通信局(站)的接地与防雷

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第3章
通信局（站）的接地与防雷
为达到与地连接的目的，一根或一组与土壤（大地）密切接触并提供与土壤（大地）之 间的电气连接的导体，称为接地体。接地网由一组或多组接地体在地下相互连通构成，为电 气电子设备或金属结构提供基准电位和对地泄放电流的通道。接地网简称地网。 （2）地网结构 通信局（站）应围绕机房建筑物散水点外埋设环形接地体（包括水平接地体和垂直接地 体） ，将环形接地体与建筑物基础地网多点焊接连通，从而构成机房接地网。 （3）对接地体的要求 接地体埋深宜不小于 0.7m（接地体上端距地面的距离） 。在严寒地区，接地体应埋设在 冻土层以下。在土壤较薄的石山或碎石多岩地区可根据具体情况决定接地体埋深，在雨水冲 刷下接地体不应暴露于地表。 垂直接地体宜采用长度不小于 2.5m （特殊情况下可根据埋设地网的土质及地理情况决定 垂直接地体的长度）的热镀锌钢材、铜材、铜包钢或其他新型接地体。通常采用长度为 2.5m 的不小于 50mm50mm5mm 热镀锌角钢，或直径不小于 50mm、壁厚不小于 3.5mm 的热镀 锌钢管。垂直接地体的间距为垂直接地体长度的 1～2 倍（当接地体的间距太小时，入地电流 的流散相互受到排挤，反而影响接地效果） ，其具体数量可以根据地网大小、地理环境情况来 确定。地网四角的连接处应埋设垂直接地体。 水平接地体应采用热镀锌扁钢（或铜材） ，扁钢规格不小于 40mm4mm。 接地体之间的所有连接，必须使用焊接。焊点均应做防腐处理(浇灌在混凝土中的除外)。 为了便于焊接， 水平接地体扁钢的宽边应与地面垂直， 垂直接地体角钢的侧面应与扁钢平行。 接地体搭接处的焊接长度，扁钢应为其宽边的 2 倍；采用圆钢时应为其直径的 10 倍。 接地体应避开污水排放口和土壤腐蚀性强的区段。难以避开时，其接地体截面应适当增 大，镀层不宜小于 86m；也可选用混凝土包封电极或其他新型材料。 建筑物周围设置的环形接地体，应与建筑物基础地网每隔 5～10m 相互作一次连接。 地网宜在不同方向上至少设两个测试点，并有明显的测试点标志，以便测量接地电阻。 2．接地引入线 接地网与接地总汇集线（或总汇流排）之间相连的导电体称为接地引入线。 接地引入线的长度不宜超过 30m， 材料宜采用 40mm4mm 或 50mm5mm 的热镀锌扁钢。 接地引入线不宜从铁塔塔脚附近引入，不宜与暖气管同沟布放。 接地引入线与接地体的连接必须采用焊接。接地引入线在地下应作三层防腐处理：先涂 沥青，然后绕一层麻布，再涂沥青；其出土部位应有防机械损伤和绝缘防腐的措施。 3．接地汇集线 接地汇集线是指作为接地导体的条状铜排（或热镀锌扁钢等） ，在通信局（站）内通 常作为接地系统的主干（母线） ，可以敷设成环形或线形。不同金属的连接点应防止电化 学腐蚀。 接地汇集线的截面积应根据最大故障电流和材料的机械强度来确定，一般应采用截面 积不小于 160mm2 的铜排，高层建筑物的垂直接地主干线应采用截面积不小于 300mm2 的 铜排。 接地汇流排是接地汇集线的一种形态，是与接地母线相连，作为各类接地线连接端子的 矩形铜排。
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第3章
通信局（站）的接地与防雷
网状接地结构一般适用于分布范围较大的系统， 或设备之间、 设备与外界的连接线较多， 而且复杂的情况。
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通信电源 系统
图 3-2
等电位连接的基本结构和组合方式
2．星形接地结构（S 型结构） 星形接地结构只允许单点接地。星形接地容易解决通信系统间的低频干扰问题（在高频 下较易引入干扰） ，因为这种接地方式减少了环流的干扰，使得干扰电流不能形成回路。由星 形接地形式衍生出的树枝型接地结构，要求从地网只引出一根垂直的主干地线到各机房的分 汇流排，再由分汇流排引至各列机架。当采用星形接地结构时，系统的所有金属组件除连接 点外，应与公共连接网保持绝缘。星形接地结构的缺点是，当系统规模较大，设备间连接复 杂时，等电位效果较差。 3．网状—星形混合型接地结构 网状—星形混合型接地采用了两类结构的优点。主体采用网状接地结构，减少了不同设 备接地之间的电位差，方便就近接地；有些对低频干扰较为敏感的设备，则采用局部星形接 地结构。这种等电位连接方法，方便灵活、接线简便，安全性和可靠性较高。 通信系统的等电位连接采用何种型式的接地结构，除考虑通信设备的分布和机房面积大 小外，还应根据通信设备的抗扰度及设备内部的接地方式来选择。
