广电网络室外光端机雷害防雷方案

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一、  基本情况

有线电视网络的雷电防护问题过去一直存在，由于近年来大量在主干线上采用了高可靠性的光缆传输等先进设备，加上运维水平的提高，网络的运行可靠性也极大地提高了。但是，随着有线电视网络从城区扩展到了城郊及偏远的乡村，加上设备对雷电较敏感，总体来说，有线电视网络感应雷电的概率和维护的困难程度反而比以前增大了许多，这样雷害问题就日益凸显出来。其有线电视网络分布在市区和周围农村，分布范围广，经常遭受雷击。供电器和光接收器经常被雷击损坏，造成有线电线电视信号中断，而且维护很不方便，给用户收看电视和维护人员的工作带来了很多不便。

二、  室外光端机雷击事故原因分析

室外光端机发生雷击事故的情况非常严重，而且以室外光端机的供电器被雷电损坏的情况占多数，其次是室外光端机电源部分。出现这种情况主要是未采取以下三种雷电防护措施：

1．   电力电缆、光缆、同轴电缆应有金属屏蔽层，并埋地进入光接点，而且两端进行接地，在不能做到两端接地时应该采用双层屏蔽，而各室外光端机的电缆既没有采取屏蔽措施，而且都是架空进出，很容易感应雷击过电压。

2．   在进行各室外光端机的线缆上未安装防雷器，线路上感应的雷电流无法短路泄放到大地，从而直接进入设备。

3．   未采取等电位处理和接地措施，光缆外皮、加强芯和同轴电缆屏蔽层，以及机柜、设备的金属外壳应该进行等电位连接地，使之形成等电位，并将雷击过电压消除。因为雷电对设备的破坏作用最终归结在线与线之间或者各部件之间形成的巨大电压差上。同时，在工作人员进行维护时，一旦线路上感应雷电将会发生非常严重的后果。

三、  设计依据

1．   GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》

2．   GB7450-87《电子设备雷击保护导则》

3．   GBJ79-85《工业企业通信接地设计规范》

    4．根据GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第五章：防雷设计；GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》第六章：防雷击电磁脉冲；第四节，第6.4.1至6.4.12条LPZ1区对电涌保护器（SPD）的要求及YD/T 5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》第五部分：SPD 的选择；第5.3条：信号线用SPD；第5.5条：计算机、控制终端、监控系统的网络数据线用SPD的要求，参照IEC 61643-3 《低压系统的电涌保排器》 第3部分《在电信系统中SPD的应用》和IEC 61644-1 1997《通信系统用SPD》标准要求，对于通信线路的防护，需对设备进线缆线使用8/20μs波形、通流容量5KA的信号电涌保护器将数千伏的线路感应雷击过电压限制到设备允许值。

四、实施措施

1、光纤电缆悬挂钢索在防雷界中又称排流线，似电话线路上悬挂的钢索一样起着同样的功能。在每节点的室外光端机处，光纤电缆悬挂钢索必须采取接地。良好的接地，大大减少雷电流进入节点的室外光端机机柜内，从而保护设备。不过，光纤电缆悬挂钢索接地与设备接地可共用地网，必须不同点入地，不能在地面上共用。

2、安装电源和信号SPD

     2．1在电源上逐级加装电源避雷器，实现多级防护。考虑到成本问题以及大批量光端机，采用第三级防护，即在电源进入光端机，安装奥天AOTEM品牌AT A6420NS电源防雷插座，这样，即可解决光端机的用电插座问题，也可精细防雷。AT列插座式电源防雷器依据国家标准设计，用于设备端第三级电源过电压保护，此级防雷器采用共模、差模防雷模式，插座式配置将防雷器与电源插板完美组合，RFI/EMI滤波电路及级间协调电感受器，可吸收射频/电磁干扰等线路浪涌，延长设备正常工作寿命，降低长期运行成本。电子仪器设备的精细过压保护，四线过压保护器带监控装置和脱扣装置，使用于电源第三级防雷。错相及接地状态智能指示 ， 过流、过载保护 ，线路过热自动保护，EMI/RFI噪声抑制， 110~300V超宽工作电压范围 ，防雷保护状态智能指示，5000次插拔无故障，积木式标准插孔模块 ，两种灵活、可靠的接地方式 ，带独立接地螺丝。

