通信电源及其电子设备的防雷技术
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通信设备防雷接地的基本原则4.1 通信机房建筑物机房建筑以钢筋混凝土结构为宜。
机房建筑应有避雷针等直击雷保护装置。
机房建筑的防雷接地(避雷针等装置的接地)应与机房的保护接地共用一组接地体。
站区内不应有架空走出建筑物的非用户线类信号线。
4.2 电源系统低压交流配电低压电力线的中性线不应在机房内接地。
交流电源线进入机房的入口处应配装标称放电电流不小于20KA的交流电源防雷器(C级防雷器)。
通信电源的保护地应与通信设备保护地共用一组接地体,通信电源与通信设备处于同一机房的情况下,宜共用同一个机房保护接地排。
通信机房的交流供电系统应采用TN-S供电方式。
如图4-1所示:图4-1 TN-S交流供电方式这种供电对设备的安全运行有很好的保证,包括三种情况:(1) 低压电力电缆从较远的变压器处采用三相五线(3根相线、1根中线、1根保护地线)向机房供电。
(2) 高压或中压电力线引入通信楼,在通信楼的配电房内变成低压电力电缆输出,低压电力电缆的中性线、保护地线在配电变压器的输出处接通信楼的地网,然后变压器输出三相五线到机房。
(3) 高压或中压电力线引到通信楼附近,在户外由配电变压器变成低压电力电缆输出,低压电力电缆的中性线、保护地线在配电变压器的输出处接配电变压器的地网,然后变压器输出三相五线到机房。
*若2、3情况不能满足,也可采用如下方法:低压电力电缆的中性线、配电变压器的保护地接通信楼的地网(或接配电变压器地网,通信楼的地网与配电变压器的地网在地下统一连接成一个地网),变压器输出三相四线(3根相线,1根中线)到机房。
**通信机房的交流供电系统不宜采用TT的配电方式(见a、b两种例子),可提醒用户尽量避免。
例:a、低压电力电缆从较远的变压器处采用三相四线(3根相线,1根中线)向机房供电;b、高压或中压电力线在通信楼旁接配电变压器,配电变压器的地网和通信楼的地网分别使用两组独立的接地体。
直流配电:-48V直流电源的正极(或+24V直流电源的负极)应在直流电源柜的输出处接地。
ATM机房防雷方案一、前言随着通信技术、计算机网络技术的飞速发展,计算机和网络越来越深入人们生活和工作中,同时也预示着数字化、信息化时代的来临。
这些微电子网络设备的普遍应用,使得防雷的问题显得越来越重要。
由于微电子设备具有高密度、高速度、低电压、和低功耗等特性,这就使其对各种诸如雷电过电压、电力系统操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感。
如果防护措施不力,随时随地可能遭受重大损失。
值得我们关注的是雷电不仅仅破坏系统设备,更为重要的是使系统的通讯中断、工作停顿、声誉受损,其间接损失无法估量。
一般来说,网络集成系统是由主服务器及中心交换机和各分交换机以及路由器、服务器、相当数量的终端构成。
位于主机房内的中心交换机通过广域网路由器与外界联系,通过光纤与各分交换机连接,分交换机通过集线器与各用户终端相连。
二、方案设计依据:1.GB50174-93《电子计算机机房设计规范》2.GB50057-94《建筑物防雷设计规范》3.GB50054-95《低压配电设计规范》4.GA173-1998《计算机信息系统防雷保安器》5.GB3482-3483-83《电子设备雷击试验》6.IE1312-1∶1995《雷电电磁脉冲的防护通则》7.ITU.TS.K20∶1990《电信交换设备耐过电压和过电流能力》8.ITU.TS.K21∶1998《用户终端耐过电压和过电流能力》三、防雷设计思路由于网络集成系统防护点多、面广,因此,为了保护建筑物和建筑物内各向电子网络设备不受雷电损害或使雷击损害降低到最低程度,应从整体防雷的角度来进行防雷方案的设计。
