雷電防護及接地

2019-11-03 09:54:10

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雷電防護及接地北京長城移動通信公司宋向東接要：隨著光纖通信技術的發展及個人電腦（PC）的普及，對通信設施的雷電防護提出了新的要求；隨著城市現代化的進展，利用輔助電極測試地線電阻的辦法，愈來愈困難。本文將提供這方面的解決辦法。一、雷電防護及接地技術以解決通信網絡（含用戶終端）的過電壓保護為目的，現已開發出了各種各樣的雷電防護及接地技術，這些都是確保通信網絡可靠性的重要技術，也是通信領域中重要的基礎技術。現已普遍采用的電信大樓綜合接地（一點接地）和引入的各種保安器，就是目前行之有效的辦法。但是，現在已進入到光纖通信時代，連在通信網上的用戶終端，同時還要與交流電源線相連，在用戶終端上采用的大規模集成電路愈來愈多，這此新特點對雷電防護和接地，提出了新要求，我們必須設法去適應這些新特點。二、接地電阻測試技術近些年來，由于數字技術和光通信技術的發展，使原來安裝在電話局內的一部分交換、傳輸設備向用戶側移動，并常把這些設備安裝到一般住宅樓內和架空處，因此再要求它們與電話局的機房樓有相同的屏蔽效果，那顯然是不可能的，那么該怎么辦呢?現在一方面要求這些設備提高適應性，另一方面，為了防止漏電和雷電壓對人身和設備的危害，接地技術和雷電防護就至關重要。從接地的目的來看，特別是對室外設備接地，防漏電和防雷電就顯得特別重要。對它們的接地電阻要求，技術規范上都有明確的規定，照辦就是了。為了保證接地電阻值符合規范要求，施工后的接地電阻的測試工作就非常有必要。但是隨著城市現代化的進展，現在城市的道路和便道全都被瀝清路面或混凝土路面所覆蓋，現在若仍采用輔助電極法去測試地線電阻，實在是困難太多了。下面將對新舊地線電阻測試方法進行一下介紹。1、現行的地線電阻測試法地線的接地電阻等于接地電極的電位與注入的電流的比值現行的地線電阻測試方法，如圖1所示。其中E是接地電極，C是注入電流用的輔助電極，P是為了測試電位用的輔助電極假想的參考點。測試時，信號器在E~C電極間加上500~2KHz的交流電流就按圖中虛線進得流動，由電流表和電壓表上的讀數，就可求出地線電阻值。為了測試值的準確，要求各電極間的距離不得小于10米。這個距離要求，在大城市的市區，往往難以作到。2、新的地線電阻測試法新的地線電阻測試原理，見圖2。圖中E為接地電極，金屬板為電流回歸路，測試由接地電極、大地、金屬板和測試線構成的閉合回路的阻抗，可推算出地線的接地電阻。該方法很適合于城市中采用。三、雷電防護近來在用戶家中，與通信網相連的電話機、傳真機、PC機、調制解調器等設備中，愈來愈多的同時又和交流電源線相連，因此這些設備遭受雷害的影響，不僅可由通信線上引過來，而且還有可能從電源線上引過來，所以遭受雷害的概率加大了。通信設施的雷害和它的對策可以從下二個方面進行分析：1、單個話機時的情況在通信上遭受雷電涌襲擊的情況下，則會在通信線上引起感應電壓。若因雷擊而在通信線上產生了過電壓，該過電壓則會使用戶的保安器動作，通過接地線使雷電流進入到大地，在地線上產生電壓降，使地電位升高，同時也使話機的電位升高。但雷電流很快會通過地線入地，話機上的電位升高不致破壞話機的絕緣，因而話機得到了保護。2、用戶終端既連通信網又連交流電源線的情況在用戶終端既連通信線又連電源線的情況下，若通信線上遭受雷擊。因為通信線地線與交流電源線地線分設，由于雷擊將會在兩個地線間產生大的電位差，由通信線上侵入的雷電流，經通信線上的保安器地線入地，產生地電位升高，由于兩接地體間的電位差的作用，使雷電流通過用戶終端設備泄漏到交流電源系統上，把用戶終端設備燒壞。對于通信用戶終端既同通信線相連，又同交流電源線相接時，現行常用的防雷方法有：共同接地法、避雷器傍路法、絕緣法。詳見圖4但是無論采用哪種方法，要是完全做到隔斷雷電流和用戶終端，一是不太容易，二是所花代價太高。四、防雷技術的新發展為了克服現行防雷方法的缺點，日本NTT公司新近推出了一種新的防雷方法，即防雷斷路器的采用。防雷斷路器系統的概要，如圖7所示。雷防護斷路器接在交流電源線上，其接點平時處在閉合狀態。現以雷防護斷路器接在電源線上（圖7）進行一下說明。當通信線遭受雷擊時，兩地線間出現電位差，雷電流從通信線上經用戶終端泄漏到交流電源線上，接在電源線上的雷防護斷路器的雷電流檢測器，對雷電流進行監測，當該電流值超過規定的閥值時，由斷路器中的繼電器將接點打開，把電源線與用戶終端斷開、分離、切斷雷電流的路徑，從而達到用戶終端雷防護的目的。對于在近傍落雷，要做到雷防護是很困難的。因為近傍落雷，將會產生大規模的雷電漏，它的出現是微秒級的，要在這么短的時間內要繼電器動作切斷閉合接點，那是不太容易辦到的，但這種概率很小。本方式適合于雷由遠向近。對于較遠的雷，由它引起的雷感應電壓也較小，它不至于使用戶終端達到損傷或誤動作的程度；當雷擊靠近時，這時的雷感應電壓達到中等程度，使繼電器動作，切斷電源線與用戶終端的連接，其后在近傍落雷，產生大的雷電漏，由于電源線已與用戶終端斷開，用戶終端得到了保護。雷電時間一般不會超過2~3小時。在斷路器中還沒有定時電路。由繼電器切斷閉合接點開始，定時電路開始工作，在2~3小時后，使斷路器恢復正常，即接點閉合。對雷電的防護是將交流電源線斷開，此時用戶終端上已沒有交流電源。為了解決這個問題，可采用備用電池的辦法，以保通信。

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