通信电源及其电子设备的防雷技术

通信电源及其电子设备的防雷技术

【摘要】：通信电源设备的防雷是一个系统工程，必须从市电交流电力网超高压开始逐级采取措施。在对电力线入局前电力变压器的低压侧开始至通信机房的屏蔽和防雷地线的设置等方面，采取一系列防雷的措施后，再按照规程对通信电源设备实施措施，通信安全就能达到满意的效果。

【关键词】：通信电源；电子设备；防雷技术

中图分类号：s972.7+6文献标识码： a 文章编号：

引言

随着现代科技的迅速发展，根据电子设备的特性，各个行业已把大量的电子设备与计算机系统运用到内部管理上。而这些电子设备与计算机系统由于具有耐电压等级低，防干扰要求高的弱电设备，很容易受到感应雷电所形成的电磁脉冲和过电压的干扰和毁坏等特点，特别是近几年，由于计算机网络、有线视频监控及通信设备已大量使用，导致暴露在室外的线路增长，从而增加了遭受雷击的概率。每年这类雷击事故频繁发生出现，给人们造成了很大的经济与财产损失。因此，对防雷保护的探讨就很有现实意义了。

一、雷电对通信电源及其供电没备的危害

雷电对通信电源及其供电设备造成的危害大部分是感应雷产生的过电压和地电位升高反击通信电源及其用电设备。据资料显示。当某处供电线路的雷击电流为80ka时，该处线路上的瞬间感应电压可达25kv。如果某通信局距离落雷处不是很远，那么，如此高的感

应过电压即使经过线路衰减也仍然具有相当的强度，从而击穿电源设备绝缘，损坏电源及其供电设备，造成供电异常或中断、损坏其供电的通信设备等严重故障。此外，由于现在通信局接地系统大多采用联合接地方式，这样雷电流经接地装置入地时，地电位将瞬间升高。

二、通信电源防雷的三级保护

另外根据gb50057-2010关于雷击概率计算中环境参数的选择，根据yd5098-2005条文说明中有关波能量换算的公式：q(10/350μs)≌20q(8/20μs)。电源系统低压侧有一、二、三级不同的保护级别，应根据保护级别的不同，选作合适标称放电电流（额定通流容量）和电压保护水平的电源避雷器，并保证避雷器有足够的耐雷电冲击能力。原则上，每一级的交流电源之间连接导线超过15m以上（安装时应严格按生产厂家要求施工），都应做该级相应的保护。

1、通信电源防雷第一级保护

主要是防直击雷沿架空线路进入室内造成设备损坏，泄放主要的雷电量，作为第一重电源防雷总保护，选用标称泄放电流25ka/线（10/350μs），吸收从总电源前端架空线引入的高压脉冲；防止内部感应电磁脉冲及楼内大型设备产生的瞬时高压或尖峰脉冲损坏

配电系统。作为通信站配电防雷总保护，有效地保护配电系统设备免受雷击。

2、通信电源防雷第二级保护

依据防雷设计原理以及雷区的划分，在电源柜安装一台三相电源防

雷器，标称泄流20ka/线（8/20μs），从而吸收从配电前端引入的高压脉冲；吸收内部过电压；吸收站内雷电电磁脉冲（lemp）感应而产生的高压产生的瞬时高压脉冲。

3、直流电源防雷保护

在直流电源柜内安装一台直流电源防雷器标称泄流10ka/线（8/20μs），作为设备精细保护，吸收内部过电压，楼内雷电电磁脉冲（lemp）感应而产生的高压产生的瞬时高压脉冲，使分配电前引来的传导雷电流降到设备能承受的安全电压以下。

三、通信电源机房防雷保护装置

电源设备一般从高压设备就开始有一级防雷，这是相当重要的。我们引入的高压是10kv的从这个角度讲从电网侧就有防雷，以保护整个电网的安全，设备上的防雷器用来对高压设备侧以内到变压器保护，这也是通信电源系统的重要组成部分，目的在于限制入侵雷电波的幅值，高压电气设备的过电压不至于超过其冲击耐压值，而高压设备进线端上的保护器的主要目的是限制电流经过防雷器的