3.1.2
室内接地系统的等电位连接
将不同的电气装置、导电物体等，用接地导体或浪涌保护器（SPD）以某种方式连接起 来，以减小雷电流在它们之间产生的电位差，称为等电位连接。 通信局（站）室内接地系统的等电位连接，有网状（M 型） 、星形（S 型）和网状—星形 混合型接地三种结构，如图 3-2 所示，其中左图为等电位连接的基本结构，右图为等电位连 接的组合方式。 1．网状接地结构（M 型结构） 网状接地结构为多点接地。网状接地的主要优点，一是通信系统可从不同的方位就近接 地，能减少各类设备因接地点不同引起的电位差；二是在高频时可获得一个低阻抗网络，对 外界电磁场有一定的衰减作用；三是建筑物内的金属构件、电缆支架、槽架无须专门做绝缘 处理，因此在通信局（站）内实施通信设备的安装施工较为容易。其缺点是异常电流的方向 和路径很难确定，个别情况下可能会引入低频干扰。
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均压带是围绕建筑物形成一个回路的导体，它与建筑物雷电引下导体间互相连接并且使 雷电流在各引下导体间分布比较均匀。 当建筑物横梁和楼柱的钢筋结构电气连接不可靠时， 应在建筑物底层设置接地总汇集环， 垂直接地主干线由接地总汇集环接地。接地总汇集环与建筑物均压带的连接方式如图 3-5 所 示。接地总汇集环与建筑物均压带应每隔 5～10m 相互作一次连接。
3.1.1
联合接地的定义与联合接地系统的组成
联合接地就是按均压、等电位原理，使通信局（站）内各建筑物的基础接地体和其他专 设接地体相互连通形成一个共用地网，并将电气 电子设备的工作接地、保护接地、逻辑接地、屏 蔽体接地、防静电接地以及建筑物防雷接地等共 用一组接地系统的接地方式。 联合接地系统由接地网、接地引入线、接地 汇集线（包括接地汇流排）和接地线组成。通信 局（站）联合接地示意图如图 3-1 所示。 设备接地的路径是：设备中的接地端→接地 线→接地汇集线（包括接地汇流排）→接地引入 线→接地网→大地。接地连接线不得使用铝材。 通信局（站）采用联合接地，把建筑物钢筋 结构组成一个笼式均压体， 同时实施等电位连接， 从而较好地保障了工作人员和设备的安全，并对 通信设备起到了一定的屏蔽作用。 图 3-1 通信局（站）联合接地示意图 1．接地网 （1）接地网的定义
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该标准从 2006 年 10 月 1 日起实施，原相关标准 YDJ26—89《通信局（站）接地设计暂行技术规定（综合楼部分）》、 YD2011—93《微波站防雷与接地设计规范》、YD5068—98《移动通信基站防雷与接地设计规范》、YD5078—98《通 信工程电源系统防雷技术规定》、YD5098—2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》同时废止。本章内容 主要依据 YD5098—2005 和 YD/T1429—2006。
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4．接地线 各类设备的接地端与接地汇集线（或接地汇流排）之间的连接导线，称为接地线。对通 信局（站）的接地线有以下要求。 ① 接地线应采用多股铜芯绝缘导线布放（不准使用裸导线布放） ，线芯的截面积，应根 据最大故障电流和机械强度选择。 ② 一般设备（或机架）的保护接地线，应使用截面积不小于 16mm2 的多股铜线；当相 线截面积 S 大于 35mm2 时，保护地线截面积应不小于 S/2。环境监控系统等小型设备的接地 线，应采用截面积不小于 4mm2 的多股铜线连接到本机架的汇流排，然后用 16mm2 的多股铜 线连接到接地汇集线或接地汇流排。 ③ 开关电源系统的直流工作接地线，应根据系统容量采用不小于 70～95mm2 的多股铜 导线，单独从接地汇集线或接地汇流排上引入。 ④ 严禁在接地线中加装开关或熔断器。 ⑤ 接地线应尽量短、直，多余的线缆应切断，严禁盘绕。 ⑥ 多股接地线与接地汇集线及设备连接时，必须加装接线端子（铜鼻） ，接线端子尺寸 应与线径相吻合，压（焊）接牢固。接线端子与汇集线（或汇流排）应采用镀锌螺栓连接， 其接触部分应平整、紧固，无锈蚀、氧化，不同材料连接时应涂凡士林或黄油防锈。 ⑦ 一般接地线宜采用外护套为黄绿相间的电缆，大截面积电缆应保证接地线与汇集线 （或汇流排）的连接处有清晰的标识牌。 ⑧ 光缆的金属加强芯和金属护层应在分线盒或光纤配线架（ ODF）内可靠连通，并与 机架绝缘后使用截面积不小于 16mm2 的多股铜线，引到本机房内第一级接地汇流排（或汇 集线）上。 ⑨ 室内的走线架及各类金属构件必须接地， 各段走线架之间必须电气连通。 走线架的接 2 地线宜采用截面积不小于 35mm 的铜导线； 走线架 （或金属槽道） 连接处两端宜用 16～35mm2 铜导线做可靠连接，连接线宜短直，连接处要去除绝缘层。 ⑩ 当机房设有防静电地板时， 应在地板下围绕机房敷设闭合的环形接地线， 作为地板金 2 属支架的接地引线排，其材料为铜导线，截面积应不小于 50mm ；从接地汇集线上引出不少 于 2 根截面积为 50～70mm2 的铜质接地线，与引线排的南、北或东、西侧连通。
3.2.2
接地引入线与接地汇集线
综合通信大楼的接地引入线和垂直接地主干线（VR）连接示意图如图 3-4 所示。从地网 上引接多根接地引入线与底层环形汇集线连接。
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第3章
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图 3-3
综合通信大楼的地网示意图
图 3-4
综合通信大楼的接地引入线和垂直接地主干线连接示意图
综合通信大楼的接地汇集线分为垂直接地主干线（VR）和水平接地汇集线两部分。垂直 接地主干线垂直贯穿于通信局（站）建筑物各层，可设置一根或多根，其下端连接在建筑物 底层的环形接地汇集线上，同时与建筑物各层钢筋或均压带连通，并就近与各楼层的水平接 地汇集线（或楼层汇流排）连通。水平接地汇集线应根据通信设备的分布分层设置，各类通 信设备的接地线应就近从水平接地汇集线（或局部汇流排）引入。 垂直接地主干线的数量可根据机房平面大小和竖井的数量确定。在高层建筑物内，垂直 接地主干线至少应每隔一层与楼层均压带连通一次。
第3章
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3.1 联合接地概述
大地有导电性，并具有无限大的容电量，在吸收大量电荷后仍能保持电位不变，因此可 以用来作为良好的参考电位。 为了保证通信质量并确保人身与设备安全，通信局（站）必须有良好的接地装置，使各种电 气电子设备的零电位点与大地有良好的电气连接， 具有近似大地 （或代替大地的导电体） 的电位。 通信局（站）的接地，必须采用联合接地方式，并符合我国通信行业标准 YD5098—2005 《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》*和 YD/T1429—2006《通信局（站）在用防雷系统 的技术要求和检测方法》的相关要求。
图 3-5
底层接地总汇集环与均压带的连接示意图
3.2.3
各楼层接地系统的两种连接形式
综合通信大楼内各楼层的接地系统，可根据建筑物的结构、楼层面积、楼层数量和通信 设备情况，选用以下两种连接形式。 1．第一种连接形式 第一种连接形式为网状—星形混合型接地结构，各楼层（或机房）的等电位连接方式可 参照图 3-6 执行。图中 FEB 为楼层汇流排，即建筑物内各楼层的第一级接地汇流排；LEB 为
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3.2.1 接地网
综合通信大楼的接地系统
综合通信大楼（包括通信综合楼、交换局、传输局和大型数据中心等）应采用联合接 地方式，将围绕建筑物的环形接地体、建筑物基础地网及变压器地网相互焊接连通，共同 组成联合地网。局内设有地面铁塔时，铁塔地网必须与联合地网在地下用水平接地体多点 连通。 在局（站）内有多个建筑物时，应使用水平接地体将各建筑物的地网相互连通，形成封 闭的环形结构。当距离较远或相互连接有困难时，可作为相互独立的局（站）分别处理。 综合通信大楼的地网如图 3-3 所示。