通信动力设备与维护-(8)课件.ppt

1、学习情境学习情境8防雷与接地系统防雷与接地系统情境导引情境导引 雷电灾害被称为是雷电灾害被称为是“电子化时代的一大公害电子化时代的一大公害”，目，目前尚没有任何一种办法可以全面防止雷电的危害，前尚没有任何一种办法可以全面防止雷电的危害，只能通过各种有效的办法将雷害的程度降低。通信只能通过各种有效的办法将雷害的程度降低。通信设施的接地和防雷是通信设施和设备稳定运行的根设施的接地和防雷是通信设施和设备稳定运行的根本保证，在建设维护通信设施的过程中，应该做好本保证，在建设维护通信设施的过程中，应该做好通信设施各部分的接地和防雷工作。通信设施各部分的接地和防雷工作。由于雷击和电磁感应等各种原因产生的过

2、电压，由于雷击和电磁感应等各种原因产生的过电压，时常干扰和破坏通信系统及其设备，深受其害的如时常干扰和破坏通信系统及其设备，深受其害的如交换机、远端模块、传真机、电话机、调制解调器交换机、远端模块、传真机、电话机、调制解调器等，也给通信电源系统和设备带来灾害。雷击不但等，也给通信电源系统和设备带来灾害。雷击不但造成财产损失，甚至威胁维护人员和用户的人身安造成财产损失，甚至威胁维护人员和用户的人身安全。因此，如何防止雷电过电压的产生，研究保护全。因此，如何防止雷电过电压的产生，研究保护通信设备免遭雷害已成为一个重要课题。通信设备免遭雷害已成为一个重要课题。学习目标学习目标 通信系统的防雷技术具有

3、系统性、综合性通信系统的防雷技术具有系统性、综合性的特点，通过本情境的学习，了解雷电的危的特点，通过本情境的学习，了解雷电的危害及其预防措施，对防雷系统的组成有比较害及其预防措施，对防雷系统的组成有比较深入的了解，熟悉各种防雷装置的种类结构深入的了解，熟悉各种防雷装置的种类结构和作用，熟悉电气接地系统的组成及其各部和作用，熟悉电气接地系统的组成及其各部分的功能，掌握防雷与接地系统的实施细则分的功能，掌握防雷与接地系统的实施细则和维护方法。和维护方法。任务指南任务指南 任务任务1 了解电源系统中的防雷了解电源系统中的防雷 任务任务2 了解雷电的分类及其危害了解雷电的分类及其危害 任务任务3 了解

4、防雷装置、防雷原则及防雷措施了解防雷装置、防雷原则及防雷措施 任务任务4 认知电气系统的接地认知电气系统的接地 任务任务6 通信局通信局(站站)的接地与防雷的实施的接地与防雷的实施 任务任务7 掌握通信局掌握通信局(站站)防雷与接地系统的维防雷与接地系统的维护方法护方法任务任务1 了解电源系统中的防雷了解电源系统中的防雷 接地与防雷是通信电源系统的重要组成部接地与防雷是通信电源系统的重要组成部分，它不但直接影响供电系统的正常运行和分，它不但直接影响供电系统的正常运行和通信质量，而且还起到保护电源装置设备和通信质量，而且还起到保护电源装置设备和人身安全的作用。人身安全的作用。正确的接地既能抑制外

5、部来的电磁骚扰，正确的接地既能抑制外部来的电磁骚扰，又能防止本身向外部发射电磁波，正确接地又能防止本身向外部发射电磁波，正确接地是提高通信电源设备电磁兼容性的有效手段是提高通信电源设备电磁兼容性的有效手段之一。接地也是防止雷害的重要措施。之一。接地也是防止雷害的重要措施。资讯资讯1雷电的形成雷电的形成 雷电是一种大气物理现象，是不受人类的雷电是一种大气物理现象，是不受人类的意识控制的，人们目前不可能通过现有的控意识控制的，人们目前不可能通过现有的控制手段或方法对雷电的产生进行掌控。制手段或方法对雷电的产生进行掌控。雷电的产生始于雷云的形成。雷云形成雷电的产生始于雷云的形成。雷云形成的根本原因是

6、含水蒸气的气流运动。的根本原因是含水蒸气的气流运动。密集于大地上空的带有大量正电荷或负密集于大地上空的带有大量正电荷或负电荷的云，称为雷云。当雷云中的电荷聚集电荷的云，称为雷云。当雷云中的电荷聚集量很大且具有较高的电场强度时，周围的正、量很大且具有较高的电场强度时，周围的正、负雷云之间或雷云与大地之间，可能发生强负雷云之间或雷云与大地之间，可能发生强烈的放电现象，称这为雷电现象。烈的放电现象，称这为雷电现象。习惯上把大地的电位视为零，雷云的电位远高于大地的电位，习惯上把大地的电位视为零，雷云的电位远高于大地的电位，由于静电感应而使大地感应出大量的与雷云电荷异号的电荷，由于静电感应而使大地感应出

