防雷接地工程解決方案
| 防雷接地工程方案|防雷工程|避雷 防雷工程步驟一、移動通信站的交流供電系統的防雷與接地一般要求 1．移動通信站的交流供電系統應采用三相五線制供電方式。 2．移動通信站宜設置專用電力變壓器，電力線宜采用具有金屬護套或絕緣護套電纜穿鋼管埋地引入移動通信站，電力電纜金屬護套或鋼管兩端應就近可靠接地。 3．當電力變壓器設在站外時，對于地處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω·m，電力線應在避雷線的25°角保護范圍內，避雷線（除終端桿處）應每桿作一次接地。 為確保安全，宜在避雷線終端桿的前一桿上，增裝一組氧化鋅避雷器。若已建站的架空高壓電力線路防雷改造采用避雷線有困難時，可在架空高壓電力線路終端桿﹑終端桿前第一﹑第三或第二﹑第四桿上各增設一組氧化鋅避雷器，同時在第三桿或第四桿增設一組高壓保險絲。避雷線與避雷器的接地體宜設計成輻射形或環形。 4．當電力變壓器設在站內時，其高壓電力線應采用電力電纜從地下進站，電纜長度不宜小于200m，電力電纜與架空電力線連接處三根相線應加裝氧化鋅避雷器，電纜兩端金屬外護層應就近接地。 5．移動通信基站交流電力變壓器高壓側三根相線，應分別就近對地加裝氧化鋅避雷器，電力變壓器低壓側三根相線應分別對地加裝無間隙氧化鋅避雷器，變壓器的機殼﹑低壓側的交流零線，以及與變壓器相連的電力電纜的金屬外護層，應就近接地。出入基站的所有電力線均應在出口處加裝避雷器。 6．進入移動通信基站的低壓電力電纜宜從地下引入機房，其長度不小于50m（當變壓器高壓側已采用電力電纜時，低壓側電力電纜長度不限）。電力電纜在進入機房交流屏處應加裝避雷器，從屏內引出的零線不作重復接地。 7．移動通信基站供電設備的正常不帶電的金屬部分﹑避雷器的接地端，均應作保護接地，嚴禁作接零保護。 8．移動通信基站直流工作地，應從室內接地匯集線上就近引接，接地線截面積應滿足最大負荷的要求，一般為35～95m2 ，材料為多股銅線。 9．移動通信基站電源設備應滿足相關標準﹑規范關于耐雷電沖擊指標的規定，交流屏﹑整流器（或高頻開關電源）應設有分級防護裝置。 10．引至配電屏的三根相線及零線推薦采用法國CITFL公司生產的電源避雷箱DS150E(140KA8/20us)，其響應時間快（25ns），殘壓低（700～800V），該防雷箱內部結構為兩極MOV經去電感連結的復合型防雷箱，它一般安裝在低壓配電柜內。別要強調的是，屏內交流零線不作重復接地。大樓內所布放的交流供電線路中的中性線（零線）匯集排應與機架的正常不帶電金屬部分絕緣。 11．配電屏內各分路開關也應配接相應型號的電源避雷器，開關額定負荷超過200A，建議采用DS150E（140KA）或LA60-B（10/350us70KA）；100～200A之間建議采用DS100R或V25B（100KA），100～63A建議采用DS70B或V20C/4（70KA）；50A以下采用DS44或V20C/2（40KA）。 12．重要用電設備（如UPS﹑整流器﹑高頻開關電源﹑精密空調等）的交流進線端也根據其容量 用不同型號的電源避雷器（DS150E-DS44或LA60-B-V20C/2）。 13．通信電源或高頻開關電源的直流側，采建議用?怨鶲BO產品V20C/0-75V低壓避雷器進行保護。 防雷工程步驟二、移動通信基站天饋系統的防雷與接地要求 1．移動通信基站天線在接閃器的保護范圍內，接閃器應設置專用雷電流引下線，材料宜采用4×40的鍍鋅扁鋼。 2．基站同軸電纜天饋線的金屬外護層，應在上部、下部和經走線架進機房入口處就近接地，在機房入口處的接地應就近與地網引出的接地線妥善連通，當鐵塔高度大于或等于60m時， 同軸電纜天饋線的金屬外護層還應在鐵塔中部增加一處接地。 3．同軸電纜天饋線進入機房后與通信設備連接處應安裝饋線避雷器。以防來自天饋線引入的感應雷。饋線避雷器接地端子應就近引接到室外到饋線入口處接地線上，選擇饋線避雷器時應考慮阻抗、衰耗、工作頻段等指標與通信設備相匹配。