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    技术文章

    通信局站防雷与接地技术改造

    点击次数:960 发布时间:2019/4/8

      一、通信设备遭雷击的原因及普遍存在的问题
     
      近年来随着通信技术特别是移动通信技术的发展,各地通信局(站)频繁出现通信设备遭雷击事故,严重影响了通信畅通和设备及人身安全。经过分析后发现,产生雷击的原因及目前普遍存在的问题有以下几个方面:
     
      一是很多老局(站)经过多次扩容,地网中原有通信机房工作地、保护地、建筑防雷地等都没按“均压等电位”的要求进行联合接地。有的通信局(站)年久地线被腐蚀,接地电阻不合格。
     
      二是有的移动基站铁塔高度超过了城区其它建筑物的高度,导致雷电通过铁塔放电的可能性增多。有些铁塔建在县、支局院内,虽然做了独立的地线并自成体系,但有的没与原局内通信地网相连接,导致局内地线间产生地线电位差。
     
      三是有的微波站、移动基站、无线寻呼基战的馈线的引下线没接地或接地不符合要求,雷电从馈线引入。
     
      四是部分通信局(站)或微波站电源系统没有采取有效的防护措施或接地措施不合理,导致雷电从电源系统引入机房。
     
      五是有的市话电缆未做接地处理,配线架保安单元不符合要求,雷电从电缆引入机房。
     
      六是现代通信设备技术含量高,对日益复杂的电磁环境较为敏感,特别是雷电感应影响尤为突出,由于通信系统的控制管理大量引入计算机等微电子设备,雷电产生的强电磁干扰常常造成通信系统的故障,所以用以前由分离元件组成的防护方法及器件来预防,无论从动作电压,响应速度,通流容量等主要指标上都不适应。
     
      二、通信防雷接地技术改造工程
     
      为确保通信畅通,防止雷击再度侵入,今后通信防雷治理上要遵循统筹考虑,统筹设计,统筹施工,统筹验收,综合治理全方位系统防护的原则。通信局(站)的防雷与接地技术改造涉及面广,专业性强,局内设备种类繁多。为了确保通信的安全可靠,防雷接地技术改造工程应由持有一级设计资质的设计单位进行,并需经省,市局会审。一般包括两部分内容:原有局(站)防雷与接地技术改造;新建局(站)防雷与接地技术考虑。
     
      下面重点阐述原有局(站)特别是重点落雷区的原有局(站)防雷与接地技术改造。
     
      原有通信局(站)防雷与接地技术改造是一个系统工程,应本着综合治理的原则,分别对电源系统的防雷,通信局(站)建筑物防雷接地与接地网。微波和无线基站铁塔及天馈线的防雷与接地,信号线和接口设备及计算机网络的防雷与接地等几个方面进行综合治理。如果仅从某些方面进行改造,而不进行全方位的综合治理,防雷效果并不十分理想。
     
      (一)电源系统的防雷改造
     
      电源系统的防雷改造包括:低压系统,直流系统,特殊局(站)电源系统和高压系统的防雷改造。
     
      1.低压系统的要求
     
      (1)电力变压器的低压侧加装避雷器。
     
      (2)凡以架空形式进行电力室的低压线路应改为直埋电路电缆,其长度宜大于15米,电力电缆金属护套必须两端接地。
     
      (3)对进行电力室的电力电缆第一个端子处芯线对地增加一级避雷器,对供电系统较多的枢纽楼视设备情况在相应位置加装避雷器。
     
      (4)在交流供电系统中,对部分易损设备的供电线路加装相应的避雷器。
     
      (5)避雷器前要串接熔断器或断路器,熔断器的容量应小于上一级熔断器的1.6倍,断路器的额定容量应比上一级断路器低两个等级。
     
      2.直流系统的要求
     
      (1)机房直流引入端应加装避雷器雷击较多的局(站),专业。
     
      (2)避雷器内要串接熔断器。
     
      (3)避雷器的动作电压应大于70v,小于90v(-48v系统)。
     
      3.特殊局(站)电源系统的要求
     
      (1)对高山微波站电力室前电力电缆芯线对地加装避雷器,标称放点电流应选择大于40KA(8/20uS)。
     
      (2)当基站供电采用与其它用户合用变压器或引入220v/380v直接供电时,应根据不同的供电系统加装避雷器,TT系统避雷器的安装应为相对中,中对地的方式(避雷器应满足供电方式的要求)。
     
      3.高压系统的要求
     
      (1)对雷电从高压电力线路引入而经常遭雷击的通信局(站),应在架空高压电力线路终端杆前第一,三或第二,四杆上各增设一组氧化锌避雷器,同时增设一组高压保险丝。
     
      (2)为通信局(站)供电的架空高压线路,应在终端杆明线与电缆的转换处加装逼雷器,电缆的外护层接地。
     
      (3)在电力变压器高压侧加装逼雷器。
     
      (4)高压系统的改造与接地电力部门协商。
     
      (二)通信局(站)建筑物防雷接地与接地网的改造
     
      1.接地网与接地电阻的要求
     
      (1)通信局(站)地网的接地电阻值达不到要求时,应扩大地网面积。对非金属接地模块应慎用。
     
      (2)在同一局(站)内新老地网(包括铁塔,建筑物等)必须改造成联合接地网,局(站)内其它金属设施均应与地网就近连通,达到均压等电位的目的,即工作地线,保护地线,防雷地线应按均压等电位的原理共用一个地网。
     
