擊時設(shè)備或線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的雷擊
直擊雷是雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，造成強(qiáng)大的雷電流通過擊中的物體泄放入地
直擊雷峰值電流可達(dá)75KA以上，所以破壞性很大。大部分雷擊為感應(yīng)雷，其峰值電流較小，一般在15KA以內(nèi)

（2）防雷的基本原則
防雷的基本原則
- 防雷的基本途徑就是提供一條使雷電（包括雷電電磁脈沖輻射）對地泄放的合理低阻抗路徑，而不能讓其隨機(jī)性的選擇放電通道，其含義就是要控制雷電能量的泄放與轉(zhuǎn)換，這就是防雷的基本原則。
防雷主要采用“抗”和“泄”的方法
-“抗”指各種電器設(shè)備應(yīng)具有一定的絕緣水平，以提高其抵抗雷電破壞的能力
- “泄”指使用足夠的避雷元器件，將雷電引向自身從而泄入大地，以削弱雷電的破壞力

（2）防雷的基本方法
1.接閃（傳導(dǎo)），就是用避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線等裝置，把閃電的強(qiáng)大電流傳導(dǎo)到大地中去。
2.均壓連接（搭接），通過把各種金屬物用粗導(dǎo)線焊接起來，或把它們直接焊接起來，從而保證等電位。
3.聯(lián)合接地，就是將工作地、保護(hù)地和防雷地組成一個聯(lián)合接地網(wǎng)。機(jī)房內(nèi)各類接地線應(yīng)從接地匯集線或接地網(wǎng)上分別引入。
4.分流，就是在一切從室外來的導(dǎo)線（包括電力電源線、電話線或信號線、天線的饋線等）與接地裝置或接地線之間并聯(lián)一種適當(dāng)?shù)谋芾灼鳌?

（2）防雷的基本方法
5.屏蔽，就是網(wǎng)、箔、殼或管子等導(dǎo)體把需要保護(hù)的對象包圍起來，使閃電的電磁脈沖從空間入侵的通道全部截斷。
6.躲避，在雷雨來臨時，關(guān)掉設(shè)備，關(guān)掉一切電源插頭，將天線的饋線連接到接地裝置上。
以上方法是有機(jī)結(jié)合的，單獨一項不會起到有效的防護(hù)作用的。

（3）防雷器
常見的防雷器有接閃器、消雷器和避雷器
- 接閃器是專門用來接收直擊雷的金屬物體
接閃器
- 接閃的金屬桿稱為避雷針，接閃的金屬線稱為避雷線，接閃的金屬帶金屬網(wǎng)稱為避雷帶或避雷網(wǎng)。所有必須接有接地引入線與接地裝置良好連接。
- 接閃器一般用于建筑防雷

（3）防雷器
消雷器
-主動抗雷設(shè)備
-由離子化裝置、地電吸收裝置及聯(lián)接線組成
-工作原理：金屬針狀電極的尖端放電地電吸收裝置收集感應(yīng)導(dǎo)性電荷，通過聯(lián)線引向針狀電極發(fā)射，向雷云方向運動并中和所帶電荷，使雷電場減弱，起到防雷作用

（3）防雷器
避雷器
-指防護(hù)由雷電過電壓沿線路侵損害被保護(hù)設(shè)備的防雷元件，與被保護(hù)設(shè)備輸入端并聯(lián)。
-常見的避雷器有閥式避雷器、排氣式避雷器和金屬氧化鋅避雷器MOA等。

（4）雷電入侵途徑

（5）基站防雷措施
分級防雷示意圖
三級防雷

（5）基站防雷措施
移動通信基站必須采取聯(lián)合接地、站內(nèi)等電位連接、饋線接地分流、雷電過電壓保護(hù)和直擊雷防護(hù)的綜合防雷措施。
移動基站的聯(lián)合接地，要求機(jī)房地網(wǎng)、鐵塔地網(wǎng)、配電變壓器地網(wǎng)連接一個統(tǒng)一的地網(wǎng)。

（5）聯(lián)合接地系統(tǒng)

（5）站內(nèi)等電位連接
將不同的電氣裝置、導(dǎo)電物體等用接地體或浪涌保護(hù)器以某種方式連接起來，以減少雷電流在它們之間產(chǎn)生的電位差，這就是等電位。

（5）饋線接地分流
電力線接地保護(hù)
饋線的接地保護(hù)
光纜的接地保護(hù)