7、大量的与雷云电荷异号的电荷，两者类似于一个巨大的空间电容器。雷云中的电荷分布并不两者类似于一个巨大的空间电容器。雷云中的电荷分布并不均匀，常常形成多处电荷聚集中心，当它的电场强度达到均匀，常常形成多处电荷聚集中心，当它的电场强度达到2530kV/cm时，雷云就开始向大地方向击穿空气，形成时，雷云就开始向大地方向击穿空气，形成一个导电的空气通道，称为雷电先导。当雷电先导进展到离一个导电的空气通道，称为雷电先导。当雷电先导进展到离地面地面100300m时，地面上感应出来的异性电荷也在相对时，地面上感应出来的异性电荷也在相对集中，尤其是向地面上较高的突出物上集中，于是形成了迎集中，尤其是向地面上较高

8、的突出物上集中，于是形成了迎雷先导。迎雷先导和雷电先导在空中相互靠近，当两者接触雷先导。迎雷先导和雷电先导在空中相互靠近，当两者接触时，正、负电荷强烈中和，出现极大的电流并伴有雷鸣和闪时，正、负电荷强烈中和，出现极大的电流并伴有雷鸣和闪光，这就是雷电的主放电阶段，时间很短，一般为光，这就是雷电的主放电阶段，时间很短，一般为50100s。主放电阶段过后，雷云中的剩余电荷沿主放电通道。主放电阶段过后，雷云中的剩余电荷沿主放电通道继续流向大地，称为放电的余辉阶段，时间为继续流向大地，称为放电的余辉阶段，时间为003015s，但电流为几百安。，但电流为几百安。资讯资讯2雷电防护基本原理雷电防护基本原理

9、 在不同的季节，不同的地区和不同的气候环境，雷在不同的季节，不同的地区和不同的气候环境，雷电分布的规律也不尽相同，然而潮湿的地区比冷而电分布的规律也不尽相同，然而潮湿的地区比冷而干燥的地区雷暴多。一个地区有无雷暴，是由内因干燥的地区雷暴多。一个地区有无雷暴，是由内因（气象）决定的。但是有了雷暴，具体选择哪一处（气象）决定的。但是有了雷暴，具体选择哪一处落雷，则受外界条件的影响较大。落雷，则受外界条件的影响较大。从地质条件看，土壤电阻率相对值小，利于电荷的从地质条件看，土壤电阻率相对值小，利于电荷的很快积聚。大片土壤电阻率较大时，局部小的地方很快积聚。大片土壤电阻率较大时，局部小的地方容易落雷；

10、土壤电阻率突变的地方，最易遭受雷击。容易落雷；土壤电阻率突变的地方，最易遭受雷击。从地形上看，要利于雷雨云的形成与相遇。落雷概从地形上看，要利于雷雨云的形成与相遇。落雷概率的分布是：山的东南坡多于山的西北坡，这是因率的分布是：山的东南坡多于山的西北坡，这是因为海洋潮湿空气从东南进入大陆后，经暴晒闷热，为海洋潮湿空气从东南进入大陆后，经暴晒闷热，遇山抬升而出现雷雨。遇山抬升而出现雷雨。从地物上看，要利于雷雨云与大地建立良好的放电从地物上看，要利于雷雨云与大地建立良好的放电通道。空旷地中的孤立建筑物，建筑群中的高耸建通道。空旷地中的孤立建筑物，建筑群中的高耸建筑物容易受雷击；排出导电尘埃的厂房及废

11、气管道筑物容易受雷击；排出导电尘埃的厂房及废气管道容易落雷；屋顶为金属结构，地下埋有大量金属管容易落雷；屋顶为金属结构，地下埋有大量金属管道，内部存放大型金属设备的厂房，易受雷击；建道，内部存放大型金属设备的厂房，易受雷击；建筑物中，个别特别潮湿的建筑，如牛马棚、冰库等筑物中，个别特别潮湿的建筑，如牛马棚、冰库等易遭雷击；尖屋顶及高耸建筑物易受雷击，如水塔、易遭雷击；尖屋顶及高耸建筑物易受雷击，如水塔、烟囱、天窗、旗杆、消防梯等；屋旁大树、接收天烟囱、天窗、旗杆、消防梯等；屋旁大树、接收天线、山区输电线等易受雷击。线、山区输电线等易受雷击。在通信设施中，雷电一般通过通信铁塔、天馈线、在通信设施

12、中，雷电一般通过通信铁塔、天馈线、电力电源线、进出局信号线、光缆、空间电磁场感电力电源线、进出局信号线、光缆、空间电磁场感应等途径进入通信局（站），对通信设备设施造成应等途径进入通信局（站），对通信设备设施造成破坏。破坏。由于目前人们还无法控制雷电的产生，所以还不能由于目前人们还无法控制雷电的产生，所以还不能够从根本上消除雷电的危害。但是，人们可以通过够从根本上消除雷电的危害。但是，人们可以通过采取相应的防护措施，使通信电源系统和通信设备采取相应的防护措施，使通信电源系统和通信设备设施得到较好的保护。设施得到较好的保护。雷电的破坏性作用极强，主要是因为它要把雷雨云雷电的破坏性作用极强，主要是因

