浅谈电力通信设备防雷与接地的检测

【摘 要】：本文介绍了电力通信设备雷击的途径及发生原因，提出了电力通信系统的一般防雷、接地保护措施，特别是针对通信电源系统、通信线路的防雷及电力通信系统接地提出具体的要求，对电力通信系统如何实现防雷与接地保护进行了阐述。

【关键词】：电力设备；通信系统；防雷保护；接地检测；

随着电网水平和电网规模不断扩大，用户数量不断增多，用户对服务质量的要求也越来越高。近几年，我国很多电网电力通信设备因为防雷设施失效或不完善而遭受雷击，给电网带来了一定的经济损失。为减少电力通信设备遭受雷害的损失，确保电网安全、工作人员的安全，切实保障电网的安全可靠运行，各级电力维护管理部门应强化安全意识，严格按照规定检查项目内容和检查周期进行维护检查，发现问题及时整改，尽快完善接地、防雷设施，确保电网安全可靠运行。

一、雷击通信系统的途径

1.雷电直击通信设备

通常而言，一般的建筑物都有较完好的避雷系统，当发生雷击时，避雷系统可将雷电流引至自身，并通过地线泄放雷电流，从而保护了避雷系统保护范围内的设备和物体（包括通信设备）。实际运行表明，在避雷系统保护范围内，被保护物体仍有遭雷击的可能，即雷电直击到物体上成为直击雷。这种情况将造成整个系统设备的大规模报废损坏。

2.雷电冲击波通过户外线路侵入通信设备

由于闪电脉冲放电峰值大，电场强，电流随时间变化率大，且放电过程形成的频谱范围宽（约1hz∽100Mhz），因此，对架空线、电缆、电线及一切金属导体都会感应强大的感应过电压和感应过电流。因此，一旦线路感应的雷击过电压，过电流被引入通信系统设备中，将产生严重的干扰甚至毁坏设备，造成通信系统中断。

3.雷击大地或接地体，损害其对地绝缘

当雷电流经避雷系统流入大地或雷电直接击中大地时，由于避雷引入线本身的电感和电阻，特别是接地网电阻会引起地电位的突然上升，从而对设备产生反击，如果雷击电流过大，接地网电阻也会使雷击地电位抬升超过设备的绝缘水平造成设备绝缘损坏。

二．电源设备防雷预防和保护措施

1.室外引入线的避雷措施

由于室外引入线（包括电源线、信号线、天馈线）较易感雷电压或雷电流，并沿线侵入室内设备，因此，应加大对室外设备引入线的日常检测，在所有的电线电缆入户内处加装合适的避雷器，且可靠接地，使得沿导线传来的雷电引发的高压电脉冲在避雷器处分流入地，即在入屋处分流雷电流。

2.电源设备的保护措施

电力通信系统使用的通信电源的供电主要是由变电站、大楼的低压配电室引入，其电源高压端的防雷保护已由变电专业实施。因此，对于通信电源系统的日常监测与雷电防护工作，应采取以下的检测方案：

（1）应开展对通信电源的交流配电柜或整流电源柜的检测，要确保交流入口安装具有相对地及中性线对地保护模式标称放电电流不小于10KA（8/20us）的第三级交流电源SPD。通信电源的直流配电柜安装具有负极对地保护模式标称

放电电流不小于10KA（8/20us）的直流电源SPD。

（2）对于UPS不间断电源设备的日常监测，我们应将电源系统检测与防护的重点放在对UPS不间断电源的输入和输出端的保护上。即防雷保护设计采取第一级火花间隙放电保护，在UPS电源输入端安装两级半导体过电压防雷保护，在三级雷击电流放电器间安装解耦器来协调各级间对雷电波或浪涌电压的有效吸收和释放。在三级防雷保护中，通过第一级粗保护、第二级为中级保护与第三级为细保护主实现对雷电流的吸收通过地线设备将电流泄入大地。