现在都采取综合防雷,综合防雷设计方案应包括两个方面:直击雷的防护和感应雷的防护,缺少任何一方面都是不完整的,有缺陷的和有潜在危险的。
1、直击雷的防护如果无直击雷防护,按IEC1312的估算几乎所有雷电流都流经进出建筑物的导体型线路(如电源线、信号线等)侵入设备,这样的损害就非常之严重,因此做好直接雷击防护是做感应雷击防护的前提;直击雷防护按照国标GB50057《建筑物防雷设计规范》设计和施工,主要使用避雷针、网、线、带及良好的接地系统,其目的是保护建筑外部不受雷击的破坏,给建筑物内的人或设备提供一个相对安全的环境。
防雷接地⼯程防雷接地⼯程6.1、雷电的对通信设备的危害与防护6.1.1、雷电概述YDT/5098-2001《通信局(站)雷电过电压保护⼯程设计规范》明确规定:雷电过电压保护⼯程应建⽴在联合接地、均压等电位分区保护的基础上。
⼯程所选⽤的电涌保护器S PD(Surge Protective Devices)应符合国家标准及通信⾏业标准或参照IEC. ITU-T-K 系统等国际相关建议,经信息产业部认可的检测部门测试合格的产品。
还应符合国标GB50057-94《建筑物防雷设计规范》及(其他国家可以参考,但应符合当地国家的相关标准)通信⾏业防雷接地标准。
雷电灾害雷电灾害就是雷电直击击中通信设施(建筑物、天线等)或通过户外线路(通信、电⼒线路等)侵⼊设备,使线路、串接或终接的电⼦设备受到损坏。
雷电灾害分为 3 种情况:1、直接雷。
是指雷电直接击中线路或沿线路流过⼤量的雷电流,持续时间达若⼲ us,也可引起⼏千伏的过电压直接加到线路装置和设备终端上,产⽣电效应、热效应和机械⼒,造成实质性的破坏。
2、感应雷:雷电放电时,在附近导体上产⽣的静电感应(产⽣⾼电位)和电磁感应(使附近导体上感应很⾼的电动势)。
3、雷电波侵⼊:由于雷电对架空线路或⾦属管道的作⽤,雷电波可能沿着这些管线侵⼊室内,危及⼈⾝安全或损坏设备。
雷电流通过接地装置流⼈⼤地所引起⼤地电位的升⾼称为地电位升,地电位升将有可能危害设备的对地绝缘。
雷电冲击过电压可导致设备的绝缘击穿,冲击过电流可造成电⼦设备元器件损坏。
6.1.2、通信⼯程雷电灾害防护最特殊的部位1)通信电源系统;;2)⽆线⼯程室外天线、通信线路、天馈线及其引⼊局(站)3)长途光缆的引⼊局站O DF架;4)⽤户线路或局间中继线的引⼊(局)站M DF。
5)通信⼯程建筑物、铁塔、室外⽤户线路交接设备等。
6.1.3、通信建设⼯程的防雷措施通信建设⼯程应根据防雷区的具体要求,采取防直接雷、防雷电感应和防雷电波1)SPD的合理选择运⽤;2)通信⼯程的正确接地。
民航空管通信导航监视设施设备防雷关键技术摘要: 民航业在发展过程中为保证自身利益不受损失,民航空管越发注重通信导航及其监视系统的安全性,并对其设施设备的各方面提出了更高要求。
飞机的导航监视系统常常会受到雷电和其他自然因素的影响,从而导致系统稳定性无法得到保障,所以技术人员在对系统进行设计时要考虑雷电等自然因素造成的伤害。
简而言之,民航空管通信导航监视设施设备的防雷技术对于客机的运行至关重要,技术人员应当加大对其防雷关键技术的研究,以保障整个系统运行的稳定和安全。
基于此,本文简述了雷击几种常见形式,对民航空管通信导航监视系统的防雷措施进行探究,以便系统在运行过程中能够处于安全状态当中。
关键词:民航;空管通信导航;监视设施;防雷民航空管通信导航监视设备除了可以发挥本身作用,同时可以用于检测客机运行过程中参数变化情况,地面人员可以根据参数为客机设置合理飞行路线,以免飞行过程受到外在因素干扰。
