1、内容,雷电及其保护机理 雷击浪涌保护设计准则 AN5006-20设备电源及地连接,雷电电流模型,浪涌电压对设备侵害后果,部分或整体损坏 干扰正常功能，无法完成正常使用效果 设备加速老化，缩短寿命,雷电及其保护机理,雷电的产生 雷电是放电路径长度为数千米的瞬时大电流放电。 雷雨云中空气的流动、翻滚和摩擦产生强烈的静电荷区，当电荷及相应的电场强度大到足以使空气击穿时，就产生了雷电。 雷电可以发生在云内、云间、云地间或云与空气之间。 云对地雷电的一次闪击，平均持续时间为5.5s，最大峰值电流达150KA，最大di/dt达32KA/s。,雷电及其保护机理,雷电的效应 机械和热效应上升速度快、峰值幅度高
2、的雷击电流，会产生强大的电磁力，使放电通道上的金属部件损坏或扭曲。雷电流产生的热量足以使放电通道上的金属部件熔穿或烧成孔洞、使金属部件的连接点如螺丝和焊点熔化。,雷电及其保护机理,雷电形式及雷电效应直击雷雷电对建筑物、结构物和户外设备直接放电。会对放电点的物体造成毁灭性的打击。感应雷在邻近导体（架空线和地下电缆、云层间）产生放电。LEMP （雷击电磁脉冲辐射） 雷电产生的静电场、电磁场、雷电波或感应电压、地电位反击等。雷电会严重干扰电子通讯设备的正常工作，使绝缘击穿、参数劣化、元器件失效、设备故障甚至烧毁。,雷电及其保护机理,雷电对电子通讯设备的危害 某无线通讯设备，在运行现场遭受雷击，80%
3、的功能板损坏，螺丝孔烧熔，设备瘫痪。 PCS(Personal Communications Service )产品，在运行现场遭受雷击，损坏几百块功能板，造成设备大面积故障，运营商和设备供应商均遭受重大损失。,雷电及其保护机理,电子通讯设备的雷击浪涌保护分为等电位连接和接地泄放。 等电位连接：通讯设备附近的金属构件如水管、燃气管、走线架、走线槽以及设备的金属机壳等接等电位连接棒；信号线端口和电源线端口通过保护器件接等电位连接棒。当遭受雷击时，保护器件动作，端口与金属机壳和机房内的金属构件连接，形成等电位体，雷电流通过接地电阻到地使得等电位体的对地电位升高，但是设备的端口对金属机壳和机房内的金
4、属构件的电位差却很小。 接地泄放：通过雷击浪涌保护器件把浪涌电流旁路到地，使过电压箝制在内部电路和器件能经受得住的范围内，保护电路和器件免遭损坏。,防雷保护的主要原则,防雷器件安装位置于被保护设备越近越好。 所有设备及系统实现等电位连接。所有外接线路需进行防雷保护，实现整个系统的全保护。,实现分级浪涌保护示意,防雷器的分级,第一级：避雷针、避雷线、避雷网等直击雷的金属引下接地等装置 - 属于外部建筑物防雷。 第二级：IEC CLASS-I 进线端总电源防雷 - 属于内部防雷。 第三级：IEC CLASS-II 分配端的电源防雷 - 属于内部防雷。 第四级：IEC CLASS-III 设备端的电
5、源防雷 - 属于内部防雷。 第五级：合格的通过正常设计和安装的电子设备内部应该具备的基本浪涌吸收能力 。,为何要进行分级防雷（1）,三级防雷是因为能量需要逐级泄放。 传输线路会感应LEMP（雷击电磁脉冲辐射）。 对于拥有信息系统的建筑物，三级防雷是成本较低，保护较为充分的选择。,为何要进行分级防雷（2）,由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。 第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，会有一部分对设备或
6、第三级防雷器而言仍然是相当巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收。同时，经过了第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长时（超过15米）感应雷的能量就变的足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。 同样，经过了第二级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长时感应雷的能量就变的足够大，第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。 因此，第三级防雷器到设备端的线路传输距离也不应超过10米，以避免LEMP对设备造成的损害。,雷击浪涌保护设计准则（1）,雷击浪涌保护的接地设置保护地以实现雷电流的泄放；保护地应粗而短
