淺談：信號(hào)及照明系統(tǒng)SPD

發(fā)布日期：2017-08-01 來(lái)源：中國(guó)電氣網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：534

1 信號(hào)SPD概述

（1）信號(hào)SPD：信號(hào)SPD包括通信線路SPD、網(wǎng)絡(luò)線路SPD、監(jiān)控線路SPD、天饋SPD等。它們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置、工作電壓、工作頻率、傳輸速率及阻抗等都有很大差別。因此，它們的防雷技術(shù)方案和信號(hào)SPD也有所不同。

（2）防雷措施

①室外線路：安裝室外避雷裝置和接地裝置優(yōu)先采用光纖線路等。

②室內(nèi)

（a）屏蔽：室外信號(hào)設(shè)備外部進(jìn)行必要的金屬屏蔽，金屬屏蔽可靠接地，信號(hào)線路宜采用鎧裝電纜引入室內(nèi)，非鎧裝電纜宜穿鋼管引入室內(nèi)。鎧裝或鋼管應(yīng)在首端和末端接地；

（b）安裝信號(hào)SPD：在信號(hào)設(shè)備的合適位置安裝SPD。信號(hào)SPD應(yīng)滿足信號(hào)傳輸帶率、傳輸介質(zhì)、工作電平、網(wǎng)絡(luò)類型的需要，同時(shí)接口應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備兼容；

（c）信號(hào)線路與電源線的布線應(yīng)平行敷設(shè)，避免形成環(huán)路，以減少雷擊感應(yīng)電壓；

（d）SPD接地端的接地和等電位聯(lián)結(jié)；

（e）信號(hào)電源線路進(jìn)行三(四)級(jí)SPD保護(hù)（見(jiàn)表1）。

（3）信號(hào)電路SPD參數(shù)要求（見(jiàn)表2）

①電壓匹配：SPD的標(biāo)稱導(dǎo)通電壓Un：1.2U≥Un≤1.5U，U為額定工作電壓的最大值；

②頻率匹配：SPD頻率≥信號(hào)頻率；

③接口匹配：SPD串接在信號(hào)線路上。注意SPD的輸入端(in)、輸出端(out)、接地端的正確連接：輸入端接線路，輸出端接設(shè)備；

④根據(jù)被保護(hù)線路傳輸信號(hào)參數(shù)選擇相應(yīng)的SPD；

⑤信號(hào)SPD的電壓保護(hù)水平Up和通過(guò)的電流Ip應(yīng)低于被保護(hù)的信息技術(shù)設(shè)備的耐受水平。

（4）安裝方式

①SPD串接在信號(hào)線路上，位于被保護(hù)設(shè)備前端。要求SPD插入損耗較??；

②SPD并接在信號(hào)線路上，位于被保護(hù)設(shè)備前端；

③開(kāi)關(guān)型SPD與限電壓SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜<10m.限壓型SPD間的線路長(zhǎng)度不宜<5m.利用專門的退耦器件，無(wú)距離要求；

④模塊電源SPD的接線端子與相線和零線之間的連接線長(zhǎng)度應(yīng)小于0．5m，其接地線的長(zhǎng)度應(yīng)小于1m，且應(yīng)就近接地。避雷箱接地線的長(zhǎng)度應(yīng)小于1m；

⑤電源線路采用SPD保護(hù)時(shí)，必須注意SPD接地端的接地和采用等電位聯(lián)結(jié)。

⑥SPD標(biāo)稱放電電流

a.普通雙絞線：1.3～3kA；

b.同軸電纜：SPD標(biāo)稱放電電流3～5kA；

c.屏蔽多芯電纜：SPD標(biāo)稱通流容量0.5kA；

d.普通多芯電纜：SPD標(biāo)稱放電電流5kA；

e.多路雙絞線：SPD標(biāo)稱放電電流3kA.