英國ＭＡRＳＥ公司生產的同軸電纜保護器ＣＯＡＸ系 列產品是專為保護天饋線連接的設備而設計制造的，其工作頻率可高達 2.5 ＧＨＺ，損耗0.5dＢ，殘壓有20Ｖ、35Ｖ、65Ｖ等，阻抗為50Ω、75Ω。 防雷工程步驟三、移動通信站信號線路的防雷與接地要求 信號電纜應由地下進出移動通信基站，電纜內芯線在進出站處應加裝相應的信號避雷器，避雷器和電纜內的空線對均應作保護地。站區內嚴禁布放架空纜線。 對于地處年雷暴日大于20天、大地電阻率大于100Ω.m的新建信號電纜，宜采取在電纜上方布放排流線或采用有金屬外護套的電纜，亦可用光纜，以防雷擊。 對于尋呼臺ＧＳＭ站內通信設備，目前，已普遍應用局域遠程廣域網，用得較多的挪威網和以太網，速度已達10Ｍ波特，不久將會擴展到60Ｍ甚至超過 100Ｍ波特。對于經常遭雷電脈沖及過電壓危害的設備，如：數字編碼器，網卡、Ｍodem、自動排隊器、ＡＴ多功能卡、發射機、天線轉換器、程控交換機、終端、服務器等，信號輸入端或網絡連接口應根據其傳輸速度、阻抗特性、接口特征選用相應的信號防雷器加以保護。 防雷工程步驟四、移動通信基站鐵塔的防雷與接地要求 1．移動通信基站鐵塔應有完善的防直接雷及二次感應雷的防雷裝置。 2．移動通信基站鐵塔應采用太陽能塔燈。對于使用交流電饋線的航空障礙信號燈，其電源線應采用具有金屬外護層的電纜，電纜的金屬外護層應在塔頂及進機房入口處的外側就近接地。塔燈控制線及電源線均應在機房入口處分別對地加裝避雷器，零線應直接接地。 防雷工程步驟五、其它設施的防雷與接地 1．移動通信基站的建筑物應有完善的防直擊雷及抑制二次感應雷的防雷裝置（避雷網、避雷帶和接閃器）等。 2．機房頂部的各種金屬設施，均應分別與屋頂避雷帶就近連通。機房屋頂的彩燈應安裝在避雷帶下方。 3．機房內走線架、吊線鐵架、機架或機殼、金屬通風管道、金屬門窗等均應作保護接地。保護接地引線一般宜采用截面積不小于35mm2的多股銅導線。 防雷工程步驟六、移動通信基站的聯合接地系統 （一）地網的組成 1．移動通信基站應按均壓、等電位的原理，將工作地、保護地和防雷地組成一個聯合接地網。站內各類接地線應從接地匯集線或接地網上分別引入。 2．移動通信基站地網由機房地網、鐵塔地網和變壓器地網組成，地網的組成如圖所示。基站地網應充分利用機房建筑物的基礎（含地樁）、鐵塔基礎內的主鋼筋和地下其他金屬設施作為接地體的一部分。當鐵塔設在機房房頂，電力變壓器設在機房樓內時，其地網可合用機房地網。 3．機房地網組成：機房地網應沿機房建筑物散水點外設環形接地裝置，同時還應利用機房建筑物基礎橫豎梁內二根以上主鋼筋共同組成機房地網。當機房建筑物基礎有地樁時，應將地樁內2 根以上主鋼筋與機房地網焊接連通。 當機房設有防靜電地板時，應在地板下圍繞機房敷設閉合的環形接地線，作為地板金屬支架的接地引線排，其材料為銅導線，截面積應不小于50mm2， 并從接地匯集線上引出不少于二根截面積為50～75mm2的銅質接地線與引線排的南、北或東、西側連通。 4．對于利用商品房作機房的移動通信基站，應盡量找出建筑防雷接地網或其它專用地網，并就近再設一組地網，三者相互在地下焊接連通，有困難時也可在地面上可見部分焊接成一體作為機房地網。找不到原有地網時，應因地制宜就近設一組地網作為機房工作地、保護地和鐵塔防雷地。工作地及防雷地地網上的引接點相互距離不應小于5m，鐵塔尚應與建筑物避雷帶就近兩處以上連通。 5．鐵塔地網的組成：當通信鐵塔位于機房旁邊時，鐵塔地網應延伸到塔基四腳處1.5m遠的范圍，網格尺寸不應大于3×3m，其周邊為封閉式，同時還要利用塔基地樁內2根以上主鋼筋作為鐵塔地網的垂直接地體，鐵塔地網與機房地網之間應每隔3～5m相互焊接連通一次，連接點不應小于二點。當通信鐵塔位于機房屋頂時，鐵塔四腳應與樓頂避雷帶就近不少于二處焊接連通，同時宜在機房地網四角設置輻射式接地體，以利雷電流散流。 6．變壓器地網的組成：當電力變壓器設置在機房內時，其地網可合用機房及鐵塔地網組成的聯合地網；當電力變壓器設置在機房外，且距機房地網邊緣30m以內時，變壓器地網與機房地網或鐵塔之間，應每隔3～5m相互焊接連通一次（至少有兩處連通），以相互組成一個周邊封閉的地網。 7．當地網的接地電阻值達不到要求時，可擴大地網面積，即在地網外圍增設1圈或2圈環形接地裝置。