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中国铁塔防雷接地培训

		点击数：	更新时间： 2021年11月08日
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中国铁塔防雷接地技术培训

1.6 通信局站的防雷接地

接地系统概述
接地的概念
接地的分类和作用
联合接地系统
对接地电阻的要求
通信电源系统的防雷

1.6 接地系统概述

所谓“接地”就是为了工作或保护的目的，将电气设备或通信设备中的接地端子，通过接地装置与大地做良好的电气连接
   移动基站的接地系统包含：接地体，接地总汇集线、接地引入线、接地排等。

设备接地的路径为：设备的接地线→接地排→接地总汇集线→接地引入线→接地体，就实现了设备与大地的接地连接。

1.6 接地系统概述

①接地体
②接地引线
③接地线排
④接地线
⑤配电屏地线排
⑥去通信机房汇流排
⑦设备接地端子

（1）接地的基本概念
1.接地体：为使电流入地而埋入地下，与土壤成电气接触的金属部件被称为接地体
2.接地引入线：从接地体连接到接地线排的导体，称为接地引入线。
3.接地线排（汇集线）：接地汇集线是与各通信机房接地线相连接的接地干线。
4.接地配线：各类设备的接地端与接地汇集线之间的连线，称为接地配线。
5.接地装置：所有接地体与接地引线组成的装置，称为接地装置。
6.接地系统：接地装置通过接地线与设备的接地端子连接起来就构成了接地系统。
7.接地电阻：接地体对地电阻和接地引线电阻的总和，称为接地装置的接地电阻。

（1）接地的基本概念
8.对地电压、接触电压、跨步电压
对地电压：电气设备的接地部分，如接地外壳、接地线或接地体等与大地之间的电位差，称为接地的对地电压Ud。
接触电压：在接地电阻回路上，一个人同时触及的两点间所呈现的电位差，称为接触电压。
跨步电压：在电场作用范围内（以接地点为圆心，20m为半径的圆周），人体如双脚分开站立，则施加于两脚的电位不同而导致两脚间存在电位差，此电位差便称为跨步电压UK。

（2）接地的分类
通信电源接地系统的分类
按带电性质可分为：交流接地系统、直流接地系统
按用途可分为：工作接地系统、保护接地系统、防雷接地系统
防雷接地系统中又可分为设备防雷和建筑防雷。

（2）交流接地系统
交流接地系统有工作接地和保护接地
工作接地：在低压交流电网中就是将三相电源中的中性点直接接地，称为交流工作接地。
交流工作接地的作用
将三相交流负荷不平衡引起的在中性线上的不平衡电流泄放于地，以及减小中性点偏移，保证各相设备的正常运行。接地以后的中性线称为零线。

（2）防雷接地
在通信局（站）中，通常有两种防雷接地：
一种是为保护建筑物或天线不受雷击而专设的避雷针接地装置，这是由建筑部门设计安装的；
另一种是为了防止雷击过电压对通信设备或电源设备的破坏需安装避雷器而埋设的防雷接地装置，如高压避雷器的下接线端汇接后接到接地装置。

（2）直流接地系统
按照性质和用途的不同，直流接地系统分为工作接地和保护接地两种。
工作接地用于保护通信设备和直流通信电源设备的正常工作
保护接地则用于保护人身和设备的安全
电池一极接地，称为直流工作接地，如-48V、-24V电源的正极接地等。
在通信系统中，将直流设备的金属外壳和电缆金属护套等部分接地，叫直流保护接地。其作用主要有以下几点：
1.防止直流设备绝缘损坏时发生触电危险，保证维护人员的人身安全。
2.减小设备和线路中的电磁感应，保持一个稳定的电位，达到屏蔽的目的，减小杂音的干扰，以及防止静电的发生。

（3）联合接地系统
联合接地系统把原先分设的工作接地、保护接地、防雷接地等各种单设的接地装置合设成一个地网，而各种不同用途接地系统均接着统一的地网。
通信局（站）明确规定采用联合接地技术
联合接地系统由接地体、接地引入线、接地汇集线、接地线所组成
采用联合接地方式，使整个大楼内的所有接地系统联合组成低接地电阻值的均压网

