4.0.1 威尼斯人官方网站局(站)雷电过电压保护设计中所采用的各类SPD的接地,应符合 YDJ 26-89 威尼斯人官方网站局(站)接地设计暂行技术规定(综合楼部分)》和 YD 2011-93《微波站防雷与接地设计规范》要求,在设计时,应在 SPD 安装位置预留接地端子。
4.0.2 电源用 SPD 的连接线及接地线截面积应符合表4.0.2的要求,材料为多股铜线。
4.0.3 数据线用 SPD 以及其他类型 SPD 的接地线截面积应不小于 2.5mm2,材料为多股铜线。
4.0.4 电源用模块式 SPD 的接线端子与相线和零线之间的连接线长度应小于 0.5m,SPD 接地线的长度应小于 1m,且应就近接地。
4.0.5 电源用箱式 SPD 接线端子与相线和零线之间的连接线长度,若接线上确有困难,可视具体情况适当放宽连接线长度,但其截面积应适当增大;SPD 接地线的长度应小于 lm,且应就近接地。
4.0.6 威尼斯人官方网站局(站)的接地引入线长度应不大于 30m,其材料可采用热镀锌扁钢或铜排,截面积应不小于 40mm×4mm,接地引入线应避免从利用建筑物钢筋作为雷电引下线的柱子附近引入。
4.0.7 威尼斯人官方网站局(站)的进出线孔,各类缆线金属外护层的接地引入点也应避免在建筑物外侧柱内作为雷电引下线的柱子附近设立或引入。
4.0.8 各类管线应在进人威尼斯人官方网站局(站)前与地网就近焊接成一体,需要阴极保护的管道,宜在管道与地网间加装隔离式等电位 SPD。
4.0.9 为了避免在各类信号线、控制线、威尼斯人官方网站线上感应各种干扰信号和雷电脉冲,在威尼斯人官方网站局(站)设计时,各类没有屏蔽的缆线应穿金属管布放,缆线竖井宜设立在建筑物中部,在机房的布线应离开建筑物雷电引下线的柱子。
4.0.10 威尼斯人官方网站局(站)联合接地地网的接地电阻值已满足 SPD 接地的需要,因此对在威尼斯人官方网站局(站)使用的 SPD 接地电阻值不作严格要求,设计时仅需将威尼斯人官方网站局(站)使用的各类 SPD 的接地端子就近接地。
5 SPD 的选择
5.1 一般要求
5.1.1 SPD 可由气体放电管,放电间隙,MOV,SAD,齐纳二极管,滤波器,保险丝等元器件混合组成;选择 SPD 应在同一测试指标下,考虑 SPD 所选元器件的参数及元器件组合方式。
5.1.2 SPD 的选择应考虑威尼斯人官方网站局(站)遥信及监控的需要。
5.1.3 用于交流配电系统保护的限压型电源 SPD 标称导通电压一般为 Un=2.2 U(U 为运行工作电压)。
5.1.4 SPD 的通流容量必须是每线的通流容量。
5.2.4 混合型 SPD 一般由 MOV 与滤波器或 SAD 与 MOV 等电路组成,其在标称放电电流 40kA 时残压应小于 l000V。
5.2.5 开关型 SPD 应具有高能泄放、残压在 2000~4000V 范围内、响应时间小于 11ns 等特点。
5.3 信号线用SPD
5.3.1 信号线用 SPD 的箱位电压应满足威尼斯人官方网站设备接口的需要,对雷电响应时间应在纳秒(ns)级。
5.3.2 总配线架的保安单元应符合 YD/T 694-2000《总配线架技术要求和实验方法》的规定。
5.3.3 信号线用 SPD 应满足信号传输速率及带宽的需要,其接口应与被保护设备兼容。
5.3.4 信号线用 SPD 的插人损耗应满足威尼斯人官方网站系统的要求。
5.3.5 信号线用 SPD 的标称放电电流应大于等于 3kA。
5.4 馈线用同轴型SPD
5.4.1 同轴型 SPD 插人损耗应小于等于 0.2dB,驻波比小于等于 1.2,同轴型 SPD 最大输入功率能满足发射机最大输出功率的要求,安装与接地方便,具有不同的接头,同轴型 SPD 与同轴电缆接口应具备防水功能。
5.4.2 同轴型 SPD 的标称放电电流应大于等于 5kA。
5.5 计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD
5.5.1 计算机接口、控制终端、监控系统的网络数据线 SPD 应满足各类接日设备传输速率的要求,SPD 接口的线位、线排、线序应与被保护设备接口兼容,设计时在满足设备传输速率条件下,应采用由半导体放电管组成的 SPD。
5.5.2 计算机接口、控制终端、监控系统的网络数据线用 SPD 的标称放电电流应大于等于 3kA,若采用 SAD 器件组成的 SPD 标称放电电流应大于等于 300A。
长期以来,威尼斯人官方网站局(站)设备防雷都是以防止雷电涌沿局外线路感应问题为主,随着威尼斯人官方网站设备的电子化。集成化、智能化。特别是数字威尼斯人官方网站技术发展,使得这些威尼斯人官方网站系统对浪涌较为敏感电路的雷电承受能力进一步下降,特别是威尼斯人官方网站大楼内计算机、控制终端、监控系统、终端设备更容易遭受雷电的侵害,由于在综合威尼斯人官方网站大楼内,集中了交换机、传输设备、监控及网络设备、控制终端、电源、无线等系统,各系统之间的内部连接线路纵横交错、非常复杂,连接线路可达 100~200m,这些连接线路受雷电电磁场的感应,将雷电浪涌传到系统之间的接口电路中去,对浪涌较为敏感的接口电路产生影响和冲击。局站内部接口的连接线类型较多,有屏蔽线和非屏蔽线,也有对称和非对称线,由于这些线缆物理结构上的差异,对雷电电磁场感应影响的大小也有所不同,因而就要求这些威尼斯人官方网站系统的接口应具有更好的防雷性能,IEC-61644 对连接威尼斯人官方网站、信号网络接口的浪涌保护装置提出了基本的要求和测试方法,ITU-T-K 系列文件对于各种威尼斯人官方网站系统的雷电保护和测试也提出了指导性方法,最近 ITU 推出的 K41 建议《澳门威尼斯人app下载中心内部威尼斯人官方网站接口抗雷电过电压能力》,在这个新建议中,主要涉及的是不出局且长度在 100m 左右的威尼斯人官方网站线路。该建议的推出表明,国际上已经将澳门威尼斯人app下载中心内部威尼斯人官方网站接口抗雷电过电压的要求提到很重要的位置上。另外由铁道部起草的、公安部发布的 GA 173-1998 计算机信息系统防雷保安器》中华人民共和国社会公共安全行业标准于1998年6月1日起开始实施。这些都说明威尼斯人官方网站局(站)内部或建筑物内部的计算机的雷电防护方法和所用的 SPD 已趋成熟,并走向规范化。
另外根据原邮电部设计院从对深圳、江门、茂名、东范、韶关、南昌、湖南、河北、南宁等10几个省市的综合威尼斯人官方网站大楼雷害事故调查统计表明:楼内网络接口设备、计算机控制终端、交换机的 CPU 控制模块、交换机及移动威尼斯人官方网站的控制终端。微机接口电路、设备测试合、交换机计费系统微机、营业厅内的收费微机、营业用多路计费器、测量室自动测量系统以及监控系统等被雷击损坏的事故时有发生;另外移动威尼斯人官方网站基站、微波站内的网管监控及干线监控、遥信接口、数据采集板等设备也时有雷击损坏的事故发生,这表明计算机、控制终端及网络设备的接口是雷电浪涌侵人的薄弱环节,国外的研究表明:“作为现代数字化威尼斯人官方网站设备的控制计算机对雷电极为敏感。即使几公里以外的高空雷门或对地雷闪有可能导致这些威尼斯人官方网站设备的薄弱环节计算机CPU控制中心误动或损坏,根据国外资料介绍 0.03 ×10-4 T 的磁场强度可造成计算机误动,2.4×10-4 T 即可使元件击穿。”
从另一个方面讲,国外厂商早在20世纪90年代初期(国内在95年前后)已经推出了大量的计算机、控制终端及网络设备用的 SPD,其产业已具有相当规模,其中用于计算机、控制终端及网络设备 SPD 的已经系列化,并且其质量和性能完全能满足威尼斯人官方网站系统的要求,另外由于半导体放电管的出现,其元件的特殊性及优良品质使得用半导体放电管元件组合的 SPD 可以免去每年的例行检测,且保证了威尼斯人官方网站系统安全可靠的运行。