3.户外线路的避雷保护

对户外线路应进行日常监测，要检查线杆上是否装设有避雷线。如发现没有及时进行装设，以确保当雷击线杆时，保护电杆本身及保护角内的其它杆上设备，避雷线一般采用直径为4mm镀锌钢线，利用拉线直接入地，其接地电阻一般要小于10欧姆。凡从户外引入通信设备的各种电缆应有金属外皮或穿入金属管道，金属外皮或金属管道外壁应与接地网可靠相连。

三、电力设备防雷接地检测及预防措施

在国际通行的建筑防雷设计规范中，通信机房一般被列为一类防雷设施，通常会在机房建筑设计时就加强对其防雷保护的设计。但是由于通常通信站房自然条件复杂，突然电阻率高，通常因机房位置较高因此常容易遭受到雷电直击和绕击，为此，尽管已装设一定的防雷设施和防雷保护接地。但仍然要加大对通信基站的日常检测，以确保电力设备能够安全高效的运行。以下就日常应强化进行检测的几个内容进行阐述和分析。

1.为防止机房被绕击应多采用避雷带保护单个建筑物的边缘及凸出部分，而尽量少用避雷针等。同时通信机房房顶的四周应敷设均压带，形成闭合环形避雷带，并用两根以上的引下线与围绕设备房埋设的水平闭合接地带相连，接地带与机房内沿墙敷设的环形接地母线至少有两根5×50mm的扁铁相连，室内各种设备的外壳、电缆屏蔽层等与室内接地母线连接。这样做可以使所引下的雷电流发散或均匀，减少可能出现的感应过电压。

2.在通信机房内部六面应有屏蔽网装置，屏蔽网装置、机房的建筑钢筋、金属架构、接地线的引出点等相互连接，形成等电位法拉第笼。通信机房应安装环形接地网，采用50x5mm 的铜排，围绕机房、离墙50mm 敷设环形接地母线。用4 条截面不小于90mm2 的铜排连接线将环形接地母线与机房墙角四个接地线引出点铜焊接。采用Φ16mm 的热镀锌圆钢或50x5mm 的镀锌扁钢从建筑物一楼地网的接地点敷设至少2 条独立地线到机房连接。机房环形接地母线接地电阻要求小于4Ω。通信机房走线架也要与环形接地母线进行可靠连接。

3.设备机柜应内应配置左右两侧横截面不小于5mm×30mm接地铜排，每侧铜排必须提供上下两个外界地网接地点。机柜内19英寸机架与设备子机箱等挂点连接处必须采用优良导体材料（铜、不锈钢、镀锌钢材或铝合金质地），不得有油漆等绝缘材料覆盖层，且与机柜的接地铜排连接良好。机柜前、后门必须有不小于6mm?的铜质地线与机柜接地铜排可靠连接。

四、总结

随着电力系统的发展和现代化，通信系统提供的各种通道和功能的稳定和可靠对于电力系统安全运行具有很重要的现实意义。特别是计算机的联网，遥控遥测设备的增多，通信系统一但遭受雷击而出现故障会造成调度中断或系统瘫痪，进而造成大面积停电等事故，因此对于电力通信而言雷击的危害是不可勿视和必须解决的。

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第二篇：供电系统的防雷与接地

3．1供电系统的防雷与接地

3．1．1移动通信基站的交流供电系统应采用三相互线制供电方式。

3．1．2移动通信基站宜设置专用电力变压器，电力线宜采用具有金属护套或绝缘护套电缆钢管埋地引入移动通信基站，电力电缆金属护套或钢管两端应就近可靠接地。

3．1．3当电力变压器高在站外时，对于地处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω·m的暴露地区的架空高压电力线路，宜在其上方架设避雷线，其长度不宜小于500m。电力线应避雷线的25°角保护范围内，避雷线(除终端杆处)应每杆作一次接地。