（3）联合接地系统
-接地线网络有树干形接地地线网，多点接地地线网，一点接地地线网。一点接地地线网是由接地电极系统的一点，放射形接到各主干线，再连接各个用电设备系统

（3）联合接地系统
对通信大楼建筑与双层地面的要求：
要求建筑物混凝土内采用钢框架与钢筋互连，并连接联合地线焊接成法拉弟“鼠笼罩”状的封闭体，才能使封闭导体的表面电位变化形成等位面（其内部场强为零），这样，各层接地点电位同时进行升高或降低的变化，使之不产生层间电位差，也避免了内部电磁场强度的变化

（4）对接地电阻的要求
一般来说，接地电阻越小越好，但接地电阻越小，接地装置的造价就越高。
交流接地系统中，交流工作接地电阻值大小主要根据配电变压器容量决定，当S ≦100KVA时，接地电阻值R ≦10Ω;当S ﹥ 100KVA时，接地电阻值R  ≦4Ω。
无论作为单独的接地保护还是与零线作重复接地保护，其接地电阻体应不大于10 Ω

1.6 .2通信局站的防雷

通信电源系统的防雷
雷电过电压及影响
防雷原则及方法
防雷器
基站雷电引入路径
基站防雷措施

（1）雷电过电压及影响
雷击分为两种形式：即感应雷与直击雷
感应雷指附近发生雷击时设备或线路产生静电感应或电磁感应所产生的雷击
直击雷是雷电直接击中电气设备或线路，造成强大的雷电流通过击中的物体泄放入地
直击雷峰值电流可达75KA以上，所以破坏性很大。大部分雷击为感应雷，其峰值电流较小，一般在15KA以内

（2）防雷的基本原则
防雷的基本原则
- 防雷的基本途径就是提供一条使雷电（包括雷电电磁脉冲辐射）对地泄放的合理低阻抗路径，而不能让其随机性的选择放电通道，其含义就是要控制雷电能量的泄放与转换，这就是防雷的基本原则。
防雷主要采用“抗”和“泄”的方法
-“抗”指各种电器设备应具有一定的绝缘水平，以提高其抵抗雷电破坏的能力
- “泄”指使用足够的避雷元器件，将雷电引向自身从而泄入大地，以削弱雷电的破坏力

（2）防雷的基本方法
1.接闪（传导），就是用避雷针、避雷网、避雷带、避雷线等装置，把闪电的强大电流传导到大地中去。
2.均压连接（搭接），通过把各种金属物用粗导线焊接起来，或把它们直接焊接起来，从而保证等电位。
3.联合接地，就是将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。机房内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。
4.分流，就是在一切从室外来的导线（包括电力电源线、电话线或信号线、天线的馈线等）与接地装置或接地线之间并联一种适当的避雷器。

（2）防雷的基本方法
5.屏蔽，就是网、箔、壳或管子等导体把需要保护的对象包围起来，使闪电的电磁脉冲从空间入侵的通道全部截断。
6.躲避，在雷雨来临时，关掉设备，关掉一切电源插头，将天线的馈线连接到接地装置上。
以上方法是有机结合的，单独一项不会起到有效的防护作用的。

（3）防雷器
常见的防雷器有接闪器、消雷器和避雷器
- 接闪器是专门用来接收直击雷的金属物体
接闪器
- 接闪的金属杆称为避雷针，接闪的金属线称为避雷线，接闪的金属带金属网称为避雷带或避雷网。所有必须接有接地引入线与接地装置良好连接。
- 接闪器一般用于建筑防雷

（3）防雷器
消雷器
-主动抗雷设备
-由离子化装置、地电吸收装置及联接线组成
-工作原理：金属针状电极的尖端放电地电吸收装置收集感应导性电荷，通过联线引向针状电极发射，向雷云方向运动并中和所带电荷，使雷电场减弱，起到防雷作用

（3）防雷器
避雷器
-指防护由雷电过电压沿线路侵损害被保护设备的防雷元件，与被保护设备输入端并联。
-常见的避雷器有阀式避雷器、排气式避雷器和金属氧化锌避雷器MOA等。

