注:本图为电子信息工程电源系统的分类,各类设备内容由工程决定。电信枢纽总进线处需设稳压器。
图5.4.1-2 电子信息系统电源设备分类
4 在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处应安装通过Ⅰ级分类试验的开关型浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护;第一防护区之后的各分区(含LPZ1区)交界处应安装限压型浪涌保护器。使用直流电源的信息设备,视其工作电压要求,宜安装适配的直流电源浪涌保护器。 5 浪涌保护器连接导线应平直,其长度不宜大于0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪 涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时,在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时,浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置,并宜有劣化显示功能。 6 浪涌保护器安装的数量,应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。 7 用于电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值宜符合表5.4.1-2 的规定。
表5.4.1-2 电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值
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注: SPD 的外封装材料应为阻燃型材料。
*:第一级防护使用两种波形的说明见规范条文说明。
摘自规范的说明5.4.1
8 SPD 标称放电电流值应根据雷电威胁的强度和出现的概率来定,国际电工委员会标准IEC61312“雷电电磁脉冲防护”将第I 级防护的雷电威胁值定为200kA,波形为10/350μs。超过该值的概率为1%,就是说,99%的雷电闪击都包括了。
本规范以国际标准规定的第I 级防护的雷电威胁值200kA 作为制定供电线路SPD 标称放电电流的依据,因此,供电线路SPD 标称放电电流的参数值如下:
IEC61312-1:1995 雷电流分配的有关条文中,已假定:全部雷电流i 的50%流入LPS 的接地装置,i 的另一个50%分配于进入建筑物的各种设施,并假定进入建筑物的金属设施,只是变压器低压侧的三相五相制供电线路为TN-S 接地方式。若第I 级防护雷电威胁值规定为200kA,10/350μs,则在供电线路中,每线荷载的雷电流为Im=Is/n=(I/2)/n=(200/2)/5=20kA。
对于LPZ0 与LPZ1 交界处的第1 级防护所使用的标称放电电流波形问题,目前国际国内都有不同意见,争论较大。对此问题,我们对国内、外22 个厂家的24 个型号的产品作了详细的调查研究,其中作为第一级防护的器件,基本上都规定了10/350μs 和8/20μs 两种波形的参数值。故此,本标准不作只使用一种波形的规定,宜兼顾各种不同意见,所以推荐等同使用两种波形的参数,不作强制性规定,仅仅作为不同波形条件下的推荐参数而已。 当用8/20μs 波形时,每一线路荷载的雷电流值,如下面推算: 计算单位能量的公式是:
W/R=(1/2)×(1/0.7)×I2×T2 (J/Ω) (来源于IEC61312)
式中:
W/R 为单位能量;
I 为雷电威胁值,单位为kA;
T2 为雷电波的半值时间,单位为μs
22
在单位能量相同的条件下,则有I(20)×T2(20)=I(350)×T2(350) 将上面公式整理得到:
1/2
I(20)=I(350)×〔T2(350)/T2(20)〕
1/2
则:I(20)=20kA×〔350/20〕=83.7kA<100 kA 第二级标称放电电流的计算:
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按照SPD 能量配合原理,通过选择SPD2 使i2 降到合理的值(可接受的值),应考虑到两个SPD之间的阻抗进行较好的协调配合(供电线路一般选用电感器作为两个SPD 之间的退耦元件)。
一般情况下,当两个SPD 之间的线路长度大于10m 时,就不需要安装实体的电感器,而由传输线导体自身的电感来代替。导体自身电感量以最低为每米1μH 计,10m 长导体的电感量为10μH。