13、为它要把雷雨云蕴藏的能量在短短几十微秒的时间以内释放出来，蕴藏的能量在短短几十微秒的时间以内释放出来，瞬间功率极其巨大。瞬间功率极其巨大。针对雷电的入侵途径，人们采取的措施分两个方面，针对雷电的入侵途径，人们采取的措施分两个方面，一是采用一是采用“泄放泄放”的办法，人为的给雷电电流提供的办法，人为的给雷电电流提供一条分流通道；二是采取一条分流通道；二是采取“阻隔阻隔”的办法，加强通的办法，加强通信设备的绝缘能力，提高抗雷击的效果。信设备的绝缘能力，提高抗雷击的效果。任务任务2 了解雷电的分类及其危害了解雷电的分类及其危害 雷电是一种自然现象，其破坏作用有两种，雷电是一种自然现象，其破坏作用有两

14、种，一种是雷电直接击在建筑物或用电设备上，一种是雷电直接击在建筑物或用电设备上，这种叫做直击雷过电压或直击雷。另一种是这种叫做直击雷过电压或直击雷。另一种是雷电的静电感应或电磁感应所引起的过电压雷电的静电感应或电磁感应所引起的过电压叫做感应过电压或感应雷。叫做感应过电压或感应雷。资讯资讯1直击雷及其危害直击雷及其危害 直击雷是带电雷云对地闪击时的放电现象。直击雷是带电雷云对地闪击时的放电现象。主要表现形式为：一是通信局主要表现形式为：一是通信局(站站)的建筑物的建筑物遭到直接雷击，雷电流沿接闪器、引下线和遭到直接雷击，雷电流沿接闪器、引下线和接地体泄放时将导致地电位升高，可能出现接地体泄放时将

15、导致地电位升高，可能出现反击设备的现象；二是通信系统的外引线在反击设备的现象；二是通信系统的外引线在通信局通信局(站站)内部或距离很近的地方遭到直接内部或距离很近的地方遭到直接雷击或雷击发生在这些外引线附近时，将发雷击或雷击发生在这些外引线附近时，将发生高电位和大电流引入现象。例如雷击铁塔生高电位和大电流引入现象。例如雷击铁塔时，将有部分雷电流和高电位沿馈线进入到时，将有部分雷电流和高电位沿馈线进入到机房内设备中。机房内设备中。直击雷主要对室外物体产生破坏作用，所以把防直直击雷主要对室外物体产生破坏作用，所以把防直击雷的系统称为外部防雷系统。直击雷造成建筑物击雷的系统称为外部防雷系统。直击雷造

16、成建筑物损坏和人员伤亡是由于几十至一二百千安的雷电流损坏和人员伤亡是由于几十至一二百千安的雷电流产生强大的电磁效应、热效应、机械效应引起的。产生强大的电磁效应、热效应、机械效应引起的。巨大的冲击电流形成瞬态过电压波，击穿设备绝缘巨大的冲击电流形成瞬态过电压波，击穿设备绝缘层，造成物体炸裂、导体熔毁等。另外，由于电源层，造成物体炸裂、导体熔毁等。另外，由于电源与电子设备是相连的，且接地系统也是相连的，在与电子设备是相连的，且接地系统也是相连的，在避雷针上引下的雷电流经引下线、接地器与通信系避雷针上引下的雷电流经引下线、接地器与通信系统的接地直接或经大地间接相连。部分雷电流进入统的接地直接或经大地

17、间接相连。部分雷电流进入电缆，并通过电缆进入电子设备形成瞬态过电压波，电缆，并通过电缆进入电子设备形成瞬态过电压波，使电子设备损坏，这种现象经常在高雷害地区引发使电子设备损坏，这种现象经常在高雷害地区引发事故。事故。雷电袭击架空输电线、通信线、各种金属雷电袭击架空输电线、通信线、各种金属管线、天线等，在线路上产生的高电位、大管线、天线等，在线路上产生的高电位、大电流的雷电流冲击波沿着这些导体侵入建筑电流的雷电流冲击波沿着这些导体侵入建筑物内，雷电侵入波会破坏通信设备。虽然配物内，雷电侵入波会破坏通信设备。虽然配电系统采用了架空避雷线等防护措施，但并电系统采用了架空避雷线等防护措施，但并不能完全

18、消除雷击时瞬态过电压，仍有一部不能完全消除雷击时瞬态过电压，仍有一部分过电压对低压系统的用电设备，特别是计分过电压对低压系统的用电设备，特别是计算机、电子系统造成危害。算机、电子系统造成危害。资讯资讯2感应雷及其危害感应雷及其危害 感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近的户外传输信号线路、地埋电力电缆、设备间的近的户外传输信号线路、地埋电力电缆、设备间的连接线上产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路连接线上产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭受危险电压或电流。中间或终端的电子设备遭受危险电压或电流。雷击通信线路附近地面时，

19、强电流产生强磁场会在雷击通信线路附近地面时，强电流产生强磁场会在通信线路中引起电荷束缚和瞬间释收，形成幅值很通信线路中引起电荷束缚和瞬间释收，形成幅值很高的瞬态过电压。雷击避雷针时，附近导线也会感高的瞬态过电压。雷击避雷针时，附近导线也会感应出很高的过电压。由于雷电流的反击和电磁耦合，应出很高的过电压。由于雷电流的反击和电磁耦合，在通信线路、信号控制线路、射频传输线路形成瞬在通信线路、信号控制线路、射频传输线路形成瞬态过电压，并以流动波的形式沿线路传播，侵袭微态过电压，并以流动波的形式沿线路传播，侵袭微电子设备。电子设备。感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率要比感应雷虽然没有直击雷猛烈，但