（4）雷电入侵途径

（5）基站防雷措施
分级防雷示意图
三级防雷

（5）基站防雷措施
移动通信基站必须采取联合接地、站内等电位连接、馈线接地分流、雷电过电压保护和直击雷防护的综合防雷措施。
移动基站的联合接地，要求机房地网、铁塔地网、配电变压器地网连接一个统一的地网。

（5）联合接地系统

（5）站内等电位连接
将不同的电气装置、导电物体等用接地体或浪涌保护器以某种方式连接起来，以减少雷电流在它们之间产生的电位差，这就是等电位。

（5）馈线接地分流
电力线接地保护
馈线的接地保护
光缆的接地保护

（5）机房雷电过电压保护
一般移动通信基站做三级保护
-交流供电系统的第一级（B级）保护，在低压配电屏入口处安装；
-交流供电系统的第二级（C级）保护，在开关电源入口处安装；
-第三级（D级）保护为直流保护，安装在设备入口处或者设备自带；

（5）机房雷电过电压保护
交流配电系统的防雷保护
-出、入局电力电缆两端的芯线应加氧化锌避雷器，变压器高低压相线也应分别加氧化锌避雷器
-通信电源交流系统低压电缆进线作为第一级防雷，交流配电屏作第二级防雷，整流器输入端口作第三级防雷

（5）机房雷电过电压保护
第一级保护
-在电力电缆馈电至交流配电屏前约12m处设置避雷装置，L1、L2、L3每相对地间分别装设一个防雷器
-N线至地间也装设一个防雷器，防雷器公共点和PE线相连。这级防雷器应达到防直击雷的电气要求

（5）机房雷电过电压保护
交流配电屏内防雷
-第二级保护：由于前面已设有一级防雷电路，故交流配电屏只承受感应雷击相应的通流量，及残压的侵入。
-防雷器件接在空气开关之前，以防空气开关受雷击。防雷电路是在相线与PE间接压敏电阻，同时在中性线与地间也接压敏电阻，以防雷击可能从中性线侵入

（5）机房雷电过电压保护
第三级防雷保护
-防雷器装置在交流输入断路器前。
-有些整流器在输出滤波电路前接有压敏电阻，或在直流输出端接有电压抑制二极管，它们除了作第四级防雷保护外，还可抑制直流输出端有时会出现的操作过电压。

（5）C级防雷
   金属氧化物避雷器（MOA又称为压敏电阻避雷器，一种没有火花间隙，只有压敏电阻片的新型避雷器）

（5）防雷器

（5）防雷器
如何判断防雷器好坏？

（5）防雷及接地要求
电源SPD连接线和接地线要求

电源用SPD的连接线及接地线截面积应符合上表的要求，材料为多股铜线。
使用模块式SPD时，引接线长度应小于1m，SPD接地线的长度应小于1.5m 。
使用箱式SPD时，引接线和接地线长度均应小于1.5m 。
SPD的引接线和接地线，必须通过接线端子或铜鼻连接牢固，防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动。铜鼻和缆芯连接时，应使用液压钳紧固或浸锡处理。

（5）防雷及接地要求
     根据YD5068-98 《移动通信基站防雷与接地设计规范》的要求，基站的接地电阻应小于5Ω，且要求将工作地、保护地和防雷地三地合一，即采用联合地网。关于工频接地电阻的几个基本结论：
1.在土壤电阻率一定的情况下，增加接地网的面积是减小接地电阻的主要措施。
2.在以水平接地体组成的接地网中，增加有限长度的垂直接地体，对减小接地电阻的作用不大。
3.有限地增加接地网地埋深，对减小接地电阻的作用不大。
4.在电阻率较高的地区，降阻剂可在基站地网的边缘使用，以扩大地网的等效半径及面积。
5.采用稀疏分布的长垂直地体，合降阻剂向地网下端渗透，形成三维空间。
6.将与地网连接的辐射形水平接地体周围和末端接地体采用降阻剂处理，这样由于“树枝效应”等效扩大地网面积。
7.在基站天线铁塔避雷针引下线所接的垂直接地体周围施放降阻剂，这样有利于增加雷电的泄流能力。

The end

谢谢！

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