（5）機(jī)房雷電過電壓保護(hù)
一般移動通信基站做三級保護(hù)
-交流供電系統(tǒng)的第一級（B級）保護(hù)，在低壓配電屏入口處安裝；
-交流供電系統(tǒng)的第二級（C級）保護(hù)，在開關(guān)電源入口處安裝；
-第三級（D級）保護(hù)為直流保護(hù)，安裝在設(shè)備入口處或者設(shè)備自帶；

（5）機(jī)房雷電過電壓保護(hù)
交流配電系統(tǒng)的防雷保護(hù)
-出、入局電力電纜兩端的芯線應(yīng)加氧化鋅避雷器，變壓器高低壓相線也應(yīng)分別加氧化鋅避雷器
-通信電源交流系統(tǒng)低壓電纜進(jìn)線作為第一級防雷，交流配電屏作第二級防雷，整流器輸入端口作第三級防雷

（5）機(jī)房雷電過電壓保護(hù)
第一級保護(hù)
-在電力電纜饋電至交流配電屏前約12m處設(shè)置避雷裝置，L1、L2、L3每相對地間分別裝設(shè)一個防雷器
-N線至地間也裝設(shè)一個防雷器，防雷器公共點和PE線相連。這級防雷器應(yīng)達(dá)到防直擊雷的電氣要求

（5）機(jī)房雷電過電壓保護(hù)
交流配電屏內(nèi)防雷
-第二級保護(hù)：由于前面已設(shè)有一級防雷電路，故交流配電屏只承受感應(yīng)雷擊相應(yīng)的通流量，及殘壓的侵入。
-防雷器件接在空氣開關(guān)之前，以防空氣開關(guān)受雷擊。防雷電路是在相線與PE間接壓敏電阻，同時在中性線與地間也接壓敏電阻，以防雷擊可能從中性線侵入

（5）機(jī)房雷電過電壓保護(hù)
第三級防雷保護(hù)
-防雷器裝置在交流輸入斷路器前。
-有些整流器在輸出濾波電路前接有壓敏電阻，或在直流輸出端接有電壓抑制二極管，它們除了作第四級防雷保護(hù)外，還可抑制直流輸出端有時會出現(xiàn)的操作過電壓。

（5）C級防雷
   金屬氧化物避雷器（MOA又稱為壓敏電阻避雷器，一種沒有火花間隙，只有壓敏電阻片的新型避雷器）

（5）防雷器

（5）防雷器
如何判斷防雷器好壞？

（5）防雷及接地要求
電源SPD連接線和接地線要求

電源用SPD的連接線及接地線截面積應(yīng)符合上表的要求，材料為多股銅線。
使用模塊式SPD時，引接線長度應(yīng)小于1m，SPD接地線的長度應(yīng)小于1.5m 。
使用箱式SPD時，引接線和接地線長度均應(yīng)小于1.5m 。
SPD的引接線和接地線，必須通過接線端子或銅鼻連接牢固，防止雷電流通過時產(chǎn)生的線芯收縮造成連接松動。銅鼻和纜芯連接時，應(yīng)使用液壓鉗緊固或浸錫處理。

（5）防雷及接地要求
     根據(jù)YD5068-98 《移動通信基站防雷與接地設(shè)計規(guī)范》的要求，基站的接地電阻應(yīng)小于5Ω，且要求將工作地、保護(hù)地和防雷地三地合一，即采用聯(lián)合地網(wǎng)。關(guān)于工頻接地電阻的幾個基本結(jié)論：
1.在土壤電阻率一定的情況下，增加接地網(wǎng)的面積是減小接地電阻的主要措施。
2.在以水平接地體組成的接地網(wǎng)中，增加有限長度的垂直接地體，對減小接地電阻的作用不大。
3.有限地增加接地網(wǎng)地埋深，對減小接地電阻的作用不大。
4.在電阻率較高的地區(qū)，降阻劑可在基站地網(wǎng)的邊緣使用，以擴(kuò)大地網(wǎng)的等效半徑及面積。
5.采用稀疏分布的長垂直地體，合降阻劑向地網(wǎng)下端滲透，形成三維空間。
6.將與地網(wǎng)連接的輻射形水平接地體周圍和末端接地體采用降阻劑處理，這樣由于“樹枝效應(yīng)”等效擴(kuò)大地網(wǎng)面積。
7.在基站天線鐵塔避雷針引下線所接的垂直接地體周圍施放降阻劑，這樣有利于增加雷電的泄流能力。

The end

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