系统运行过程中离不开设备支持,而这些设备大多采用弱电方式运行,故此客机如果受到雷击会对设备造成一定影响,在防雷系统设计过程中要了解常见雷击形式,以此为基础采取防雷措施。
一、民航通信导航监视设备遭受雷击的形式(一)感应雷一般来说,民航通信导航监视设备最容易遭受雷击的形式就是感应雷,作为雷击众多形式之中非常常见的一种雷击,感应雷闪电的出现能够在大气中产生些许高频率的电磁波,当民航空管通信导航监视系统的设备运行时会受到感应雷产生的电磁波的影响,此外,电磁波还可以用来监视设备当中某些导线,比如供电导线等。
站在通信导航监视设备角度来看,感应雷的雷击方式将会对电缆本身造成较大伤害,阻碍系统正常运行。
如果感应雷在设备线路当中产生了较大的电流,相关设备会因电流增加而损坏,为了防止该形式对设备造成过多伤害,在设计防雷系统当中,要根据感应雷的雷击形式的特点采取相应的措施,为系统运行提供保障。
(二)直击雷在科学技术不断发展的今天,虽然直击雷的雷击频率在减少,但是这样的雷击会给系统带来严重的损害,甚至会导致系统彻底崩溃,所以系统在建设过程中要对其采取影响防范措施。
第29卷第2期山东通信技术V oI.29N o.2 2009年6月Shandong C om m uni ca t i on T e chnol ogy J un.2009一种基于串联方式进行通信电源防雷的技术实现张连红t马波2董志强3王虎生3(1青岛市特种设备检验所,青岛2660712中国电信山东分公司.济南2501013艾默生网络能源有限公司济南分公司,济南250001)摘要:通信电源的高可靠性一直是运营商对其的基本要求,但外界条件也直接影响其运行的安全。
雷电就对通信电源有着极大的潜在威胁。
本文介绍了雷电如何威胁通信电源的运行安全及目前最普遍的防雷方式.对通信防雷器件使用串联滤波电路的方式预防雷电冲击进行了原理性分析和技术实现。
并给出了相应结论。
关键词:通信电源防雷分析1引言雷电是一种自然现象,其物理成因目前仍处于探索阶段,比较流行的是起电学说。
雷击能够产生强电流,称为雷电流。
雷电流是一个非周期的微秒级瞬态电流,常用“波头时间/波长时间”表示。
在I E C标准、国际及邮电部通信电源入网监测细则中,规定的模仿雷电波形有10/350微秒电流波,8/20微秒电流波,1.2/50微秒电压波或10/700微秒电压波。
这里的8/20微秒电流波,是指波头时间8微秒、波长时间为20微秒的冲击电流波;其余类同。
无论是日常生活还是生产中。
雷电对人类及其活动的威胁都是巨大的。
因此,做好防雷是十分必要的。
防雷是一项系统工程,某种有效技术和器件的采用,只能降低雷击危害的概率、减少损害,但并不能完全避免。
科学技术特别是信息产业的日新月异。
极大地促进了社会经济的发展和人们生活水平的提高.因此,保障通信基础平台的安全,就显得非常重要。
通信基站是通信网络的单元,而通信电源又是通信基站的动力核心。
其运行的安全、稳定对整个站点乃至整个通信网络的运行安全都起着决定性作用。
所以.通信电源的防雷措施必须可靠。
虽然当前通信电源的防雷手段繁多、技术也较先进.但通过分析多年的故障数据及维护经验来看。
电气防雷防静电安全要求电气防雷和防静电安全是保障电气设备和人员安全的重要要求。
针对不同的工作环境和设备类型,制定相应的安全标准和措施十分必要。
本文将从防雷和防静电两个方面进行详细介绍。
一、电气防雷安全要求电气设备受雷击可能造成设备故障、系统瘫痪和人身安全风险。
因此,制定电气防雷安全要求以保护设备和人员安全十分重要。
1.设备保护措施(1)防雷接地:通过设置可靠的接地系统,将雷击电流引入大地,减少雷击对设备的损害。
