通信电源系统的防雷接地保护技术论文_蔡亮

通信电源系统的防雷接地保护技术论文_蔡亮

中国电信股份有限公司河池分公司

摘要:随着雷雨季节的到来,通信电源及设备被雷击的次数也在显著增多,而且每次的损坏程度也很严重。作为通信系统的“心脏”,通信电源在自身损坏的同时,对其负载通信设备将构成威胁,若不及时抢修,很容易引发二次事故,甚至出现通信中断的严重后果。因此,如何做好通信电源的雷电过电压保护,是每个台站急需解决的一个问题。

关键词:通信电源;防雷接地;技术

引言

随着我国社会不断进步,加大了通信设备、网络计算机、有限视频等设备的使用,常年在室外暴露的电线,随着时间的推移,加大了雷击发生的几率。近些年,雷击事件常常发生,给人们的生活与生产带来了影响,同时造成了巨大的经济损失。由于通信机房涉及了电源、交换、传输、数据和计算机等多个专业,设备种类繁多,且每种设备的硬件构成几乎都是大规模集成电路,因此通信设备电源系统需要具有很高的稳定性,对防雷接地保护技术提出了更高要求。

在通信系统中,通信电源重要性不言而喻。通信电源主要由交流配电、高频整流、直流配电和本机监控共4个单元组成,它的基本功能是向交换、传输、微波或移动等通信设备提供安全可靠的直流基础电源。开关电源的直流输出电压的标称值主要有-48V和-24V两种,额定电流从几十安到几千安不等,主要取决于通信负载的功率和蓄电池的容量。因为开关电源内部含有大量的耐受能力更低的先进元器件,如集成电路、二极管和三极管等组成,所以它们极大地降低了通信开关电源承受雷电过电压的能力。因此应该提高防雷保护的意识,加强对防雷保护的积极探索,提高防雷技术。

1通信电源雷击受损基本原理

想要真正地做到对于通信工程中无线设备的防雷,首先就一定要很好地了解通信电源雷击受损的基本原理。以负雷云作为很好的例子,因为天空中电云负电产生的感应,使其附近的地面积累大量的正电荷,那么地面和雷云之间就因此形成了比较强大的电场。在自然环境中的某处积累电荷密度比较大时,能够激发其电场的强度并使之达到空气游离状态中(空气状态击穿)的临界数值,此时该雷云立刻开始向下进行梯级式的放电。在其接近地面的物体并且达到一定距离的时候,地面上的物体就会在强电场的作用下产生非常尖端放电的现象,因此就形成了向雷云方向逐渐地向上先导放电现象。在之后二者有机汇合而形成一种雷电的通路,其中在异性电荷的作用中和下就进一步形成较大的雷电流,而且还将会随之发出非常强烈的闪电与雷鸣。在其雷电发生之时,会产生一种冲击电压,迅速向外界扩散,最终形成危害。

2通信电源受到雷击时的具体表现

通信电源受到雷击时造成的破坏主要体现为,第一,由于雷电自带一定的电流,使雷电具有较强的电流能力,当雷电与物体直接产生接触,那么就会瞬间生成较强的电流,并将电流转化成为一定的机械能,对物体有很强的破坏性。如果避雷针或接闪器被雷电击中,就会将较强的瞬间电流逐渐释放在地面之中,使地面的电位升高,某一电流蔓延到地面周围物体内部进而形成跳击,也会造成巨大的破坏。现阶段对于雷电流一般划分为三类,其一类100kA、10/350s;其二类,150kA,10/350s;其三类;200kA,10/350s。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆针对于第三类,当电流量为200kA时,通信电源能够承受的电流量为100kA,那么就等于雷电流的50%左右,三四条通信电源,每条电源能够承担最大雷电流大致为25%左右也就等于25kA,那么剩下的50%主要由通信网络与地网成本共同承担。根据相关数据显示得出,应该加强重视通信电源防雷系统,进而对通信电源防雷系统的保护与维护,提高防雷技术水。第二方面感应雷的破坏,也可以说二次破坏,根据物理安培定义可以知晓,磁可以生成电,反之电也可以生成磁,二者相互生成、相互融合,当发生雷击以后,地面周围就会生成交变磁场,使周围附近所用含有金属的物体都会生产感应电流,其感应电流威力强,极易引起火灾、爆炸的现象发生,对通信网络的电源系统与电子设备有极强的破坏力,进而造成财产的损失,严重会危及人们的生命安全。