20、其发生的几率要比直击雷高得多。感应雷不论是雷云对地闪击还是雷直击雷高得多。感应雷不论是雷云对地闪击还是雷云之间的闪击，都可能发生并造成灾害。哪怕是一云之间的闪击，都可能发生并造成灾害。哪怕是一次雷闪击都可以在较大范围内的多个电子设备间产次雷闪击都可以在较大范围内的多个电子设备间产生感应雷过电压现象，并且这种感应高压可以通过生感应雷过电压现象，并且这种感应高压可以通过通信局（站）的供电线和信号中继线引入，并通过通信局（站）的供电线和信号中继线引入，并通过传输使雷害范围扩大。传输使雷害范围扩大。地处高雷害地区，瞬态过电压的破坏性经常造成通地处高雷害地区，瞬态过电压的破坏性经常造成通信主设备的损坏。

21、信主设备的损坏。感应雷发生时一般对室内的用电设备产生破坏作用，感应雷发生时一般对室内的用电设备产生破坏作用，因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波（因此把防止感应雷和雷电电磁脉冲波（LEMP）破）破坏的系统称为内部防雷系统。坏的系统称为内部防雷系统。任务任务3 了解防雷装置、防雷原则及防雷措施了解防雷装置、防雷原则及防雷措施资讯资讯1防雷装置防雷装置 在防雷处理过程中，首先要设法拦截雷电或吸引闪在防雷处理过程中，首先要设法拦截雷电或吸引闪电，这个装置就是避雷针。避雷针其实就是防雷装电，这个装置就是避雷针。避雷针其实就是防雷装置的接闪器。防雷装置是指接闪器、引下线、接地置的接闪器。防雷装置是指接闪器、

22、引下线、接地装置、电涌保护器装置、电涌保护器(SPD)及其他连接导体的总和。及其他连接导体的总和。建筑防雷系统由避雷针建筑防雷系统由避雷针(或避雷带、避雷网或避雷带、避雷网)、建、建筑钢框架、接地引入线和接地网构成，而通信局筑钢框架、接地引入线和接地网构成，而通信局(站站)的电源及其他通信设备防雷保护一般采用电涌的电源及其他通信设备防雷保护一般采用电涌保护器。保护器。一般将建筑物的防雷装置分为外部防雷装置和内一般将建筑物的防雷装置分为外部防雷装置和内部防雷装置两大类。外部防雷装置由接闪器、引下部防雷装置两大类。外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成，即传统的防雷装置。内部防雷线和接地装置组

23、成，即传统的防雷装置。内部防雷装置主要用来减小建筑物内部的雷电流及其电磁效装置主要用来减小建筑物内部的雷电流及其电磁效应，如采用电磁屏蔽、等电位连接和装设应，如采用电磁屏蔽、等电位连接和装设SPD等措等措施，防止雷击电磁脉冲可能造成的危害。施，防止雷击电磁脉冲可能造成的危害。1接闪器接闪器 接闪器就是专门用来接受雷闪的金属物体。接闪接闪器就是专门用来接受雷闪的金属物体。接闪的金属杆称为避雷针，接闪的金属线称为避雷线或的金属杆称为避雷针，接闪的金属线称为避雷线或架空地线，接闪的金属带、金属网称为避雷带或避架空地线，接闪的金属带、金属网称为避雷带或避雷网。所有的接闪器都必须经过引下线与接地装置雷网

24、。所有的接闪器都必须经过引下线与接地装置相连。相连。（1）避雷针）避雷针 避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。它避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。它通常安装在构架、支柱或建筑物上，其下端经引下通常安装在构架、支柱或建筑物上，其下端经引下线与接地装置焊接。由于避雷针高于被保护物，又线与接地装置焊接。由于避雷针高于被保护物，又和大地直接相连，当雷云先导接近它时，它与雷云和大地直接相连，当雷云先导接近它时，它与雷云之间的电场强度最大，所以可将雷云放电的通路吸之间的电场强度最大，所以可将雷云放电的通路吸引到避雷针上并经引下线和接地装置将雷电流安全引到避雷针上并经引下线和接地装置将雷电流安全地

25、泄放到大地中去，使被保护物体免受直接雷击。地泄放到大地中去，使被保护物体免受直接雷击。（2）避雷线）避雷线 避雷线架设在架空线路的上边，用以保护架空线避雷线架设在架空线路的上边，用以保护架空线路或其他物体路或其他物体(包括建筑物包括建筑物)免受直接雷击。由于避免受直接雷击。由于避雷线既架空又接地，所以又叫做架空地线。避雷线雷线既架空又接地，所以又叫做架空地线。避雷线的原理和功能与避雷针基本相同，其保护范围按的原理和功能与避雷针基本相同，其保护范围按GB 500571994(建筑物防雷设计规范建筑物防雷设计规范规定规定的方法计算。的方法计算。（3）避雷带和避雷网）避雷带和避雷网 避雷带和避雷网普