为确保安全，宜在避雷线终端杆的前一杆上，增装一组氧化锌避雷器。

若已建站的架空高压电力线路防雷改造采用避雷线有困难时，可在架空高压电力线路终端杆、终端杆前第一、第三或第二、第四杆上各增设一组氧化锌避雷器，同时在第三杆或和四杆增设一组高大保险丝。

避雷线与避雷器的接地体宜设计成辐射形或环形。

3．1．4当电力变压器设在站内时，其高大电力线应采用电力电缆从地下进站，电缆长度不宜小于200m，电力电缆与架空电力线连接处三根相线应加装氧化锌避雷器，电缆两端金属外护层应就近接地。

3．1．5移动通信箕站交流电力变压器高压侧的三根相线，应分别就近对地加装氧化锌避雷器，电力变压器低压侧三根相线应分别地加装无间隙氧化锌避雷器，变压器的机壳、低压侧的交流零线，以及与变压器相连的电力电缆的金属外护运载，应就近接地。出入基站的所有电力线均应在出口处加装避雷器。

3．1．6入移动通信基站的低压电力电缆宜从地下引入机房，其长度不宜小于50m(当变压器高压侧已采用电力电缆时，低压电力电缆长度不限)。电力电缆在时入机房交流屏处应加装避雷器，从屏内引出的零线不作重复接地。

3．1．7动通信基站供电设备的正常不带电的金属部分、避雷器的接地端，均应作保护接地，严禁作接零保护。

3．1．8动通信基站直流工作地，应从室内接地汇集线上就近引接，接地线截面积应满足最大负荷的要求，一般为35～95㎜2，材料为我股铜线。

3．1．9移动通信基站电源设备应满足相关标准、规范中关于耐雷电冲击指标的规定，交流屏、整流器(或高频开关电源)应设有分级防护装置。

3．1．10电源避雷器和天馈线避雷器的耐雷电冲击指标等参数应符合相关标准、规范的规定。

3．2铁塔的防雷与接地

3．2．1移动通信基站铁塔应有完善的防直击雷及二次感应雷的防雷装置。

3．2．2移动通信基站铁塔宜采用太阳能塔灯。对于使用交流电馈电的航空标专灯，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进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。

3．3天馈线系统的防雷与接地

3．3．1移动通信基站天线应在接闪器的保护范围内，接闪器应设置专用雷电流引下线，材料宜采用40㎜×4㎜的镀锌扁钢。

3．3．2基站同轴电缆馈线的金属外护层，应在上部、下部和经走线架进机房入口处就近接地，在机房入口处的接地应就近与地网引出的接地线妥善连通。当铁塔高度大于或等于60m时，同轴电缆馈线的金属外护层还应在铁塔中部增加一处接地。

3．3．3同轴电缆馈线进入机房后与通信设备连接处应接装馈线避雷器，以防来自天馈线引入引入的感应雷。馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上，选择馈线避雷器时应考虑阻抗、衰耗、工作频段等指标与通信设备相适应。

3．4号线路的防雷与接地

3．4．1信号电缆应由地下进出移动通信基站，电缆内芯线在进站处应加装相应的信号避雷器，避雷器和电缆内的空线对均应作保护接地。站区内严禁布放架空缆线。

3．4．2对于地处年雷暴日大于20天、大地电阻率大于100Ω·m地区的新建信号电缆，宜采取在电缆上方布放排流线或采用有金属外护套的电缆，亦可采用光缆，以防雷击。

3．5其他设施的防雷与接地

3．5．1移动通信基站的建筑物应的完善的防直击雷及抑制二次感应雷的防雷装置(避雷网、避雷带和接闪器等)。

3．5．2机房顶部的各种金属设施，均应分别与屋顶避雷带就近连通。机房屋顶的彩灯应安装在避雷带下方。

3．5．3机房内走线架、吊挂铁架、机架或机壳、金属通风管道、金属门窗等均应作保护接地。保护接地引线一般宜采用截面积不小于35㎜2的多股铜导线。

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