3通信电源系统防雷接地技术的保护

根据我国相关法律规定通信电源防雷的保护必须以三级保护制度为原则,根据不同的保护级别的选择,进而选取相对应额定同流容量与避雷针。

通信电源一级防雷技术保护,当被架空的雷电流进入到室内时,为了保护通信电源免遭受到破坏,进而形成一级防雷技术保护。以及保护通信电源防雷技术,也是为了通信电源免遭破坏的第一层保护,进而将泄放电流控制在25kA左右,进而将高压脉冲吸收,为了保护通信电源内部感应的电流过大,避免对配电系统设备造成二次破坏,故此通信电源一级防雷技术保护也是最为基础的保护,进而发挥防雷技术的积极作用,充分的保护我国通信基站通信电源等相关设备免遭受到雷击,造成不必要的财产损失与浪费。

通信电源二级防雷技术保护,在一级保护的基础上对雷区进行更为细致的划分。为了充分保护通信电源免受雷击的破坏,进而在通信电源柜上安装三相电源防雷器,其中泄流主要以20kA左右,主要对技术原理就是吸收在高压脉冲,发挥保护通信电源的作用。

通信电源三级防雷技术保护,简而言之就是对直流电源的防雷系统进行保护,进而在直流电圆的配电柜上安装直流防雷器,其中泄流主要以10kA左右,充分地保护通信电源的相关设备,可以将设备中存在的过电压与电磁冲脉等进行内化,在传导的过程中使雷电流降到标准范围之内,发挥着防雷技术的积极作用,有效的保护通信电源。

雷电拥有极强的破坏性,仅依靠于外部的防雷技术并不能够充分的保障,由于通信电源系统中设计诸多精密的电子设备,雷电波会以各种形式入侵到电子通道,对于高电压与浪涌电压对于电子设备、通信电源、网络系统等有极强的破坏力,会导致线路的损害,严重会造成通信设备的损坏、网络系统瘫痪等现象出现。因此应该加强重视设备保护的分级化,能够有效地保障通讯电源,尤其是对通信监控系统的保护,能够将通信监控系统分成粗保护与精细保护,将50%左右的雷电电流直接导入大地,剩余50%的雷电电流导入电气通道,进而形成有效地防雷体系。

此外,对通信电源系统中的输入高压侧加装防雷器,并在低压侧加装压敏电阻避雷器并做好两者之间的“Y”型连续接地。并将两者的汇集点与通信电源系统的外壳进行连接用以实现就近接地防护。通信电源系统交流接地端应做第一级防雷,交流配电端应做第二级防雷,在通信电源系统中的整流模块输入端口应做第三级防雷。在选用避雷器和设备的空开保护时,应结合防雷器的最大允许熔丝电流和线路容许短路电流以及设备的负荷来进行综合考虑。在通信电源系统的绝缘防护上应按照等级划分防雷层次,实现对于通信电源系统的多级防雷保护,通过对所侵入雷电能量的逐级减弱以使得各级防雷器残压相互配合将雷电电压和电流限制在允许的范围内。

4结束语

我国是一个雷电灾害频发的国家,据相关数据,每年因雷电而损坏的建筑物、发电设施、影视以及通信设备数不胜数,造成的经济损失极为庞大。因此加强防雷技术的研究十分重要。其中通信电源系统防雷接地技术是一门综合性与专业性并存的工作,需要花费大量的人力、物力、财力才能够保障通信电源系统免遭雷击。由于我国通信电源防雷技术仍处于初级阶段,需要在应用的过程中不断完善,才能使通信电源防雷技术能够不断提升,保证通信系统的正常运行。进而保障人们的生活与工作顺利进行,促进社会和谐、稳定发展。

参考文献:

[1] 李玉妃.浅谈通信电源设备维护防雷技术[J].工程技术:文摘版,2016(10)

[2] 赵楚林.通信电源设备的雷电过电压防护及接地措施[J].信息通信,2016(02)

[3] 伍德磊.试析通信电源及其电子设备的防雷技术[J].中国新通信,2017(15)

[4] 赵楚林.通信电源设备的雷电过电压防护及接地措施[J].信息通信,2016(02)

论文作者:蔡亮

论文发表刊物:《防护工程》2019年9期

论文发表时间:2019/8/6

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