26、遍用来保护较高的建筑物免受避雷带和避雷网普遍用来保护较高的建筑物免受雷击。避雷带一般沿屋顶周围装设，高出屋面雷击。避雷带一般沿屋顶周围装设，高出屋面100150mm，支持卡间距离，支持卡间距离115m。避。避雷网除沿屋顶周围装设外，需要时屋顶上面还用网雷网除沿屋顶周围装设外，需要时屋顶上面还用网钢或扁钢纵横连接成网。避雷带和避雷网必须经引钢或扁钢纵横连接成网。避雷带和避雷网必须经引下线与接地装置可靠地连接。下线与接地装置可靠地连接。2避雷器避雷器 避雷器是一种过电压保护设备，用来防避雷器是一种过电压保护设备，用来防止雷电所产生的大气过电压沿架空线路侵入止雷电所产生的大气过电压沿架空线路侵入变电

27、所或其他建筑物内。避雷器也可以限制变电所或其他建筑物内。避雷器也可以限制内部过电压。避雷器与被保护设备并联且位内部过电压。避雷器与被保护设备并联且位于电源侧，其放电电压低于被保护设备的绝于电源侧，其放电电压低于被保护设备的绝缘耐压值。当过电压沿线路侵入时，将首先缘耐压值。当过电压沿线路侵入时，将首先使避雷器击穿并对地放电，从而保护了后面使避雷器击穿并对地放电，从而保护了后面的设备，如图的设备，如图8-1所示。所示。避雷器的形式主要有阀式、排气式、角避雷器的形式主要有阀式、排气式、角式和金属氧化物式等。式和金属氧化物式等。图8-1 避雷器的连接 （1）阀式避雷器）阀式避雷器 阀式避雷器一般用作电

28、力变压器高压侧的防雷。阀式避雷器一般用作电力变压器高压侧的防雷。阀型避雷器如图阀型避雷器如图8-2所示。它由火花间隙和阀片所示。它由火花间隙和阀片(非线性电阻盘非线性电阻盘)串联组成，封装在瓷套管内。火花串联组成，封装在瓷套管内。火花间隙由铜片制成，每对间隙用云母垫来隔开。正常间隙由铜片制成，每对间隙用云母垫来隔开。正常情况下，火花间隙可阻止线路上的工频电流通过，情况下，火花间隙可阻止线路上的工频电流通过，在雷电过电压作用下，火花间隙被击穿放电。在雷电过电压作用下，火花间隙被击穿放电。阀片是用陶料粘固起来的电工用金刚砂颗粒组成阀片是用陶料粘固起来的电工用金刚砂颗粒组成的，在正常情况下，火花间隙

29、对工频电流处于断路的，在正常情况下，火花间隙对工频电流处于断路状态，正常电压时阀片电阻很大；但在过电压时，状态，正常电压时阀片电阻很大；但在过电压时，阀片电阻很小。因此，当线路上出现过电压时，火阀片电阻很小。因此，当线路上出现过电压时，火花间隙被击穿，阀片能使雷电流顺畅地向大地泄放。花间隙被击穿，阀片能使雷电流顺畅地向大地泄放。当过电压消失后，线路上恢复工频电压时，阀片则当过电压消失后，线路上恢复工频电压时，阀片则呈现很大的电阻，使火花间隙绝缘迅速恢复而切断呈现很大的电阻，使火花间隙绝缘迅速恢复而切断工频续流，从而保护线路恢复正常运行。工频续流，从而保护线路恢复正常运行。(a)FS4-10型

30、(b)FS-0.38型l-上接线端；2-火花间隙；3-云母垫圈；4-瓷套管 5-阀片 6-下接线端图8-2 阀型避雷器 根据放电间隙有无并联电阻，可分为没有根据放电间隙有无并联电阻，可分为没有并联电阻的并联电阻的FS型和有并联电阻的型和有并联电阻的FZ型。有型。有电阻并联时，可使每个放电间隙的电压均匀，电阻并联时，可使每个放电间隙的电压均匀，改善消弧性能。改善消弧性能。需要说明的是：当雷电流流过阀片电阻时需要说明的是：当雷电流流过阀片电阻时要形成电压降，这就是残余过电压，称为残要形成电压降，这就是残余过电压，称为残压。残压要加在被保护设备上，因此残压不压。残压要加在被保护设备上，因此残压不能超

31、过设备绝缘允许的耐压值，否则可能击能超过设备绝缘允许的耐压值，否则可能击穿设备绝缘。变配电所内一般采用这种避雷穿设备绝缘。变配电所内一般采用这种避雷器。器。（2）排气式避雷器）排气式避雷器 排气式避雷器又叫管型避雷器（或称气体放电管），它由排气式避雷器又叫管型避雷器（或称气体放电管），它由产气管、内部间隙和外部间隙等产气管、内部间隙和外部间隙等3部分组成。部分组成。当线路发生过电压时，外部间隙和内部间隙都被击穿，将当线路发生过电压时，外部间隙和内部间隙都被击穿，将雷电流泄入大地。随之而来的工频续流雷电流泄入大地。随之而来的工频续流(每当间隙被雷电过电每当间隙被雷电过电压击穿后，在工频电压作用下