因此对威尼斯人官方网站局(站)计算机、控制终端及网络设备进行雷电过电压保护的条件已经成熟,从减少成本和合理投资的角度出发,本节仅对建在多雷区、强雷区威尼斯人官方网站局(站)内的计算机、控制终端及网络设备提出了雷电过电压保护要求,对于建在中雷区的威尼斯人官方网站局站内的计算机、控制终端及网络设备,如果该局时有雷击损坏事故发生,则应参照执行。另外从威尼斯人官方网站局(站)的调研情况看,现有的威尼斯人官方网站局(站)计算机、控制终端及网络设备数据线,由于各方向的线数不多、控制单元分散的缘故,一般都用的是无屏蔽的线,改为屏蔽线和串金属管线在施工和运作起来都有困难(垂直管线除外),而且成本将非常之高,那么安装 SPD 既经济、又方便,并且提高了威尼斯人官方网站系统安全可靠性。
3.5.2 根据对广东、福建、广西、湖南、浙江、辽宁等省移动威尼斯人官方网站基站的雷击情况调研,由天馈线引入的雷电浪涌损坏移动威尼斯人官方网站设备的事故概率是小概率事件,鉴于国内大多数移动威尼斯人官方网站基站的天馈线一般都未加同轴 SPD,因此本规定根据无线基站所处的具体的地理环境,确定了同轴 SPD 的安装原则,并根据电磁兼容的原理,提出同轴 SPD 接地端子的接地引线应在机房外接地。
3.7 威尼斯人官方网站局(站)电源系统的雷电过电压保护设计
3.7.1~3.7.3 参照中华人民共和国电力行业标准 DL 548-94《电力系统威尼斯人官方网站站防雷运行管理规程》中的相关条款及威尼斯人官方网站局(站)供电的实际情况制定该条款。由于原 GB 11032-89《交流无间隙金属氧化锌避雷器》正文的条款对 10kV SPD 是满足一般雷暴强度情况下的要求,而根据该标准附录D要求,对于建在郊区、山区,地处中雷区以上的威尼斯人官方网站局(站)使用的交流无间隙金属氧化锌避雷器是根据当地的雷电强度,由用户或设计者向厂商提出交流无间隙金属氧化锌避雷器放电电流要求,3.7.2条提出强雷电避雷器主要是避免在雷电较强的地区,设计误用常规的交流无间隙金属氧化锌避雷器,造成避雷器、配电变压器被雷击坏的事故。
8.7.5 条中,“进入威尼斯人官方网站局(站)的低压电力电缆应全程埋地引入,其电缆长度应不小于 50m,……”是为了与原邮电部标准相关条款统一,参照 YD 2011-93《微波站防雷与接地设计规范》第2.0.10条及 X 005-95《威尼斯人官方网站局站电源系统总技术要求》第6.2.l条编写的,这一条款在许多实际工程中确实难以做到,其它单位在参与审查上述标准时已经提到,规定为 50m的根据是什么?从防雷的角度出发电缆的长度不是防雷要素,而电缆的埋地长度才是其防雷要素(从威尼斯人官方网站局站的实际情况及相关标准中都不能得到关于对电缆长度问题的答案),国家标准 GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》第3.2.3条规定是埋地不小于 15m,《电力系统威尼斯人官方网站站防雷运行管理规程》规定,此段电缆长度可为大于 10m,因此 4.7.5条参照 GB 50057-94 改为“进入威尼斯人官方网站局站的低压电缆应全程埋地引入,其电缆埋地长度应不小于 15m”。
3.7.7 根据雷电活动区的划分、威尼斯人官方网站局(站)的分类、威尼斯人官方网站局(站)所处的地理环境、建筑物的形式、供电方式,在设计中对电源用 SPD 提出的不同要求,对于开关型 SPD 的应用在 IEC 1643-1(P1),A2.0;IEC364-5-534; IEC1643-2;IEC1312 都有论述。
电源用SPD通流容量和标称放电电流的取定依据参考了 IEC 1312《 雷电电磁脉冲的防护》、原邮电部标准 YD/T 944-1998《威尼斯人官方网站电源设备的防雷技术要求和测试方法》、2000年增补内容的国家标准 GB 5 0057-94《建筑物防雷设计规范》。冲击通流容量一般大于标称放电电流量级的 2.5 倍。
电源用 SPD 通流容量和标称放电电流的取定还应根据电源 SPD 安装的必要性,其原则确定如下:
① SPD 安装在被保护电路中,对被保护电路无不利影响;
② 在正常情况下 SPD 是否会损坏;
③ SPD 损坏的后果会造成什么影响,采取什么措施进行保护;
④ SPD 能否起到保护作用;
⑤ 各级 SPD 之间的相互协调。