雷电流的幅值及入侵雷电流的陡度。

设备装防雷器的目的和原则应当使被保护处于防雷器的保护范围，避免其遭受雷电的损害，保障通信安全，当雷电来袭时防雷器对地面的电位很高，假如防雷器与被保护的高压电气设备之间的绝缘距离不够，就很可能在经过雷击后，使其与高压设备之间发生放电现象，这种现象叫反击。此时防雷器仍有极大可能在经过雷击后，将雷电的高压位加至被防雷器保护的所有设备上，造成设备损坏，发

生通信中断事故。

在所有电源设备中选择电源避雷器也十分重要，电源避雷器中电容器和热熔保险丝的选择也很重要。电源避雷器长期工作在电网中，由于电容器的质量问题造成电源避雷器整机损坏的事例也很多，因此电容器的耐压选择也不容忽视，特别是耐受脉冲高电压的冲击能力。由于雷电具有强大的电击电流，因此电源避雷器中的热熔保险丝的作用也很重要，当雷电流超过电源避雷器最大承受能力时，由于过流作用，可使保险丝瞬间断开，起到过流和温度双重保护作用。对所使用的电源设备形成防雷保护。由于电源避雷器在常态工作条件下，电流非常小，只是在雷电冲击下或脉冲电压冲击时在瞬间条件下起到保护作用。所以电源防雷器与一般热熔保险丝的使用条件有很大区别。

雷电的破坏力我们有目共睹，防雷仅仅依靠电网外部防雷是远远不够的，我们所有电源系统中许多设备都是精密设备，雷电波会侵入各种电气通道（如母排，电源线，通信线缆，信号线和金属连接部分等）。由其产生的高电压和浪涌电压对电讯设备，系统，信息，网络都有极大危害，轻则损坏线路，重则损坏设备，系统瘫痪，造成难以估算的损失，所以必须有内部防雷。设备保护必须分级，对于通信电源系统，特别是我们的监控系统则分为粗保护和精细保护，粗保护量级根据所属保护区的级别，而精细保护则根据电子设备的敏感度来进行选择。从理论上讲，雷电电流约有50%是直接流入大地，还有50%将平均流入电气通道。内部防雷系统是很重要的，

它是外部防雷系统无法相比的，内部防雷系统是防止雷电和其它内部过电压侵入设备造成损坏。

四、通信电源防雷设备的作用

防雷器在通信设备中所起到的作用就显得尤为重要，就是要求在最短的时间（纳秒级）释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。使用避雷器，接线也一定要按要求，接线标志正确接线，接地线用截面积不小于25mm的绝缘黄绿铜导线，接地线长度尽可能的短，以减少接地电阻。而且要定期检查电源避雷器的工作情况：避雷器正常时，工作指示灯绿灯亮，当避雷器上劣化指示灯亮时，表明该避雷器内部重要元器件失效，需要立即更换。在低压配电中使用的电源防雷箱的雷电计数器范围在0－99次，电源防雷箱是当感应雷电侵入电源传输线路时避雷器的防雷组件以纳秒级的速度呈低电阻状态，迅速将雷电流泄放至大地，并且把雷电流引起的过电压限制在被保护设备的允许承受范围内，以确保设备安全运行，使电源设备免于受损。

还有由于所有机房电力供给都是由高压设备经过变压器到低压配电设备引入，这些设备的防雷保护也经在设备中及电力供给部门实施，因此对于ｕｐｓ电源系统的防雷也是不容忽视的，考虑到机房不同用电设备耐压能力，要采用的防雷方案，防护效果一定是稳定可靠的。由于ｕｐｓ不间断电源设备是机房各系统用电设备高质量用电环境的唯一重要设备，并且是由市电供电转入机房的重要途