7、，在插座处应纵向设置接地插针，避免形成接地瓶颈。与其他信号应隔开一个插针位；保护地除与保护元件相连以外，不能与其它元器件和地线相连，与其它焊盘、走线之间的距离愈大愈好；,雷击浪涌保护设计准则（2）,保护地和工作地在机壳接地螺栓处相连再用接地线引至机房接地汇集线上；通信局（站）的接地方式，应严格按照联合接地的原则设计，即通信设备的工作地、保护地及建筑物的防雷地共用一个地网，以避免地电位反击。,AN5006-20接地具体要求,a) 室外机柜接地应符合下列要求： 预埋接地柱应距离机柜基础3M以上。 接地柱应能满足插入地下深1M以上。 接地线截面积25mm 接地点的接地电阻应5。 接地排连接点与机柜的
8、金属部分任意两点之间的连接电 阻0.1,接地示意图,交流供电接线图： 1.注意交流电的极性，一般是交流电源线插头对准自己观察，“左零右火”。 2.设备近端的“保护地”与“高压泄放地”最好分别连接到地网上，不能两者都直接在设备的接地铜排汇聚再连接到地网上。（如上图）这样做会有效防止电位的反击。 3.设备的接地线一定要和电源盘的接地按钮拧紧，防止电源盘里面滑丝。 4.设备到接地铜牌的接地线不小于4mm2。 5.接地排连接到大地，接地电阻小于5欧，并且用户口及前面板的金属外壳都与保护地连接良好。 6.设备的接地线分别用接地线连接到接地铜排上，这样能保证接地效果良好,直流供电接线图 1：AN5006-
9、20直流三芯电缆与电源连接时，蓝色线连接到电源的-48V2上，棕色线连接到电源的+48V2上,黑色线连接到电源的PE上。 相对应的三个线分别接到20设备的三芯直流插座上。 2：AN5006-20的保护地PE直接连接到室外机柜的保护地接地排 3：设备到接地铜牌的保护地连接线不小于4mm2 4：电源的保护地PE连接到室外机柜的保护地接地排； 5：将室外机柜的保护地连接到接地排； 6：接地排连接到大地，接地电阻小于5欧。 7：用万用表测试下保证+48V2和PE之间电阻小于0.5欧。,交流+蓄电池接法将AN5006-20直流三芯插座的正极连接到蓄电池的正极，负极连接到蓄电池的负极上，AN5006-20
10、的电源盘可以对蓄电池进行充电和电源监控管理，还能产生AC FAIL,DC LOW告警，并上报给网管，注意此时千万不能将蓄电池接反或者短路，后果很严重。 交流电还是照样连接到AN5006-20的交流插座上。,设备供电情况： 宽输入交流电源（AC）电压波动范围在90V286V之间。 标准输入交流电源（AC）电压波动范围在154V286V之间 直流范围-42V -65之间 电源防雷： 电源防雷器组件是有220V 空开、防雷模块、和220V电源插排组成，主要的作用如下： 作为外部220V电源引入，直接接到220V空开上； 防雷模块是在有雷击发生时，将高压部分及时的泄放到大地，有效的保障设备的正常运行；
11、 220V电源插排是给ACDC电源转换模块和其他设备提供220V电源的地方，里面也有过流保护的保险丝。,如下图是电源防雷器组件的实物图：,保护地线连接和布放 ：1. 机柜使用的保护地线是黄绿双色的电缆。 2. 机柜接地必须遵循以下原则： 3.保护地线两端的连接点应确保电气接触良好，并做防 腐、防锈处理。 4. 保护地线中间不能有接头。 5.严禁在保护地线上加装开关或熔断器。 6.保护地线与信号线注意不要平行走线或互相缠绕，以减少相互的干扰。 7.机柜保护地和大地的连接线的截面积应不小于25mm2,地线连接和布放方法： 1. 制作保护地线的OT端子。 2. 将保护地线的一端连接至接地桩上。 3.
12、 将保护地线的另一端从配线仓底部的进线孔引入机柜内部，连接在接地端子排上，如图所示。 4.推荐各保护地线分别连接到接地铜排的各个接地柱上。,高压泄放（防雷）地线的连接和布放 ：机柜高压泄放地线必须遵循以下原则： 高压泄放地线两端的连接点应确保电气接触良好，并做防腐、防锈处 理。 高压泄放地线中间不能有接头。 严禁在高压泄放地线上加装开关或熔断器。 高压泄放地线与信号线注意不要平行走线或互相缠绕，以减少相互的干扰。 机柜高压泄放地线的截面积应不小于25mm2 使用地阻测量仪测量接地电阻值，保证接地电阻5。 推荐各高压泄放地线分别接到铜排的各个接地柱上,高压泄放（防雷）地线的连接,保安单元接地检查
13、 如果机柜里面用的是老式的科隆模块，请在安装保安单元前务必将MDF接地铜条如图所示插在常开外线模块上，然后再将保安单元插在铜条和常开外线模块上，如图所示。,保安单元,MDF外线接地检查： 背托架是为内外线模块提供载体的部分，分内背托架和外背托架，内背托架和机柜式非绝缘的，而外背托架和机柜本身是一定要求绝缘的，同时外背托架要用一根不小于10mm2的铜线与高压泄放地铜排相连。,接地特别说明：,工程应用中，用户需提供2根地线进机柜，一个接设备保护地端子排，另一个接高压泄放地端子排。（推荐的接法）。 对于条件不好只能提供1根地线进机柜的地方，这根地线需接在机柜内的高压泄放地上，同时，需在机柜内另外增加1根地线，把设备保护地端子排与高压泄放地端子排进行连接。（这是不推荐的接法，这种接法的风险在于通过户外线缆如电源线、光缆、电缆等传过来的雷电在泄放时有可能会损坏设备）。,
