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国内外防雷标准
GB50057-94

《建筑物防雷设计规范》是强制执行性标准: 建筑物防雷设施应包括接地体、 引下线、 避雷网格、 避雷带、 避雷针、 均压环、 等电位、 避雷器共八个技术环节。

GB/T 17618-1998

相当于IEC CISPR 24: 1997信息技术设备( ITE) 抗扰度限值和测量方法。本标准规定了ITE在0Hz～400GHz频率范围内的限值和测量方法和对ITE内部抗菌素扰度提出合适的要求, 以使其在预定的环境中正常工作。

GB/T 17626-1999

相当于IEC 61000-4-5:1995电磁兼容性EMC第四部份”试验及量测技术”第五章: 突波耐受性测试。

中华人民共和国公安部
GA173-1998

计算机信息系统防雷保安器:直接接入网络( 局域网) 的线路( 专用架空线、 经过调制解调器进入网络、 微波接收或发射进入网络) 的端口应加装防雷保护器。

中华人民共和国通信行业标准

YD ,93

微波站防雷与接地设计规范

第2.0.9条规定: 电力变压器低压侧的每根相线应分别就近对地加装进需器。

第20.10条规定: 低压电力电缆的三根相线及零线在进交流屏之前,应分别就近对以口装进雷器。

第2.0.13条规定: 交流屏输入端、 自动稳压稳流的控制电路,均应有雷电浪涌过电压防护装置。

YD －93

公用移动电话工程设计规范

YD －93

微波站防雷与接地设计规范

YDJ26－89

通信局( 站) 接地设计暂行技术规定

YD5003－94

电信专用房屋设计规范

即将出台的专项防雷法规有《新一代天气雷达站防雷技术规范》、 《信息系统雷击电磁脉冲防护规范》、 《气象台( 站) 防雷技术规范》及《信息系统雷击电磁脉冲防护规范》。