32、将有电流继续通过已电离的间压击穿后，在工频电压作用下将有电流继续通过已电离的间隙，这个电流称为工频续流隙，这个电流称为工频续流)也在管内产生电弧，使产气管内也在管内产生电弧，使产气管内产生高压气体从环形管口喷出，强烈吹弧，在电流第一次过产生高压气体从环形管口喷出，强烈吹弧，在电流第一次过零时，即可灭弧。这时外部间隙的空气恢复了绝缘，使避雷零时，即可灭弧。这时外部间隙的空气恢复了绝缘，使避雷器与电力系统隔离，恢复正常运行。器与电力系统隔离，恢复正常运行。排气式避雷器具有残压小的突出优点，简单经济，但动作排气式避雷器具有残压小的突出优点，简单经济，但动作时有气体吹出，所以一般只用于户外线路。时有气

33、体吹出，所以一般只用于户外线路。（3）角式避雷器）角式避雷器(保护间隙保护间隙)角式避雷器又称保护间隙。它是一种最简单的过角式避雷器又称保护间隙。它是一种最简单的过电压保护设备，简单经济、维护方便，但是保护性电压保护设备，简单经济、维护方便，但是保护性能差、灭弧能力小，容易造成接地或短路故障，因能差、灭弧能力小，容易造成接地或短路故障，因此一般要求装设备自动重合闸装置此一般要求装设备自动重合闸装置(ARD)与之配与之配合，以提高供电可靠性。合，以提高供电可靠性。（4）金属氧化物压敏电阻）金属氧化物压敏电阻(MOV)金属氧化物压敏电阻又叫氧化锌避雷器，它是通金属氧化物压敏电阻又叫氧化锌避雷器，它

34、是通信电源设备常用的主要避雷器。它由压敏电阻片构信电源设备常用的主要避雷器。它由压敏电阻片构成，具有优良的阀特性，在工频电压下，呈现极大成，具有优良的阀特性，在工频电压下，呈现极大的电阻，能迅速有效地阻断工频续流；在过电压下，的电阻，能迅速有效地阻断工频续流；在过电压下，电阻很小，能很好地泄放雷电流。金属氧化物避雷电阻很小，能很好地泄放雷电流。金属氧化物避雷器还有体积小、重量轻、结构简单、残压低、响应器还有体积小、重量轻、结构简单、残压低、响应快等优点。快等优点。资讯资讯2通信电源系统的防雷保护原则通信电源系统的防雷保护原则 通信电源系统的防雷保护采用分区保护和多级保护通信电源系统的防雷保护采

35、用分区保护和多级保护措施。措施。根据根据IEC1312-1雷电电磁脉冲的防护雷电电磁脉冲的防护第一部第一部分的一般原则，应将一个易遭雷击的区域按照通信分的一般原则，应将一个易遭雷击的区域按照通信局（站）建筑物内外、通信机房及被保护设备所处局（站）建筑物内外、通信机房及被保护设备所处环境的不同，由外到内把被保护区域划分为不同的环境的不同，由外到内把被保护区域划分为不同的防雷区（防雷区（LPZ），由外而内依次为），由外而内依次为LPZ0、LPZ1、LPZ2等。等。各区域不同雷电电磁脉冲严重程度也不同，相应各区域不同雷电电磁脉冲严重程度也不同，相应的防护对策也不一样。防雷保护区划分如图的防护对策也不

36、一样。防雷保护区划分如图8-3所所示。各区以其交界处的电磁环境有明显改变作为划示。各区以其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。分不同防雷区的特征。图8-3防雷保护区划分 防直击雷区防直击雷区LPZ0A：本区内的各物体都可遭到直：本区内的各物体都可遭到直接雷击，同时在本区内雷电产生的电磁场能自由传接雷击，同时在本区内雷电产生的电磁场能自由传播，本区内的电磁场没有衰减。播，本区内的电磁场没有衰减。防间接雷区防间接雷区LPZ0B：本区内的各物体都在接闪器：本区内的各物体都在接闪器的保护范围内，不可能遭到直接雷击，流经各导体的保护范围内，不可能遭到直接雷击，流经各导体的雷电流比的雷电流

37、比LPZ0A减少，但本区内电磁场没有衰减少，但本区内电磁场没有衰减。减。防雷电电磁脉冲冲击区防雷电电磁脉冲冲击区LPZ1：本区内的各物体在：本区内的各物体在建筑物内，不可能遭到直接雷击，流经各导体的电建筑物内，不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比流比LPZ0B区进一步减小，本区内的电磁场已经区进一步减小，本区内的电磁场已经衰减，衰减程度取决于屏蔽措施。衰减，衰减程度取决于屏蔽措施。后续防雷区后续防雷区LPZ2：如果需要进一步减小所导引的：如果需要进一步减小所导引的电流和电流和/或电磁场，就应再分出后续防雷区，并按或电磁场，就应再分出后续防雷区，并按照保护对象的重要性及其承受浪涌的能力作为选择