      2.建筑物楼顶与雷电流引下线的要求
     
      (1)在建筑物楼顶上的标志灯。节日彩灯,空调附属设备等设施,其金属框架,电源线的金属护层上,下端均应与暗装避雷网或顶女儿墙上的避雷带连接焊牢,焊点做防腐处理。大楼的避雷带设于女儿墙上,每隔5~10米与暗装避雷网连接一次并焊牢,暴露在空气中的焊点一律做防腐处理。楼顶设有微波天线,移动通信天线等均应在其上设置避雷针,其引下线应就近在两个相对方向上与暗装避雷网连接焊牢。有塔楼的应在塔楼上装置避雷针,利用塔楼柱内的两根主钢筋作为引下线并与暗装避雷网连接焊牢。
     
      (2)雷电流引下线由楼顶开始,引至大楼环形接地体上形成一个笼形结构,大楼底层均压网宜与大楼周围的环形地体每5~10米用镀锌扁钢连接一次并焊牢,焊点应作防腐处理。
     
      (3)铁塔的雷电流引下线应采用扁钢或铜排焊接连通,直接引入联合接地体。
     
      (4)避雷针。应采用符合国家标准GB5印57—94《建筑物防雷设计规范》的接闪器即常规型避雷针,其它非常规避雷针或消雷器慎用。
     
      (5)接地体。垂直接地体长度宜为1.5~2.5m,垂直接地体间距为其自身长度的1.5~2倍。接地体之间所有焊接点,除浇铸在混凝土中的以外,均应进行防腐处理。接地体的上端距地面不宜小于0.7m。
     
      (6)接地线和接地引线。接地线宜短,直,截面积为35~95mm,材料为多股铜线。接地引入线长度不宜超过30m,其材料为截面积不小于40×4的镀锌扁钢不小于95mm的多股铜线。接地引线由地网从两个方向就近引出与机房被接第汇集线接通,避免从雷电流引下线附近引出。
     
      (7)接地汇集线。接地汇集线一般设计成环形或排状,材料为铜材,截面积应不小于120mm,也可采用镀锌扁钢。机房的接地汇集线可安装在读槽内,墙面或走线架上。
     
      3.其它设施的等电位连接与接地要求
     
      (1)机房内走线架,吊挂铁架,机架过机壳,金属通风管道,金属门窗等均应做等电位连接和接地。
     
      (2)设备的接地引入线宜从接地汇流排上就近引入。
     
      (3)变压器的中性点,外客和避雷器的接地端及缆线金属护套应就近连接接地。
     
      (三)微波、无线基站铁塔及馈线防雷与接地的改造
     
      1.微波天线。微波天线及其它天线应在避雷针保护范围内。
     
      2.铁塔避雷针的雷电流引下线要求
     
      引入铁铁塔避雷针的雷电流引下线一律采用扁钢或铜排焊接连通,直接塔地网。
     
      3.天馈线要求
     
      天馈线应在铁塔上部,下部或经走线架进机房入口处就近接地,在机房入口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60m时,馈线的金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地。当移动通信,无线寻户天馈线采用的同轴电缆大于30m时,在机房入口处应加装相应的同轴避雷器。
     
      4.铁塔地网与机房地网
     
      铁塔地网与机房地网,须两点以上用扁钢与机房地网连接。
     
      5.铁塔标志灯要求
     
      宜采用太阳能塔灯,对于使用交流馈电的标志灯,其电源线应采用具有金属外护层的电缆,电缆的金属外护层应在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。
     
      6.机房电缆引入线的要求
     
      由机房屋顶进入机房的缆线和太阳能电池电线,应采用具有金属护层的电缆,其金属护层在进入机房入口处,就近与屋顶女儿墙上的避雷带焊接连通,电缆内芯线应一一就近对地加装避雷器。
     
      (四)信号线与借口设备及计算机网络防雷与接地的改造
     
      1.是各类信号缆线引入,金属外皮应在进线室做接地处理。
     
      2.是进局缆线应先通过保安器后再与设备连接。
     
      3.是进局缆线内的空线对应接地。
     
      4.是出入局计算机的数据线,监空线在设备两端应加装避雷器。
     
      5.是测量室MDF配线架就近与地网在两个方向连接。
     
      6.是计算机控制线大于50m时应在设备终端加装数据线避雷器。
     
      7.是与天线设备相连的数据线,在终端设备前加装信号线避雷器。
     
      8.是光缆进局后其金属构件应在进入设备前做接地处理。
     
      9.是计算机、仪表严禁使用外墙壁电源插座。
     
    为了尽量减少和避免通信设备遭受雷击,切实保障通信设备正常工作,在实践使用中,我们不能忽视和放松对它的检查和维护(特别老通信局站)。在日常维护中,应做好以下几个方面工作:应经常检查市电电压波动范围是否正常、三相交流负荷是否平衡、零线对地线电压是否出现较大漂移等;每年雷雨季节前应认真检查地线系统是否良好,接地电阻值是否符合要求;应经常检查防雷器接线是否牢靠、有无松动,防雷接地是否连接良好,防雷器有无变形、变裂;对于具有红/绿指示窗(正常时为绿色,故障时为红色)的防雷器我们还应查看指标窗颜色是否改变,对于具有告警接点的防雷器或设计安装有告警电路的防雷器,则应模拟防雷器损坏的情况,检查告警是否正常。

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