国际电工委员会标准

IEC61000-4-5:1995

电磁兼容性·EMC第四部份"试验及量测技术"第五章: 突波耐受性测试。

IEC61312: 1995

雷击电磁脉冲的防护

-1是第一部分: 通则,

-3是第三部分: 对过电压保护器( SPD) 的要求,

-4是第四部分: 现在建筑物内信息系统的保护,

-5是第五部分: 应用指南。

IEC61643-3、 IEC61644、 IEC61647-1/2/3/4

接入通信和信号网络的过电压保护器以及元件的技术标准

CISPR 24: 1997

信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

国际电信联盟建议
ITU-T Recommendation K.11

过电压和过电流保护的原则, 包括过电压起因, 保护元器件的类型, 交换和传输设备的防护, 用户终端设备的防护等。

ITU-T Recommendation K.20

电信交换设备抗过电压过电流能力, 试验条件等。

ITU-T Recommendation K.21

用户终端设备抗过电压过电流能力, 试验条件等。

ITU-T Recommendation K.22

连接至ISDN T/S总线的设备的抗过电压能力, 试验条件等。

ITU-T Recommendation K.40

电信中心对雷电磁脉冲( LEMP) 的防护。

ITU-T Recommendation K.41

是电信中心内部通信接口抗雷电过电压的能力

年 5 月 28 日
信息产业部邮电设计院( 原邮电部设计院) 是制定中华人民共和国通信行业防雷接地标准的唯一编制单位上世纪 60年代, 邮电部设计院的防雷专家就对工程中出现的雷害事故进行了广泛、 深入的研究, 1986 年开始编制国内外第一个将联合接地理论用于通信局( 站) 的标准 YDJ26-89 《通信局站接地设计技术规定》( 综合楼部分) 到YD5098 《通信局( 站) 雷电过电压保护工程设计规范》的颁布已经是第五个标准了, YD5098- 使通信局( 站) 的防雷技术进入到一个崭新的阶段, 该标准采取广泛与 IEC 及 ITU 等相关国际标准接轨的编写方法, 不但结合了中国国情, 也充分考虑了通信局( 站) 的具体情况而推出的集科学性、 先进性、 实用性与国际接轨的工程设计标准。当前已经在通信局( 站) 防雷工程中起到非常明显的效果, 全面的解决了占通信局( 站) 雷击事故 85% 以上的雷电过电压保护问题, 下面对中华人民共和国通信行业防雷接地标准与移动通信及网络系统的防雷等相关问题进行介绍。
1 中华人民共和国通信行业防雷接地标准 China national standards on lightning discharges and earthing
1) YDJ26-89 《通信局(站)接地设计暂行技术规范》( 综合楼部分) Temporary Specifications on Earthing Design for Telecommunication Bureaus(Stations) (Telecom Integrated Building Part) - -- 原邮电部第一个通信局( 站) 防雷接地标准, 在世界上第一个将联合接地的理论写在通信局( 站) 防雷接地的标准中;
2) YD -93 《微波站防雷与接地设计规范》 Specifications on Lightning Discharges and Earthing Design for Microwave Stations ;
3) YD5068-98 《移动通信基站防雷与接地设计规范 》 Specifications on Lightning Protection and Earthing Design for Mobile Communication Base Stations ;
4) YD5078-98 《通信工程电源系统防雷技术规定》 Specifications on Lightning Protection for Power Supply System in Engineering of Telecommunications ;
5 ) YD5098- 《通信局(站)雷电过电压保护设计规范》 Specifications for Engineering Design of Lightning Over-Voltage Protection for Communication Bureaus(Stations ), 该规范 是为了解决综合通信大楼、 交换局、 数据局、 模块局、 接入网站、 IP 网站、 移动通信基站、 卫星地球站、 微波站等因雷电感应经过电源线、 信号线、 网络数据线、 天馈线、 遥控系统、 监控系统引入的雷害, 确保通信设备的安全和正常工作而编制的。
通信局( 站) 雷电过电压保护工程的基础应建立在联合接地、 均压等电位分区保护之上是非常重要的, 另外通信局( 站) 雷电过电压保护设计应根据电磁兼容原理 ,按防雷区划分, 对电涌保护器的安装位置进行合理规划。
