中国电信湖南分公司。
通信局防雷接地工程改造设计方案。
obo中国培训中心。
2023年11月。
湖南是年雷暴日较高的地区。一般而言，电信通信局（站）大都建在郊外或农村。地处雷暴强度较强、雷暴日较多通信局（站）雷击事故概率较大，站内用户板、主总线板、子总线板、系统主控板、2mb/s接口和电源模块较容易遭受雷击的损坏。
据统计通信局（站）设备的损坏有95%是由于雷电过电压导致的。
湖南地区大部分通信支局地处于山区，都是容易遭受雷击的地方，特别是许多支局都与移动通信基站共址，由于移动的铁塔的引雷作用，通信局遭受雷击的可能性更高。而据我们的调查结果也证实了这一点。例如：
2023年7月16日福建尾山站，下午5时遭受雷击，雷击损坏机架内主总线板（mbam）1块、子总线板（ebam）两块、系统主控板（scm）2块、e1 板1块、用户（fxs）板48块（其中14块各别端口损坏，34块端口指示灯长亮或不停闪烁）、mcu、直流分配板（pdp）3个熔丝烧短、传输单元（omux） 。同一天晚上，福建南安有3个站遭受雷击，其中2个站吊死，经断电后重新启动后恢复；另一个站雷击损坏scm 板1块，fxs板5块。另外同一个地区的紫山、南星站的雷击事故，主要是由于雷电侵入配电系统造成电源设备或者雷电过电压保护器（spd）损坏，其中紫山总配电箱处第一级50ka的spd箱和开关电源内安装的40ka的spd都有一相被击坏。
从以上的情况我们可以看到湖南地区的通信局（站）的雷害形势很严峻，对通信局（站）的雷电过电压的保护显得尤为重要。我们在对龙岩的支局做了抽点勘查，在此基础上设计一套比较完整而且易于操作的防雷接地方案，以防止移动通信局（站）遭受雷害，确保基站内设备的安全和正常工作，确保建筑物、站内工作人员的安全，提高网络运行的安全系数。
1) ydj26-89《通信局(站)接地设计暂行技术规范》（综合楼部分）
原邮电部第一个通信局（站）防雷接地标准，在世界上第一个将联合接地的理论写在通信局（站）防雷接地的标准中。
2) yd2011-93《微波站防雷与接地设计规范》
3) yd5068-98《移动通信基站防雷与接地设计规范》
4) yd5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》
5) yd5098-2001《通信局(站)雷电过电压保护设计规范》
是为了解决综合通信大楼、交换局、数据局、模块局、接入**、ip**、移动通信基站、卫星地球站、微波站等因雷电感应通过电源线、信号线、网络数据线、天馈线、遥控系统、监控系统引入的雷害，确保通信设备的安全和正常工作而编制的。
6) iec1312 《雷电电磁脉冲的防护》
本标准为建筑物内或建筑物顶部信息系统有效的雷电防护系统的设计、安装、检查、维护；并对装有这系统（如电子系统）的建筑物评估lemp屏蔽措施的效率的方法。针对现有的防雷器（spd）应用在防雷区概念安装上提出相关的要求。
7） iec 61643 《spd电源防雷器》
本标准对电源防雷器用于交直流电源电路和设备上，额定电压在或电源防雷器分级分类测试和应用。
8） iec 61644 《spd 通讯网络防雷器》
本标准对通讯网络防雷器用于通信信号网络系统，这类防雷器内置过压过流元器件，额定电压在或通信网络防雷器分级分类测试和应用。
9) vde0675 《过电压保护器》
过电压放电保护器（电源防雷器）适用于额定交直流电压在100v至1000v范围内之供电配电系统，对应于防雷器作出分级分类要求。
目前各种建筑大楼大多数仍采用避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。但是，随着现代电子技术的不断发展，精密电子设备被广泛应用在各行业的计算机、通信网络的运行系统中。这些高精度的微电子计算机设备内置大量的cmos半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。
（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏。
）无法保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行。
经多年的实际的雷灾事例发现，设备遭受雷击损坏一般是由如下途径：一、直击雷经过接闪器（如避雷针（带））而直放入地，导致地网地电位上升，高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击。二、雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压。
三、进出大楼或机房的电源线和通信线等在大楼外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。
因此，应对以上三种途径对整个入侵的雷电压及过电流进行防护。
a 、 大楼通过建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法拉第笼式接地系统。它是消除地电位反击有效的措施。
应符合下列要求：1、安装的避雷针或避雷线（网）应使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器保护范围内。架空避雷网的网格尺寸不应大于5m*5m或6m*4m。
2、所有避雷针应采用避雷带互相连接。3、建筑物应装设均压环。4、防直击雷的接地装置应围绕建筑物敷设成环型接地体，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10ω。
b、 机房内通信电缆以及地线的布放和连接，通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式时，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下要求：
