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防雷接地设计中等电位连接的研究
来源: | 作者:山西防雷检测 | 发布时间: 286天前 | 528 次浏览 | 分享到:

摘要

      等电位连接是通讯设备工程防雷接地中很重要的可靠性要求。基于一个雷击案例,通过理论分析和实验模拟的方法,验证了等电位连接对雷击电流泄放路径的影响,说明了等电位连接是保证防雷系统功能正常的前提。最后给出了简易机房等电位连接的方案及注意事项。

引言

      防雷接地是通讯设备应用中关键的工程可靠性要求之一。但在具体工程实践中,人们往往过多的关注接地电阻的大小,认为设备只要接地了,而且接地阻抗满足要求就可以了,而忽略或没有关注等电位连接的重要性。而且实际工程故障中,很多都是因为没有实现等电位连接而造成的。

      本文通过一个雷击案例的研究,详细说明了等电位连接对雷击电流泄放路径的影响,等电位连接是保证防雷系统功能正常的前提。接地网、等电位连接和避雷器要互相配合才能实现防雷的目标。

1、设备接地方案

      目前通信机房内设备的接地方案通常有两种,一种是星形接地方案,一种是网状接地方案 [1-2]。如图 1(a)所示,星形接地方式的机房内,电源、承载、传输等设备的接地线均由总接地排引接。如设备机架与总接地排相距较远时,可以采用两级接地排。如图 1(b)所示,网状连接的机房内,应沿墙壁设置环形接地汇集线。机房内电源、承载、传输等设备的接地线均就近接到环形接地汇集线上。环形接地汇集线与地网应在机房四边(多点)连接。


2、不等电位连接改变预期的雷电泄放路径

2.1  雷击故障现象

      某产品在现场正常使用过程中,某雷雨天出现部分单板烧坏的故障。主要烧坏的器件是电源入口处的保险丝、防护器件瞬态抑制二极管(TVS)和压敏电阻,如下图 2 所示。

2.2 原因分析

      设备电源和单板的电源入口都有浪涌的差模和共模防护(TVS 实现差模防护,压敏电阻实现共模防护),如图 2 所示。按照工程电源防雷设计 [3],机房外 AC 电源至少具有一级防雷(至少 80 kA)能力,机房内 AC配电柜至少具有二级防雷(至少 40 kA),DC 电源至少具有 15 kA 的防雷能力。设备设计的防雷指标(根据应用环境,要求设备防雷能力差模防护 4 kV,共模防护6 kV)满足产品的技术规范和标准要求。经测试验证,实际防护能力远远大于设计指标。


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