从通信局( 站) 雷击概率的统计分析, 近年来虽然对通信局( 站) 建筑物的防雷接地进行了大量的改造, 但雷电产生的浪涌电流还是造成通信设备的损坏,雷击使通信中断的事故时有发生, 根据国内外有关资料的统计雷击造成通信设备损坏事故的85% 是雷电过电压引起的, 因此对通信局( 站) 雷电过电压的保护就更为重要。
通信局( 站) 雷电过电压保护并非是简单的、 单一的雷电过电压保护器件应用, 而是应用电磁兼容的原理根据雷电保护区的划分, 对一个通信局( 站) 进行综合、 多级雷电过电压保护。
通信局( 站) 传统的雷电浪涌保护方法, 在选择浪涌 SPD 件时, 仅考虑被保护的通信设备本身, 没有根据电磁兼容( EMC) 原理, 把局部或单一的防护措施归结到系统防雷, 即整体防护的概念。由于缺乏通信局( 站) 系统和整体的观念, 导致在通信局( 站) 电源系统网络, 甚至在雷电防护的薄弱环节的不同点安装过电压保护器时, 各类防护器件之间不能相互协调、 相互之间不能控制。由于防护器件在设计时, 其防护性能仅仅是从被保护设备本身的需求, 而通信局( 站) 系统的防护, 各级防护器件是相辅相成的, 互相影响的, 此时用以局部防护的过电压器件不能有效的发挥其防护性能, 影响了通信局( 站) 的整体防护。另外还有一个重要的立论基础, 通信局( 站) 的雷电过电压保护设计必须是建立在联合接地基础上。
YD5098 — 总则强调了规范是: 工程设计、 施工、 监理、 维护和各类保护器件选择的技术依据, 所用电涌保护器必须是经信息产业部认可的检测部门测试的合格产品。
中华人民共和国信息产业部 - 信部规 [ ]588 号文规定 自 年 10 月 1 日起施行。其对象为各省、 自治区、 直辖市通信管理局, 中国电信、 中国移动、 中国联通、 中国网通、 中国通信广播卫星公司、 吉通公司、 铁通公司。即中华人民共和国通信行业的单位, 其防雷接地工程都必须执行该标准。
2 中华人民共和国通信行业关于 SPD 的技术要求和测试方法的标准 China national standards on technical requests and testing techniques of SPD in telecommunication
1)YD/T1235.1- 《通信局( 站) 低压配电系统用电涌保护器技术要求》Performance require -ments for surge protective devices connected to low-voltage distribution systems of telecommunication stations/sites
2)YD/1235.2- 《通信局( 站) 低压配电系统用电涌保护器测试方法》
Testing methods for surge protective devices connected to low-voltage distribution systems of telecommunication stations/sites
根据国际电联提供的世界年雷暴日分布统计, 中国是世界上年雷暴日最多的国家之一, 因此中国的雷害事故就更加频繁。中国的防雷专家在长期的广泛探索中, 结合 IEC 、 ITU-T 相关文件, 提出了有中国特色的通信局( 站) 防雷保护设计方法, 有效的降低了雷击概率, 可是通信局( 站) 的防雷接地还有很多方面的问题有待解决。最近将要推出的中华人民共和国通信行业标准《通信局( 站) 低压配电系统用电涌保护器技术要求》、 《通信局( 站) 低压配电系统用电涌保护器测试方法》又是与国际ＩＴＵ、 ＩＥＣ、 ＵＬ、 ＩＥＥＥ相关建议接轨, 并结合了中国国情的体现, 希望中华人民共和国通信行业标准的防雷接地标准能够为中国电信、 中国移动、 中国联通、 中国网通、 中国铁通、 中国卫星通信集团公司及其它系统的通信行业的各类通信局( 站) 和信息系统的安全运行提供可靠的保障。
3) 技术要求及测试方法的关键点
3.7 保护模式 modes of protection
用于描述配电线路中 SPD 保护功能的配置情况。
在交流配电系统中分为相线与相线( L-L ) 、 相线与地线( L-PE ) 、 相线与中性线( L-N ) 、 中性线与地线( N-PE ) 之间等四种保护模式。
在直流配电系统中分为正极与负极( V + -V - ) 、 正极与地线( V + PE ) 、 负极与地线( V - -PE ) 之间等三种保护模式。
注: 限压型 SPD 和具有限压特性的组合型 SPD 可用于任一保护模式。电压开关型 SPD 和具有开关特性的组合型 SPD 因存在尚待进一步研究的续流遮断能力及其试验方法问题, 不宜在除 N-PE 外的其它保护模式中推广使用。
•  SPD 分类的冲击测试电流等级规定
6.1.2.1 交流 SPD 冲击测试电流分类的规定见表 1 。
表 1 交流 SPD 冲击测试电流分类的规定
冲击电流
SPD 类型
T 型 ( 特高)
H 型 ( 高)
M 型 ( 中)
L 型 ( 低)
I n ( 8/20 μ s )
≥ 60kA
≥ 40kA
≥ 25kA
≥ 15kA
≥ 5kA
I max ( 8/20 μ s )
≥ 150kA
≥ 100kA
≥ 60kA
≥ 40kA
≥ 15kA
U oc ( 混合波)
—
—
—
—
≥ 10kV
I peak ( 10/350 μ s )
≥ 25kA
≥ 15kA
—
≥ 15kA