38、照保护对象的重要性及其承受浪涌的能力作为选择后续防雷区的条件。通常，防雷区划分级数越多，后续防雷区的条件。通常，防雷区划分级数越多，电磁环境的参数就越低。电磁环境的参数就越低。除分区原则外，防雷保护也要考虑多级保护的措除分区原则外，防雷保护也要考虑多级保护的措施，因为在雷击设备时，设备第一级保护元件动作施，因为在雷击设备时，设备第一级保护元件动作之后，进入设备内部的过电压幅值仍相当高，只有之后，进入设备内部的过电压幅值仍相当高，只有采用多级保护才足以把外来的过电压抑制到电压很采用多级保护才足以把外来的过电压抑制到电压很低水平，以保护设备内部集成电路等元件的安全。低水平，以保护设备内部集成电路等

39、元件的安全。如果设备的耐压水平较高，可采用二级保护，但当如果设备的耐压水平较高，可采用二级保护，但当设备可靠性要求很高、电路元件又极为脆弱时，则设备可靠性要求很高、电路元件又极为脆弱时，则应采用三级或四级保护。应采用三级或四级保护。1一级过电压保护一级过电压保护低压电力电缆防雷保护低压电力电缆防雷保护 在低压电力电缆馈电至交流配电屏前约在低压电力电缆馈电至交流配电屏前约12 m处，处，设第一级保护。一级过电压保护器通常采用设第一级保护。一级过电压保护器通常采用60120kA(8/20s波形波形)的氧化锌防雷箱，一般安的氧化锌防雷箱，一般安装在低压配电柜的电源入口或变压器低压侧，三根装在低压配电

40、柜的电源入口或变压器低压侧，三根相线相线L1、L2、L3和零线和零线N对地分别装设防雷器对地分别装设防雷器(限限压型电涌保护器压型电涌保护器)，防雷器的公共点和，防雷器的公共点和PE线相连。线相连。其主要用途是拦截由供电线路直接进入的雷电过压。其主要用途是拦截由供电线路直接进入的雷电过压。为了防火和切断后续电流，在保护器各相引线上为了防火和切断后续电流，在保护器各相引线上必须串接空气开关或熔丝，其大小要小于前级熔丝。必须串接空气开关或熔丝，其大小要小于前级熔丝。特别要注意的是，所串接的开关或熔丝必须小于系特别要注意的是，所串接的开关或熔丝必须小于系统的短路故障电流，否则在保护器故障时无法起到统

41、的短路故障电流，否则在保护器故障时无法起到保护作用。保护作用。为防止电源电压波动造成的过电压保护的为防止电源电压波动造成的过电压保护的非正常损坏，在供电电压不稳定的地区，选非正常损坏，在供电电压不稳定的地区，选择动作电压较高的过电压保护器择动作电压较高的过电压保护器(交流有效交流有效值为值为320385V)。如果保护器接地点与变压器地网相互连如果保护器接地点与变压器地网相互连通时，宜将各相保护器直接对地连接；保护通时，宜将各相保护器直接对地连接；保护器接地点与变压器地网不连通时，应将各相器接地点与变压器地网不连通时，应将各相保护器先对零线连接，再对地连接。保护器先对零线连接，再对地连接。2二级

42、过电压保护二级过电压保护交流屏内防雷保护交流屏内防雷保护 第二级防雷设在低压交流配电屏内，同样在相线第二级防雷设在低压交流配电屏内，同样在相线与地之间、零线与地之间接防雷器与地之间、零线与地之间接防雷器(限压型电涌保限压型电涌保护器护器)。防雷器宜串接保险丝，以利防火。防雷器宜串接保险丝，以利防火。二级过电压保护器通常采用二级过电压保护器通常采用1540kA(8/20s波形波形)的氧化锌保护器，一般安装的氧化锌保护器，一般安装在电源柜内的电源入口处。它的主要作用是降低一在电源柜内的电源入口处。它的主要作用是降低一级过电压保护器的雷电残压，消除一、二级保护器级过电压保护器的雷电残压，消除一、二级

43、保护器间线路感应的雷电过压，防止地网的电位不平衡。间线路感应的雷电过压，防止地网的电位不平衡。一般可使用一般可使用32A空气开关做保护，对空气开关做保护，对TN系统宜系统宜采用采用4个氧化锌模块对地连接，对个氧化锌模块对地连接，对TT系统宜采用系统宜采用3+NPE的连接方式。有动力监控系统时，可选用的连接方式。有动力监控系统时，可选用遥信模块。工作电压的选取与一级相同。遥信模块。工作电压的选取与一级相同。3三级过电压保护三级过电压保护整流器防雷保护整流器防雷保护 当设备配置分散或有较高要求时，可增加第当设备配置分散或有较高要求时，可增加第三级保护。第三级过电压保护器一般安装在三级保护。第三级过

44、电压保护器一般安装在设备电源入口处，如整流模块的输入端设备电源入口处，如整流模块的输入端(在在整流模块的内部整流模块的内部)或或UPS的输入端。可根据的输入端。可根据情况选用氧化锌、半导体放电管情况选用氧化锌、半导体放电管(SAD)等等器件，通流量为器件，通流量为1015kA。这级防雷器这级防雷器(限压型电涌保护器限压型电涌保护器)的每极的每极通流量约通流量约5kA，残压为，残压为600 V左右。左右。4四级保护四级保护直流电源的过电压保护直流电源的过电压保护 直流过电压保护器一般安装在直流屏、直流配电直流过电压保护器一般安装在直流屏、直流配电盘内，多采用盘内，多采用1015kA氧化锌过电压保