2．2在光端机的视频信号输出口安装一个奥天AOTEM品牌 AT TV-F同轴电缆防雷器，以保证同轴电缆上感应到的雷电流在进入设备之前便经该防雷器泄放入地。

    2．3、SPD接地

这是散泄雷电流和有效降低电位之措施。接地有多种类型，有通信之信号地、电源之交流地、人身之保护地、光纤设备系统之逻辑地，再加上防雷接地。由于用途不同，对地线之要求也不相同，防雷地之物理要求是：一旦有雷电流发生，尽快把雷电散发到大地。因而其接地装置接地电阻越低、等电位装置与接地装置间连接距离越短，相对而言，设备受雷电损坏之机率越低。

3、接地系统（采用类似移动小型基站接地系统）

接地装置的任务是：

l          将雷电流导入大地；

l          引下线间的等电位连接；

l          导电性建筑物墙体附近的电位控制；

l          拦截在地面传播的雷电流。

（1）、接地地网阻值要求

机房接地电阻阻值要求：  R≤10Ω 。

（2）、接地引下设备

在每个节点室内光端机机柜内安装1个总汇流排ATK008即小铜排，规格:40mm×4mm×300mm，以保证电源防雷地，机柜接地，信号防雷地各个地电位分布均匀，交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地、避雷接地等四种接地共用一个总汇流排。再通过25平方接地线引下接至接地体，与光纤电缆悬挂钢索接地分别分开接地点同时接地。

（3）、接地材料

接地地网：要求R≤10Ω，ATK008总汇流排+引下线25平方接地线+接地体。

接地体：是埋于地下与引下线入地相连接，雷击电流由此发散到大地。用Ф22×L4500mm 奥天AOTEM品牌AT 优化深打接地棒Φ20mm×4500mm（4.5米长)组成垂直接地体，再用40mm×4mm热镀锌接地体组成水平接地体焊接连通，组成接地地网,以满足国家防雷规范接地电阻R≤10Ω的要求。考虑到成本问题，尽可能节约成本，我奥天技术人员建议采用单极深打接地极办法解决室外节点光端机系统设备接地问题。

（4）接地极说明

即采用奥天AOTEM  AT 优化深打接地棒Φ20mm×4500mm（4.5米长)深打入地下，一节连着一节垂直深打入地下，可迅速降低接地电阻，又可很好解决设备接地问题。根据工程经验，室外接地电阻阻值可放宽到10Ω左右都没问题。工程实践证明,增设垂直接地极对于降低地网接地电阻、接触电压和跨步电压是一种行之有效的方法。垂直接地极能有效地降低接地系统的接地电阻,但在有限面积的接地网上布置过多的垂直接地极时,降阻效果将趋于饱和。奥天AOTEM  AT 优化深打接地棒Φ20mm×4500mm（4.5米长)是用特殊的电铸技术将99.9%的纯锌均匀覆盖到低碳钢芯上，具有锌层厚（0.25mm以上）、粘合度好、不剥离（可轧制螺纹）等特点。它的优点是抗拉强度大（高达600N/mm2），耐腐蚀性强（可保证使用寿命在50年以上），有恒定的低电阻及良好的可塑性，既有与铜相同的导电性能又兼有钢材特性。奥天AOTEM  AT 优化深打接地棒Φ20mm×4500mm（4.5米长)配有高强度特种钢材制成的驱动头和钻头，施工时可以轻易地将棒打入地下，深度可达30m以上，减少了施工时很多麻烦，降低安装成本。

四、运行维护                         

    （1）避雷器安装之后，应检查所有接线是否正确安装，然后运行测试，看系统和设备是否正常工作，有无异常情况，如有，应及时检查，直至整个系统均正常运作。

    （2）每年雷雨季节前应对接地系统进行检查和维护。主要检查连接处是否紧固、接触是否良好、接地引下线有无锈蚀、接地体附近地面有无异常，必要时应挖开地面抽查地下蔽部分锈蚀情况，如果发现问题应及时处理。

    （3）接地网的接地电阻宜每年进行一次测量。

    （4）每年雷雨季节前应对运行中的避雷器进行一次检测，雷雨季节中要加强外观巡视，如检测发现异常应及时处理。

 

五、销售服务及质量保证    

    （1）由奥天公司销售的产品和施工的工程均由保险公司承担产品质量和工程责任保险。

    （2）工程中所使用的防雷器件，从工程验收合格之日起一年内免费保修，超过保修期两年内维修只收取工本费，终身负责维修。

    （3）根据用户需求，免费提供防雷知识或防雷技术讲座；

    （4）保修期内，若防雷系统出现故障，奥天公司技术人员在接到通知后的24小时内赶到现场。

 

参考文献

1、   《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

2、   《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004

3、   浏阳广电网络光接点雷害分析及防护 (《防雷工程》2009年第2期)