通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。
通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离。
通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。
c、根据iec（国际电工委员会）雷电保护区的划分要求，建筑物大楼外部是直接雷的区域，在这个区域内的设备最容易遭受损害，危险性最高，是暴露区，为0区；建筑物内部及计算机房所处的位置为非暴露区，可将其分为1区、2区，越往内部，危险程度越低，雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入(如图1)。保护区的界面通过外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏蔽层而形成。电气通道以及金属管则通过这些界面，穿过各级雷电保护区的金属构件必须在每一穿过点做等电位连接。
进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在lpz0与lpz1、lpz1与lpz2区交界处，以及终端设备的前端根据iec1312——雷电电磁脉冲防护标准，安装上obo之不同类别的电源类spd，以及通讯网络类spd(如图2)。(spd瞬态过电压保护器)，spd是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导电涌过电压的有效手段。
三、机房防雷概述。
通信局（站）雷电过电压保护工程的基础应建立在联合接地、均压等电位分区保护之上是非常重要的，另外通信局（站）雷电过电压保护设计应根据电磁兼容原理，按防雷区划分，对电涌保护器的安装位置进行合理规划。
通信局（站）雷电过电压保护并非是简单的、单一的雷电过电压保护器件应用，而是应用电磁兼容的原理，根据雷电保护区的划分，对一个通信局（站）进行综合、多级雷电过电压保护。
电源线是雷电侵入的一个主要途径，因此我们要重点防护，一般采用多级保护，建在乡镇和农村，地处多雷区以上，与移动通信基站共用机房的通信局，在电力室入口处的总配电箱应安装冲击通流容量标不小于100ka的限压型spd。通信设备的直流输入端应加装 –48v spd。
关于电源系统的防雷是我们的整个方案中的一个重点内容，在后面我们作为专门一章详细阐述。
对于市话局（站），根据itu-t k11建议《过电压和过电流防护的原则》和电磁兼容的基本原理，配线架与程控交换机用户板过电压和过电流防护的关系，应是相辅相成的，作为出入通信局站的市话电缆，是雷电过电压和用户线与电力线碰线引入的过电流的主要诱因。由于，配线架与程控交换机用户板都具备抗击雷电过电压和过电流的能力，作为第一级配线架的保安单元与第二级程控交换机用户板的保护电路之间有一个协调的关系，第一级用于一次保护的元件与第二级用于二次保护的元件作用是不同的，作为雷电过电压和工频过电流防护的原则：，第一级的保护元件要承受雷电过电压和工频过电流的主要能量，而第二级保护元件侧承受经过第一级保护后剩余的能量。
对于通信局讲，与mdf连接的市话电缆是雷电的第一渠道，由于mdf机架是保护接入网设备的第一级屏障，用户板是第二级保护。一般保安单元采用的是陶瓷放电管，用户板采用箝位二极管，如果两级保护不能有效的配合，雷电可能在mdf架保安单元没有动作时，已经进入接入网设备的用户板，致使用户板的损坏，因此mdf架保安单元的器件选择就是至关重要了。随着技术的进步，出现了纳秒级的保护器件固体放电管，固体放电管采用半导体材料，有以下主要技术特征：
-- 对浪涌电压的响应速度非常快，其对雷电的反映高达1ns，可以和第二级同时甚至更快的对设备保护，将雷电流泻放入地。
--不存在劣化问题，无须进行历年的经常性保安单元放电管的检测工作；
--半导体放电管既适用于普通**的300～3400hz模拟传输，也适用于isdn的m2b+d的数字传输，采用高性能的sad可将传输速率提高到2mb以上；
--半导体放电管的失效模式是接地保护，
由于其优越的特点，在mdf架选择半导体放电管作为保安单元的器件是今后发展的趋势。
对通信局传输设备2mb/s接口的保护，是接入**安全运行的确切保障。2mb同轴线缆是用在传输设备和交换设备之间，都处在机房内部，一般情况下不会有大的过电压产生，但是当该线路长度较大时，就有可能在上面感应出较大的过电压，这时2mb/s接口安装保护器是必需的。
局间的信号传输现在都是采用光纤来传输，因光纤本身是非金属材料制成的，它上面不会产生过电压，损坏设备，但是光纤的加强筋上面有可能在雷击时产生较高的过电压，损坏光纤及收发设备。因此光纤的加强筋在进入通信局时要妥善接地。
没有良好的接地，任何防雷都是空谈，防雷器都是形同虚设。通信局（站）雷电过电压保护工程是建立在联合接地基础上。《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》（yd5098-2001）标准的第一部分“总则”第1.
0.3条：通信局（站）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。
《通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分）》（ydj26-89）标准的第三章“接地系统“之3.1.2条“接地体埋深（指接地体上端）一般小于0.
7米。在寒冷地区，接地体应埋设在冻土层以下”和之3.1.
4条“接地体一般采用镀锌钢材，其规格要求如下：钢管壁厚应小于3.5mm；角钢应不小于50*50*5mm；扁钢应不小于40*4mm”。
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