(2)避雷装置:在设备表面安装避雷装置,以分散雷电风险,并引导雷电流经过设备外壳和接地系统入地。
(3)过电压保护:在电气设备中装置过电压保护器,以便在雷电波通过设备时保护设备免受过高电压的影响。
(4)屏蔽保护:对于特殊设备,如计算机和通信电子设备,应采取屏蔽措施,阻止雷击电磁波对设备内部的干扰。
(5)防浪涌电流:通过设置浪涌电流保护装置来防止雷电等外界因素引发的浪涌电流对设备的损坏。
2.安全标准制定适当的安全标准是电气防雷要求的重要组成部分。
包括以下标准:(1)GB/T 20081-2006《防雷技术通则》:规定了电气设备防雷的一般原则和技术要求。
(2)GB/T 16927.1-2011《电气安装工程防雷技术》:对防雷系统的设计、安装、验收和维护提供了详细的规范要求。
(3)GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》:针对建筑物的防雷设计,规定了防雷系统设置的基本要求和技术参数。
二、电气防静电安全要求电气设备在操作过程中容易产生静电,而静电可能引发火灾、爆炸等危险。
因此,采取有效的静电防护措施以减少静电带来的风险是十分重要的。
1.设备保护措施(1)接地:对于易产生静电的设备,要进行良好的接地处理。
通过接地将静电及时导出,减少静电积累。
(2)静电消除器:对于需要频繁操作的设备,可使用静电消除器,定期清除设备上的静电,避免积累引发危险。
(3)抗静电材料:对于易积累静电的材料,如塑料、橡胶等,可使用抗静电材料进行替代,减少静电产生和积累。
通信机房防雷接地、设备及走线布置规范整理Part I 防雷接地1.接地体上端距地面宜不小于0.7m。
垂直接地体宜采用长度不小于2.5m的热镀锌钢材、铜材、铜包钢等接地体。
垂直接地体间距不宜小于5m,具体数量可根据地网大小、地理环境情况确定。
2.接地体采用热镀锌钢材时,其规格应符合下列要求:(1) 钢管的壁厚不应小于3.5mm。
(2) 角钢不应小于50mm×50mm×5mm。
(3) 扁钢不应小于40mm×4mm。
(4) 圆钢直径不应小于10mm。
3.接地体采用铜包钢、镀铜钢棒和镀铜圆钢时,其直径不应小于10mm。
镀铜钢棒和镀铜圆钢的镀层厚度不应小于0.254mm。
4.接地引入线宜采用40mm×4mm或50mm×5mm热镀锌扁钢或截面积不小于95mm2的多股铜线,且长度不宜超过30m。
5.高层通信楼地网与垂直接地汇集线连接的接地引入线,应采用截面积不小于240mm2的多股铜线,并应从地网的两个不同方向引接。
6.接地汇集线可采用截面积不小于90mm2的铜排,高层建筑物的垂直接地汇集线应采用截面积不小于300mm2的铜排。
7.通信局(站)内各类接地线应根据最大故障电流值和材料机械强度确定,宜选用截面积为16 mm2~95 mm2的多股铜线。
8.配电室、电力室、发电机室内部主设备的接地线,应采用截面积不小于16mm2的多股铜线。
9.跨楼层或同层布设距离较远的接地线,应采用截面积不小于70mm2的多股铜线。
10.各层接地汇集线与楼层接地排或设备之间相连接的接地线,距离较短时,宜采用截面积不小于16mm2的多股铜线;距离较长时,宜采用不小于35mm2的多股铜线或增加一个楼层接地排,应先将其与设备间用不小于16 mm2的多股铜线连接,再用不小于35mm2的多股铜线与各层楼层接地排进行连接。
11.数据服务器、环境监控系统、数据采集器、小型光传输设备等小型设备的接地线,可采用截面积不小于4mm2多股铜线;接地线较长时应加大其截面积,也可增加一个局部接地排,并应用截面积不小于16mm2的多股铜线连接到接地排上。
通信电源及其电子设备的防雷技术