45、护器，并氧化锌过电压保护器，并串接串接16A空气开关作保护。其主要作用是防止直流空气开关作保护。其主要作用是防止直流线路上的雷电感应，消除地网电位不平衡的影响。线路上的雷电感应，消除地网电位不平衡的影响。在直流保护器的安装过程中要充分做好绝缘保护，在直流保护器的安装过程中要充分做好绝缘保护，以避免发生短路。以避免发生短路。开关电源开关电源(48 V系统系统)输出的直流负馈线、输出的直流负馈线、MDF与程控交换机间的直流电力线负极或交换机控与程控交换机间的直流电力线负极或交换机控制中心的微机及远程监控系统被控处理机前的电源制中心的微机及远程监控系统被控处理机前的电源逆变器直流电源负馈线，均应进行

46、防雷保护，即对逆变器直流电源负馈线，均应进行防雷保护，即对地加装限压型电涌保护器，其标称工作电压不小于地加装限压型电涌保护器，其标称工作电压不小于70 V，通流容量应大于，通流容量应大于15 kA，且带保险丝功能。，且带保险丝功能。5通信电源防护应注意的问题通信电源防护应注意的问题 （1）进出通信局）进出通信局(站站)的一般电力线的防护的一般电力线的防护 进局电力电缆的防雷容易引起重视，而其他进出进局电力电缆的防雷容易引起重视，而其他进出通信站的电力线常常被忽视，如照明路灯线、塔灯通信站的电力线常常被忽视，如照明路灯线、塔灯电力线、非通信设施租用通信电力线等。现在宜采电力线、非通信设施租用通信

47、电力线等。现在宜采用太阳能塔灯，可减少一个雷击入侵渠道。其他出用太阳能塔灯，可减少一个雷击入侵渠道。其他出局电力线应在防雷系统的保护范围内，否则应采取局电力线应在防雷系统的保护范围内，否则应采取专门的防雷措施。专门的防雷措施。（2）避雷器的安装）避雷器的安装 避雷器的防雷能力与安装方式有密切关系，主要避雷器的防雷能力与安装方式有密切关系，主要是引线电感会产生额外的残压，应尽可能地缩短电是引线电感会产生额外的残压，应尽可能地缩短电力线与避雷器的连线和避雷器与接地汇接板连线的力线与避雷器的连线和避雷器与接地汇接板连线的长度。长度。（3）多级避雷器的连接）多级避雷器的连接 布置多级避雷器可减小引线电

48、感带来的布置多级避雷器可减小引线电感带来的额外残压，因为前级避雷器已将大部分雷电额外残压，因为前级避雷器已将大部分雷电流泄放入地，在后级的避雷器只泄放少部分流泄放入地，在后级的避雷器只泄放少部分雷电流，雷电流的减小必然导致引线上的附雷电流，雷电流的减小必然导致引线上的附加残压减小。为保证避雷器由前到后顺序泄加残压减小。为保证避雷器由前到后顺序泄放，避雷器的动作电压应是后级不高于前级。放，避雷器的动作电压应是后级不高于前级。避雷器之间的电力电缆长度不小于避雷器之间的电力电缆长度不小于15m。（4）电力电缆耐雷电冲击指标）电力电缆耐雷电冲击指标 高、低压电力电缆耐雷电冲击指标见表高、低压电力电缆耐

49、雷电冲击指标见表8-1。表8-1 电力电缆耐雷电冲击指标电力电缆类型额定电压(V)模拟雷电冲击电压渡电压峰值(kV)(12/50s)高压电力电缆1000075660060低压电力电缆220/3806资讯资讯3电源系统的过电压保护电源系统的过电压保护 通信电源用电涌保护器通信电源用电涌保护器(SPD)是目前通信局是目前通信局(站站)用于防止雷电流、操作过电压对通信设备破坏的保用于防止雷电流、操作过电压对通信设备破坏的保护器件。护器件。电涌保护器分为开关型电涌保护器分为开关型SPD、限压型、限压型SPD和组和组合型合型SPD。开关型。开关型SPD安装在通信局安装在通信局(站站)外，一外，一般用在般

50、用在LPZ0BLPZ1区，作为电源系统的防雷，区，作为电源系统的防雷，可疏导可疏导10/350s的模拟雷电冲击电流。限压型的模拟雷电冲击电流。限压型SPD安装在建筑物内，一般用在安装在建筑物内，一般用在LPZ1和和LPZ2区区至至n区。限压型区。限压型SPD一般由氧化锌压敏电阻或半导一般由氧化锌压敏电阻或半导体放电管等元器件组成。组合型体放电管等元器件组成。组合型SPD一般由氧化锌一般由氧化锌压敏电阻与滤波器或半导体放电管与氧化锌压敏电压敏电阻与滤波器或半导体放电管与氧化锌压敏电阻等电路组成。阻等电路组成。在开关型和限压型在开关型和限压型SPD中，常用的器件包括气中，常用的器件包括气体放电管、