另外在各类 SPD 能满足各级所需的标称放电电流前提下,为了保障 SPD 的可靠性,一般可选择较大量级通流容量的 SPD。单纯从价格的意义讲,冲击通流容量较小的 SPD 一般价格上远小于冲击通流容量大的SPD,但从技术经济比的角度去考虑问题,可能这一观点又喻于了新的含义,通流容量是指 SPD 不发生实质性破坏而能通过规定次数、规定波形的最大电流峰值,冲击通流容量较小的 SPD 在通过同样的雷电流条件下其寿命远小于冲击通流容量大的 SPD,根据有关资料介绍:“MOV 元件在同样的模拟雷电流 8/20μs, 10kA 测试条件下,通流容量为 135kA 的 MOV 的寿命为 1000~2000 次,通流容量为 40kA 的 MOV 的寿命为 50 次,两者寿命相差几十倍”由于配电室及电力室入口处的 SPD 要承受沿配电线路侵人的浪涌电流的主要能量,因此其 SPD 在满足入口界面处标称放电电流要求的前提下,可根据情况选择较大通流容量的 SPD。
3.7.7条1中,供电线路对安装的限压型 SPD 回路中必须串接保险丝,主要防止限压型 SPD 因各类因素损坏、燃烧,对地短路(国内外威尼斯人官方网站局站发生过多次此类事故,国内外的防雷公司产品在工程上都要求采用串接保险丝),影响威尼斯人官方网站局站供电线路的正常工作。由于以往的规范忽视了串接保险丝,从而给威尼斯人官方网站局(站)的正常供电带来了隐患。 GB 50054-95《低压配电设计规范》中对配电系统上下级熔断器提出了基本要求。配电系统上下级保护电路的动作应具有选择性,以往由于我国保护电路较差,在低压配电系统中要做到是有困难的。目前低压电器发展较快,熔断器、断路器的特性已有很大的改善,按照新标准生产的NT型等熔断丝的选择比为1:1.6(其它类型的保险丝也可参照执行),具有三段保护的断路器也能大量生产,目前配电系统做到选择性已具备条件。
3.7.8 两级 SPD 的隔距,按照国内外有关文献及标准,根据两级 SPD 的类型,SPD 对雷电反映时间的快慢,连接线缆的材料及粗细,当两级都为 MOV 时,连接线缆隔距一般要求为 3~5m;当两级 SPD 为不同器件时,连接线缆隔距一般要求为 10m 或连接线缆电感量为 7~15μH。
3.7.15 条1中,原电力部标准 DL 548-94《 电力系统威尼斯人官方网站站防雷运行管理规程》和 YD 5087-98《威尼斯人官方网站工程电源系统防雷技术规定》以及多个标准规定了在直流配电屏输出端加装 SPD 的要求,在威尼斯人官方网站局(站)相应机房的直流电源配电柜(列柜)内加装 SPD,可以进一步抑制由雷电电磁场在直流馈线上感应的雷电浪涌电流,因此对于较大的威尼斯人官方网站局站,在相应机房的直流电源配电柜(列柜)中加装 SPD,从 SPD 的安装位置来讲,优于在直流配电屏输出端加装 SPD。若直流电源配电柜(列柜)已安装了 SPD,馈线在进人相应机房的直流电源配电柜(列柜)人口处,可不再安装 SPD。
另外根据 YD/T 585—92 (威尼斯人官方网站用配电设备)5.4.8.l条直流配电设备输出电压及其整定范围的规定中整定范围确定了 SPD 的标称电压。该标准对 12~60V 配电设备的绝缘强度试验电压(有效植、时间为1min)的要求为 500V,因此此时相对于配电设备的耐雷击允许值要远大于 500V 的要求(一般雷电的允许值为工频的 6 倍左右),按照本规定对 SPD 的电压及标称放电电流的要求,此时 SPD 的残余电压一般小于 300V,远小于工频绝缘强度试验电压的要求。
威尼斯人官方网站设备允许的直流供电电压有一定的变化范围,如交换设备工作电压的标称值为 -48V,但其允许的直流供电电压变化范围一般在 -40~-57V 之间,在威尼斯人官方网站电源工程设计时,由于采用了限制直流供电电压的变化范围的措施,使标称工作电压一般控制在 -48V 左右,现将 SPD 标称工作电压大于 70V,即 SPD 标称工作电压最小值已大于直流供电电压最大工作电压 -57V 的 20% 以上,因此该位足以避免因 SPD 指标的波动而影响设备的正常工作情况。