【摘要】:通信电源设备的防雷是一个系统工程,必须从市电交流电力网超高压开始逐级采取措施。
在对电力线入局前电力变压器的低压侧开始至通信机房的屏蔽和防雷地线的设置等方面,采取一系列防雷的措施后,再按照规程对通信电源设备实施措施,通信安全就能达到满意的效果。
【关键词】:通信电源;电子设备;防雷技术
中图分类号:s972.7+6文献标识码: a 文章编号:
引言
随着现代科技的迅速发展,根据电子设备的特性,各个行业已把大量的电子设备与计算机系统运用到内部管理上。
而这些电子设备与计算机系统由于具有耐电压等级低,防干扰要求高的弱电设备,很容易受到感应雷电所形成的电磁脉冲和过电压的干扰和毁坏等特点,特别是近几年,由于计算机网络、有线视频监控及通信设备已大量使用,导致暴露在室外的线路增长,从而增加了遭受雷击的概率。
每年这类雷击事故频繁发生出现,给人们造成了很大的经济与财产损失。
因此,对防雷保护的探讨就很有现实意义了。
一、雷电对通信电源及其供电没备的危害
雷电对通信电源及其供电设备造成的危害大部分是感应雷产生的过电压和地电位升高反击通信电源及其用电设备。
据资料显示。
当某处供电线路的雷击电流为80ka时,该处线路上的瞬间感应电压可达25kv。
如果某通信局距离落雷处不是很远,那么,如此高的感
应过电压即使经过线路衰减也仍然具有相当的强度,从而击穿电源设备绝缘,损坏电源及其供电设备,造成供电异常或中断、损坏其供电的通信设备等严重故障。
此外,由于现在通信局接地系统大多采用联合接地方式,这样雷电流经接地装置入地时,地电位将瞬间升高。
二、通信电源防雷的三级保护
另外根据gb50057-2010关于雷击概率计算中环境参数的选择,根据yd5098-2005条文说明中有关波能量换算的公式:q(10/350μs)≌20q(8/20μs)。
电源系统低压侧有一、二、三级不同的保护级别,应根据保护级别的不同,选作合适标称放电电流(额定通流容量)和电压保护水平的电源避雷器,并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。
原则上,每一级的交流电源之间连接导线超过15m以上(安装时应严格按生产厂家要求施工),都应做该级相应的保护。
1、通信电源防雷第一级保护
主要是防直击雷沿架空线路进入室内造成设备损坏,泄放主要的雷电量,作为第一重电源防雷总保护,选用标称泄放电流25ka/线(10/350μs),吸收从总电源前端架空线引入的高压脉冲;防止内部感应电磁脉冲及楼内大型设备产生的瞬时高压或尖峰脉冲损坏
配电系统。
作为通信站配电防雷总保护,有效地保护配电系统设备免受雷击。
2、通信电源防雷第二级保护
依据防雷设计原理以及雷区的划分,在电源柜安装一台三相电源防
雷器,标称泄流20ka/线(8/20μs),从而吸收从配电前端引入的高压脉冲;吸收内部过电压;吸收站内雷电电磁脉冲(lemp)感应而产生的高压产生的瞬时高压脉冲。
3、直流电源防雷保护
在直流电源柜内安装一台直流电源防雷器标称泄流10ka/线(8/20μs),作为设备精细保护,吸收内部过电压,楼内雷电电磁脉冲(lemp)感应而产生的高压产生的瞬时高压脉冲,使分配电前引来的传导雷电流降到设备能承受的安全电压以下。
三、通信电源机房防雷保护装置
电源设备一般从高压设备就开始有一级防雷,这是相当重要的。
我们引入的高压是10kv的从这个角度讲从电网侧就有防雷,以保护整个电网的安全,设备上的防雷器用来对高压设备侧以内到变压器保护,这也是通信电源系统的重要组成部分,目的在于限制入侵雷电波的幅值,高压电气设备的过电压不至于超过其冲击耐压值,而高压设备进线端上的保护器的主要目的是限制电流经过防雷器的
雷电流的幅值及入侵雷电流的陡度。