環形接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，水平接地體與地網宜在同一水平面上，環形接地裝置與地網之間以及環形接地裝置之間應每隔3～5m相互焊接接連通一次；也可在鐵塔四角設置輻射式延伸接地體，延伸接地體的長度宜限制在10～30m以內。（二）接地體 1．接地體宜采用熱鍍鋅鋼材，其規格要求如下： 鋼管 Φ50mm，壁厚不應小于3.5mm 角鋼 不應小于50×50×5mm 扁鋼 不應小于40×4mm 2．垂直接地體長度宜為1.5～2.5m，垂直接地體間距為其自身長度為1.5～2倍。若遇到土壤電阻率不均勻的地方，下層的土壤電阻率低，可以適當加長。當垂直接地體埋設有困難時，可設多根環形水平接地體，彼此間隔為1～1.5m，且應每隔3～5m相互焊接連通一次。 3．在沿海鹽堿腐蝕性較強或大地電阻率較高難以達到接地電阻要求的地區，接地體宜采用具有耐腐、保濕性能好的非金屬接地體。 4．接地體之間所有焊接點，除澆注在混凝土中的以外，均應進行防腐處理。接地裝置的焊接長度：對扁鋼為寬度的2倍，對圓鋼為其直徑為10倍。 5．接地體的上端距地面不應小于0.7m，在寒冷地區，接地體應埋設在凍土層以下。 （三）接地線和接地引入線 1．接地線宜短、直、載面積為35～95mm2，材料為多股銅線。 2．接地引入線長度不宜超過30m，其材料為鍍鋅扁鋼，截面積不宜小于40×4mm或不小于95mm2的多股銅線。接地引入線應作防腐、絕緣處理，并不得在暖氣地溝內布放，埋設時應避開污水管道和水溝，裸露在地面以上部分，應有防止機械損傷的措施。 3．接地引入線由地網中心部位就近引出與機房內接地匯集線連通，對于新建站不應小于二根。詳見圖所示。 （四）接地匯集線 接地匯集線一般設計成環形或排狀，材料為銅材，截面積不應小于120mm2，也可采用相同電阻值的鍍鋅扁鋼。 機房內的接地匯集線可安裝在地槽內、墻面或走線架上，接地匯集線應與建筑鋼筋保持絕緣。 （五）接地電阻 1．移動通信基站地網的接地電阻值應小于5Ω，對于年雷暴日小于20天的地區，接地電阻值可小于10Ω。 2．架空電力線與電力電纜接口處的保護接地以及電力變壓器（100KVA以下）保護接地的接地電阻值應小于10Ω。 3．架空電力線上方的避雷線及增裝在高壓線上的避雷器的接地電阻值，其首端（即進站端）應小于10Ω，中間或末端于小30Ω。 （六）防止ＳＰＧ對ＤＣＧ地電位反擊的措施 目前ＩＥＣ標準及國際GB50057-94都推薦采用綜合地網，但是，某些單位及某些設備制造商仍在強調采用獨立的直流電網。據國際有關專家統計，微電子設備遭受雷電危害，大約有60％是來自地電位反擊。所以針對目前具體情況，提出以下防止SPG對DCG地電位反擊的措施。 假設大廈公用防雷地網SPG沖擊接地電阻值為4Ω，一個中等（40KA）的直擊雷擊中大廈屋頂防雷針系統，40KA雷電浪涌電流通過避雷針、引下線（有可能是大廈結構鋼筋）、地網泄入大地，在地網接地電阻（4Ω）上形成瞬時電壓降4×40000＝160kv，即16萬伏高壓。機房內微電子設備，正常不帶電的金屬外殼保護接地（SPG），此時電位為160KV，而微電子設備內部電路接直流地（DCG），其電位為“0”伏，微電子設備的內外電位差達160KV 高壓，必毀無疑！而且是毀壞機房內一大批設備。 既要保持獨立設置的直流工作地網抗干擾的優越性，又要防止大廈遭直擊雷時破壞性的地電位反擊，最合理的措施是在DCG入室處C點，接一地網連結保護器SGP1（100KA）或低壓電源避雷器DC98（220V），其接地點接到SPG系統 的D點。在未遭直擊雷的絕大多數情況下，由于地網連結器的氣體放電管起隔離作用或DS98開路，SPG與DCG是兩套互相獨立的地網，直流地網可以照常發揮其抗干擾的優越性；在遭直擊雷的特殊情況下，地網連結器中氣體放電管放電或DS98內部MOV元件導通（忽略殘壓），故相當于SPG與DCG 構成瞬時等電位體，機房內所有微電子設備都可避免因地電位升高而引起的損壞 |
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