e ) 试验中 SPD 的告警或分离装置不应动作。
6.4 安全性能
6.4.1 电气间隙和爬电距离
电气间隙和爬电距离应符合表 6 的要求。
表 6 电气间隙和爬电距离
检 查 部 位
1 ) 接线端子不同相的带电导体之间。
2 ) 接线端子各相与:
——接地端子、 零线端子之间;
——固定 SPD 的金属螺钉、 外壳、 机箱、 面盖或其它金属工件之间。
SPD 的 U c
<100V
100 ～ 200V
200 ～ 450V
450 ～ 600V
电气间隙和爬电距离( mm )
≥ 2
≥ 4
≥ 6
≥ 11
6.4.2 外壳防护等级
SPD 的外壳防护等级( IP 代码) 应符合 GB4942.2 中规定的 IP2LX 。
6.4.3 保护接地
a ) SPD 在按正常使用条件安装和连接时, 其非带电的易触及的金属部件( 用于固定基座、 罩盖、
铆钉、 铭牌等以及与带电部件绝缘的小螺钉除外) 应连接成一个整体后与保护接地端子可靠连接;
b ) 保护接地端子螺钉的尺寸应不小于 M4 ;
c ) 保护接地应采用符合国标的标记加以识别, 如: 字母标记 PE , 图形符号〨等。
6.4.4 着火危险性( 灼热丝试验)
SPD 的绝缘部件必须有足够的阻燃能力。绝缘部件在进行表 7 规定的灼热丝试验时, 试品在下列情况可看作经过了试验:
——没有可见的火焰或持续火光;
——灼热丝移开后, 试品上的火焰或火光在 30s 内自行熄灭, 而且不应点燃试验用的铺底层中的薄
绵纸( 绢纸) 、 或烧焦松木板。
表 7 SPD 绝缘材料的灼热丝试验条件
试验绝缘零件
灼热丝顶端温度 ℃
试验持续时间 s
支持或固定接线端子各相载流部件和保护电路部件的外部绝缘零件
850 ± 15
30 ± 1
不支持或固定载流部件的绝缘外壳、 其它外部绝缘零件
650 ± 10
30 ± 1
注 1 就本试验而言, 平面安装式 SPD 的机座可看作为外部零件。2对陶瓷材料制成的部件不进行本试验。 3对如果绝缘零件是由同一种材料制成, 则仅对其中一个零件按相应的灼热丝试验温度进行本试验。
6.4.5 暂时过电压失效安全性
安装在 L-PE 或 N-PE 之间的 SPD , 在施加表 8 规定的异常的暂时过电压 UT 条件下, SPD 故障时应具有安全的失效模式, 试验期间不能点燃薄绵纸或粗绵布。
表 8 TOV 失效安全性试验条件
保护模式
暂时过电压 V r.m.s
试验持续时间 s
L-PE 、 N-PE
1200
5
6.4.6 暂时过电压耐受特性
安装在 L-PE 或 L-N 之间的 SPD 应能耐受表 9 规定的暂态过电压 U T , 并满足如下技术要求:
a ) U T 断开后, SPD 在 U c 下应能达到热平衡;
注: 如果在施加 Uc 的最后 15min 内, SPD 的功耗或温度或流过 SPD 的阻性电流分量能稳定地降低, 则认为
SPD 达到热平衡。
b ) 试验后 SPD 的限制电压和点火电压均应小于 U P ;
c ) SPD 的辅助电路, 如状态指示灯应能正常地工作;
注: 电涌保护电路以外的其它电路称为辅助电路。
d ) SPD 没有出现任何损坏的迹象。
表 9 TOV 耐受特性条件
保护模式
暂时过电压 U T V r.m.s
试验持续时间 min
L-PE
380
120
L-N
320
120
6.4.7 热稳定性
按表 10 规定的每一试验电流等级进行的热稳定性试验时, SPD 应满足如下要求:
a ) SPD 持续经过每一档试验电流等级时, 都应能达到热平衡或使其分离装置动作;
注: 当电流持续经过 SPD 时, 10min 内其温度的增加值小于 2 ℃, 则认为达到热平衡。
b ) 在试验期间, SPD 的表面温度应始终低于 120 ℃; 分离装置动作后在 5min 内, SPD 的表面温
度应低于 80 ℃。
c ) 如果 SPD 的分离装置动作, 则对应 SPD 施加 2U c 的工频电压, 持续 1min , 此时应无超过
0.5mA r.m.s 的电流流过 SPD 。
表 10 热稳定性试验电流等级
序号
1
2
3
4
5
6
试验电流等级 mA r.m.s
5000
2500
1000
320
80
20
6.5 二端口 SPD 及带独立输入 / 输出端子的一端口 SPD 的附加要求
6.5.1 电压降
a ) 二端口交流 SPD 的 L-N 之间经过电阻性的额定负载电流 I R 时, 在稳定条件下, 同时测量的输入端口与输出端口之间的电压降应不大于 2 ％。