第二级被保护设备的耐冲击电压由图5.4.1-1 查得为UP=4kV,在SPD2 未导通前,电感两端的压降即为第二级被保护设备的耐冲击电压,即UP=UL=4kV。 电感压降的公式为:UL=L×(di2/dt2)
式中:i2 为流过SPD2 的雷电电流,即SPD2 承受的标称放电电流。 t2 为对应的雷电流波头时间。 将电感压降公式整理得:
i2=UL(T2/L)=4×103[(20×10-6)/(10×10-6)]=8KA
从安全和可靠角度考虑,应增大SPD2 的耐雷电冲击电流的裕度,若系数取5,即SPD2 的标称放电电流应不小于40kA。
第三级SPD 标称放电电流按确定第二级标称放电电流计算的方法确定为不小于20kA。 残压比一般在3~3.5 之间,对于380V 的工作电压,SPD2 的导通电压约为900V,于是SPD2 的残压低于2700V—3150V 之间,小于第二级被保护设备的耐冲击电压值,这样,便取得了良好的能量配合。
本规范建议的SPD 的标称放电电流推荐值是:
用作第1 级(B 级)防护的SPD,标称放电电流≥20kA,波形为10/350μs;如波形为8/20μs时,SPD 的标称放电电流值宜取80kA。
用作第2 级(C 级)防护的SPD,标称放电电流值≥40kA,波形为8/20μs 用作第3 级(C 级)防护的SPD,标称放电电流值≥20kA,波形为8/20μs
鉴于以上所述,我们认为本规范制定的SPD 的标称放电电流值是具有科学性、合理性的。
5.4.2 信号线路的防雷与接地应符合下列规定
1 进、出建筑物的信号线缆,宜选用有金属屏蔽层的电缆,并宜埋地敷设,在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处,电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口,应安装适配的信号线路浪涌保护器,浪涌保护器的接地端及电缆内芯的空线对应接地。 2 电子信息系统信号线路浪涌保护器的选择,应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、 传输带宽、工作电压、接口型式、特性阻抗等参数,选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。
信号线路浪涌保护器参数应符合表5.4.2-1、5.4.2-2 的规定。
表5.4.2-1 信号线路(有线)浪涌保护器参数
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注:Un——最大工作电压。
表5.4.2-2 信号线路、天馈线路浪涌保护器性能参数
5.4.3 天馈线路的防雷与接地应符合下列规定 1 架空天线必须置于直击雷防护区(LPZOB)内。
2 天馈线路浪涌保护器的选择,应根据被保护设备的工作频率、平均输出功率、连接器型式 及特性阻抗等参数,选用插入损耗及电压驻波比小,适配的天馈线路浪涌保护器。 3 天馈线路浪涌保护器,宜安装在收、通信设备的射频出、入端口处。其参数应符合表5.4.2-2 规定。
4 具有多付天线的天馈传输系统,每付天线应安装适配的天馈浪涌保护器。当天馈传输系统 采用波导管传输时,波导管的金属外壁应与天线架、波导管支撑架及天线反射器作电气连通。并宜在中频信号输入端口处安装适配的中频信号线路浪涌保护器,其接地端应就近接地。 5 天馈线路浪涌保护器接地端应采用截面积不小于6mm2的多股绝缘铜导线连接到直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处的等电位接地端子板上。同轴电缆的上部、下部及进机房入口前应将金属屏蔽层就近接地。 5.4.4 程控数字用户交换机线路的防雷与接地应符合下列规定: 1 程控数字用户交换机及其它通信设备信号线路,应根据总配线架所连接的中继线及用户线性质选用适配的信号线路浪涌保护器。
2 浪涌保护器对雷电流的响应时间应为纳秒(ns)级,标称放电电流应大于或等于0.5kA,并应满足线路传输速率及带宽要求。
3 浪涌保护器的接地端应与配线架接地端相连,配线架的接地线应采用截面积不小于16mm2 的多股铜线,从配线架接至机房的局部等电位接地端子板上。配线架及程控用户交换机的金属支架、机柜均应做等电位连接并接地。