设备装防雷器的目的和原则应当使被保护处于防雷器的保护范围,避免其遭受雷电的损害,保障通信安全,当雷电来袭时防雷器对地面的电位很高,假如防雷器与被保护的高压电气设备之间的绝缘距离不够,就很可能在经过雷击后,使其与高压设备之间发生放电现象,这种现象叫反击。
此时防雷器仍有极大可能在经过雷击后,将雷电的高压位加至被防雷器保护的所有设备上,造成设备损坏,发
生通信中断事故。
在所有电源设备中选择电源避雷器也十分重要,电源避雷器中电容器和热熔保险丝的选择也很重要。
电源避雷器长期工作在电网中,由于电容器的质量问题造成电源避雷器整机损坏的事例也很多,因此电容器的耐压选择也不容忽视,特别是耐受脉冲高电压的冲击能力。
由于雷电具有强大的电击电流,因此电源避雷器中的热熔保险丝的作用也很重要,当雷电流超过电源避雷器最大承受能力时,由于过流作用,可使保险丝瞬间断开,起到过流和温度双重保护作用。
对所使用的电源设备形成防雷保护。
由于电源避雷器在常态工作条件下,电流非常小,只是在雷电冲击下或脉冲电压冲击时在瞬间条件下起到保护作用。
所以电源防雷器与一般热熔保险丝的使用条件有很大区别。
雷电的破坏力我们有目共睹,防雷仅仅依靠电网外部防雷是远远不够的,我们所有电源系统中许多设备都是精密设备,雷电波会侵入各种电气通道(如母排,电源线,通信线缆,信号线和金属连接部分等)。
由其产生的高电压和浪涌电压对电讯设备,系统,信息,网络都有极大危害,轻则损坏线路,重则损坏设备,系统瘫痪,造成难以估算的损失,所以必须有内部防雷。
设备保护必须分级,对于通信电源系统,特别是我们的监控系统则分为粗保护和精细保护,粗保护量级根据所属保护区的级别,而精细保护则根据电子设备的敏感度来进行选择。
从理论上讲,雷电电流约有50%是直接流入大地,还有50%将平均流入电气通道。
内部防雷系统是很重要的,
它是外部防雷系统无法相比的,内部防雷系统是防止雷电和其它内部过电压侵入设备造成损坏。
四、通信电源防雷设备的作用
防雷器在通信设备中所起到的作用就显得尤为重要,就是要求在最短的时间(纳秒级)释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地,降低设备各接口间的电位差,从而保护电路上的设备。
使用避雷器,接线也一定要按要求,接线标志正确接线,接地线用截面积不小于25mm的绝缘黄绿铜导线,接地线长度尽可能的短,以减少接地电阻。
而且要定期检查电源避雷器的工作情况:避雷器正常时,工作指示灯绿灯亮,当避雷器上劣化指示灯亮时,表明该避雷器内部重要元器件失效,需要立即更换。
在低压配电中使用的电源防雷箱的雷电计数器范围在0-99次,电源防雷箱是当感应雷电侵入电源传输线路时避雷器的防雷组件以纳秒级的速度呈低电阻状态,迅速将雷电流泄放至大地,并且把雷电流引起的过电压限制在被保护设备的允许承受范围内,以确保设备安全运行,使电源设备免于受损。
还有由于所有机房电力供给都是由高压设备经过变压器到低压配电设备引入,这些设备的防雷保护也经在设备中及电力供给部门实施,因此对于ups电源系统的防雷也是不容忽视的,考虑到机房不同用电设备耐压能力,要采用的防雷方案,防护效果一定是稳定可靠的。
由于ups不间断电源设备是机房各系统用电设备高质量用电环境的唯一重要设备,并且是由市电供电转入机房的重要途
径,所以将对ups不间断电源的保护做了三级保护,一级保护,在机房配电柜前装三相电源防雷器,二级保护在ups电源前装三相电源防雷器,三级保护,在重要设备处装电源防雷插座。
以确保服务器,数据传输系统监视监控设备,交换机等重要通信设备,安全稳定可靠的运行。
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