b ) 二端口直流 SPD 的 V + -V - 之间经过电阻性的额定负载电流 I R 时, 在稳定条件下, 同时测量的输入端口与输出端口之间的电压降, 应不大于 0.5% 。
6.5.2 负载侧电涌耐受能力
二端口 SPD 的负载侧应能承受制造商规定的电涌电流的冲击。试验结果的合格判据同 6.3.4 。
6.5.3 负载侧短路耐受能力
在负载短路的条件下, 二端口 SPD 应能承载制造商规定的短路电流。预期短路电流和功率因数应根据表 11 给出。试验结果的合格判椐如下:
a ) 试验过程中, 短路电流应在 5s 中断开, 薄绵纸或粗绵布应不着火。另外, 不应有爆炸或对人身或设施的其它危害发生。
b ) 如果分离装置动作, 则对应 SPD 施加 2U c 的工频电压, 持续 1min , 此时应无超过 0.5mA r.m.s 的电流流过 SPD 。
3 信息产业部邮电设计院雷电接地研究历史和现状 The past and present researches in lightning and earthing in China In Information Technology Designing & Consulting Institute
1962 年在工程设计中, 针对通信工程遇到的雷害问题, 邮电部设计院就开始了防雷接地的研究, 翻译了大量的防雷接地的技术资料。
1972 年邮电部设计院成立了以通信防护( 防雷、 防强电、 电磁兼容、 无线电防干扰 ) 为主的研 究所。
1974 年组织国内 14 个部委参加的长沙通信大楼的雷电实验研究。
1986 年编写了 YDJ26-89 《通信局 ( 站 ) 接地设计暂行技术规范》( 综合楼部分) 。
1991 年成立了中国电信总局通信防护技术维护支援中心, 负责全国电信系统通信防护技术的支持工作。在电磁兼容和防雷领域在国内外有相当的知名度, 承接的部科研项目多次获原邮电部、 信息产业部的科技进步二、 三等奖, 在国内外学术会议和国家核心刊物上发表论文数百篇, 与国内外学术结构、 著名的防雷公司及专家有着广泛的联系。
1992 年、 1993 年、 1994 年、 1995 年、 1996 年、 1999 年由中国电信总局通信防护技术维护支援中心组织了原邮电部、 信息产业部通信行业全国防雷接地研讨会。
1997 年邮电部邮部 [1997]238 号文件《关于在邮电通信局站停止使用”消雷器”的通知》
1998 年 IEETC81 组的首席代表、 IEEE 主席来郑州与从事防雷的技术人员专门进行了防雷技术交流。
1999 年中国电信 [1999]1243 号文件《关于通信局( 站) 防雷工作的紧急通知》。
1988 年至今信息产业部邮电设计院为中国电信、 中国移动、 中国联通解决了数以千计的通信大楼、 中心枢局、 微波站、 数据局、 市话局、 模块局、 接入网站、 卫星地球站、 移动通信基站、 移动通信交换数据局的防雷问题。
附录 1 信息产业部通信产品防雷性能质量监督检验中心的测试系统 The testing systems of The center of Communication Produces Lightning Protection Supervisal and Test of MII
信息产业部通信产品防雷性能质量监督检验中心( 原信息产业部邮电设计院防雷性能实验室) 的情况: 原邮电部设计院 1993 年 开始筹建全国最大的低压系统的雷电实验室( 利用 1975 年已经采购的雷电发生器的器件) , 1993- 年投入资金千万元建成了高压实验室, 其中在 1997 、 、 年每次都有新的投入和设备的更新, 其中:
1 ) 10/350 μ S 波形的雷电流可达 50kA ( 10/350 μ S 冲直击雷击电流发生器是国内第一台描述直击雷产生的雷电流波形的系统, 年更新后, 10/350 μ S 波形的雷电流可达 100kA ) ;
2 ) 8/20 μ S 波形的雷电流可达 300kA;
3 ) 组合波( 8/20 μ S 、 1.2/50μ S) 其中 1.2/50 μ S 为 50KV 、 8/20 μ s 为 25kA ;
4 ) 拥有 10/700 μ S 、 10/1000 μ S 及 1.2/50 μ S 的雷电波冲击电压可达 500kV ;
5 ) 拥有国外最先进的网络测试分析仪。
    且测试数据的自动采集及分析处理系统在国内外处于领先水平, 该通信防护高压实验室拥有的雷电及强电测试系统当前是国内最完善的, 是信息产业部指定的雷电检测部门。 年经过国家质量技术监督局的认证, 年信息产业部邮电设计院通信产品防雷性能实验室经过中国国家实验室认可委员会的认可。