5.4.5 计算机网络系统的防雷与接地应符合下列规定: 1 进、出建筑物的传输线路上浪涌保护器的设置: 1)A 级防护系统宜采用2 级或3 级信号浪涌保护器; 2)B 级防护系统宜采用2 级信号浪涌保护器;
3)C、D 级防护系统宜采用1 级或2 级信号浪涌保护器。
各级浪涌保护器宜分别安装在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)、及第一防护区(LPZ1)与第二防护区(LPZ2)的交界处。 2 计算机设备的输入/输出端口处,应安装适配的计算机信号浪涌保护器。 3 系统的接地
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1)机房内信号浪涌保护器的接地端,宜采用截面积不小于1.5mm2 的多股绝缘铜导线,单点连接至机房局部等电位接地端子板上;计算机机房的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地、浪涌保护器接地等均应连接到局部等电位接地端子板上。
2)当多个计算机系统共用一组接地装置时,宜分别采用M型或Mm组合型等电位连接网络。 5.4.6 安全防范系统的防雷与接地应符合下列规定:
1 置于户外的摄像机信号控制线输出、输入端口应设置信号线路浪涌保护器。
2 主控机、分控机的信号控制线、通信线、各监控器的报警信号线,宜在线路进出建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处装设适配的线路浪涌保护器。
3 系统视频、控制信号线路及供电线路的浪涌保护器,应分别根据视频信号线路、解码控制信号线路及摄像机供电线路的性能参数来选择。 4 安防系统户外的交流供电线路、视频信号线路、控制信号线路应有金属屏蔽层并穿钢管埋地敷设,屏蔽层及钢管两端应接地,信号线路、供电线路应分开敷设。 5 安防系统的接地应采用共用接地。主机房应设置等电位连接网络,接地线不得形成封闭回路,系统接地干线宜采用截面积不小于16mm2的多股铜芯绝缘导线。
5.4.7 火灾自动报警及消防联动控制系统的防雷与接地应符合下列规定:
1 火灾报警控制系统的报警主机、联动控制盘、火警广播、对讲通信等系统的信号传输线缆宜在进出建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处装设适配的信号浪涌保护器。
2 消防控制中心与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设适配的信号浪涌保护器。
3 消防控制室内,应设置等电位连接网络,室内所有的机架(壳)、金属线槽、设备保护接地、
安全保护接地、浪涌保护器接地端均应就近接至等电位接地端子板。
4 区域报警控制器的金属机架(壳)、金属线槽(或钢管)、电气竖井内的接地干线、接线箱的保护接地端等,应就近接至等电位接地端子板。
5 火灾自动报警及联动控制系统的接地应采用共用接地。接地干线应采用截面积不小于
2
16mm的铜芯绝缘线,并宜穿管敷设接至本楼层(或就近)的等电位接地端子板。 5.4.8 监控系统的防雷与接地应符合下列规定:
1 监控系统的各种线路,在建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZOB)与第一防护区(LPZ1)交界处应装设线路适配的浪涌保护器。
2 监控系统中央控制室内,应设等电位连接网络。室内所有设备金属机架(壳)、金属线槽、 保护接地和浪涌保护器的接地端等均应做等电位连接并接地。
3 监控系统的接地应采用共用接地,其接地干线应采用截面不小于16mm2的铜芯绝缘导线,并应穿管敷设接至就近的等电位接地端子板。
5.4.9 有线电视系统的防雷与接地应符合下列规定:
1 进、出建筑物的信号传输线,宜在入、出口处装设适配的浪涌保护器。 2 有线电视信号传输线路,宜根据其干线放大器的工作频率范围、接口型式以及是否需要供电电源等要求,选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。
3 进、出前端设备机房的信号传输线,宜装设适配的浪涌保护器。机房内应设置局部等电位接地端子板,采用截面积不小于16mm2的铜芯绝缘导线并穿金属管,就近接至机房外的等电位连接带。
5.4.10 通信基站的防雷与接地应符合下列规定:
1 通信基站的雷电防护宜先进行雷电风险评估及雷电防护分级。
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