⑦必要時(shí)進(jìn)行多級(jí)SPD；

⑧SPD的選型和安裝應(yīng)參照廠家產(chǎn)品說(shuō)明進(jìn)行（見(jiàn)右圖）。

2 信號(hào)傳輸線路防雷

（1）同軸電纜

①接地：每個(gè)容易遭受雷擊的器件單獨(dú)裝設(shè)接地線，使雷電能量釋放到大地，對(duì)器件起保護(hù)作用；

②限壓：在設(shè)備的端口處并按一個(gè)限壓型SPD，使電纜的感應(yīng)雷電壓限制在一定幅度范圍之內(nèi)；

③隔離：使電纜及其所連接的器件屏蔽在雷電感應(yīng)區(qū)域之外，一般采取電纜埋地鋪設(shè)。

（2）光纜

①架空光纜吊線間隔接地，一般是500～1000m接地一次；

②地埋光纜的金屬護(hù)套隔2km做接地，接地電阻≤10Ω.在每段光纜的終端將金屬護(hù)套直接或通過(guò)SPD接地；

③地埋光纜上方敷設(shè)排流線。當(dāng)大地電阻率小于500Ω.m時(shí)，敷設(shè)兩條防雷線，安裝光纜SPD；

④地埋光纜線路與高大樹(shù)木、建筑、電桿、古塔等引雷物體保持一定的間距；

⑤當(dāng)?shù)芈窆饫|距大樹(shù)等的安全距離不能滿足表3中的要求時(shí)，可在大樹(shù)等的光纜方向敷設(shè)地下消弧線(均壓線)。當(dāng)距離過(guò)小(≤5m)時(shí)，光纜穿鋼管防護(hù)；

⑥在強(qiáng)雷區(qū)采用非金屬加強(qiáng)芯光纜，或者超厚PE外護(hù)層的光纜；

⑦進(jìn)入建筑物采用鎧裝或穿20m鋼管；

⑧光纜金屬加強(qiáng)芯的電氣斷開(kāi)，或連接并接地；

⑨在設(shè)備前安裝SPD，設(shè)備處所進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。

（3）雙絞線

①室外用雙絞線應(yīng)在接閃器的保護(hù)范圍之內(nèi)，并做好接地；

②引入室內(nèi)要穿20m金屬管防護(hù)，金屬管兩處與地可靠連接；

③室內(nèi)被保護(hù)設(shè)備前接SPD：標(biāo)稱放電電流5kA(8/20ms)。

3 部分信號(hào)網(wǎng)絡(luò)防雷

（1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)防雷

①計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電源參照前述“電源線路SPD安裝”的原則進(jìn)行；

②架空電力線路由終端桿引下后應(yīng)更換為屏蔽電纜，進(jìn)入大樓前建議水平直埋≥20m，屏蔽層兩端接地。非屏蔽電纜應(yīng)穿鍍鋅鐵管并水平直埋≥20m，鐵管兩端接地；

③SPD的標(biāo)稱放電電流應(yīng)≥0.3kA；

④計(jì)算機(jī)設(shè)備的輸入/輸出端口處，應(yīng)安裝適配的計(jì)算機(jī)信號(hào)SPD；

⑤機(jī)房六面應(yīng)敷設(shè)金屬蔽網(wǎng)，屏蔽網(wǎng)與機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)形接地母線均勻多點(diǎn)相連；

⑥機(jī)房?jī)?nèi)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)；

⑦機(jī)房?jī)?nèi)的電力電纜(線)、通信電纜(線)宜盡量采用屏蔽電纜；

⑧良好接地，接地電阻≤4Ω.

⑨網(wǎng)絡(luò)通過(guò)光纖接入的，不需要安裝SPD，但光纖的加強(qiáng)芯需要接地。

（2）通信系統(tǒng)防雷

①進(jìn)入通信局（站）電纜宜全程埋地引入，其電纜埋地長(zhǎng)度不宜小于15m；

②電源宜采用T-NS系統(tǒng)，局（站）內(nèi)實(shí)行三(四)級(jí)SPD防護(hù)；

③信號(hào)線用SPD的標(biāo)稱放電電流≥3kA；

④饋線用同軸型SPD的標(biāo)稱放電電流≥5kA；

⑤計(jì)算機(jī)接口、控制終端、監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線用SPD的標(biāo)稱放電電流≥3kA；

⑥信號(hào)線用SPD的插人損耗應(yīng)滿足通信系統(tǒng)的要求；

⑦局（站）內(nèi)實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)；

⑧良好接地，接地電阻≤4Ω.

（3）監(jiān)控系統(tǒng)防雷

①前端設(shè)備

a.攝像機(jī)頭位于接閃器（避雷針或其它接閃導(dǎo)體）有效保護(hù)范圍內(nèi)；

b.用Φ8圓鋼或金屬桿(圓管時(shí)壁厚≥4mm)作避雷引下線；

c.前端設(shè)備接地電阻≤4Ω；

d.攝像機(jī)獨(dú)立架設(shè)時(shí)，避雷針應(yīng)距攝像機(jī)約3～4m；

e.在攝像機(jī)線路引入端分別安裝SPD；

電源線路線安裝電源SPD，標(biāo)稱放電電流10kA；

視頻線路安裝同軸視頻SPD，標(biāo)稱放電電流5kA；

在云臺(tái)控制線安裝控制信號(hào)SPD，標(biāo)稱放電電流5kA.

f.攝像機(jī)的電源線和信號(hào)線應(yīng)穿金屬管屏蔽。

②傳輸線路

a.同軸電纜：在傳輸線路兩端安裝同軸避雷器，對(duì)傳輸線路進(jìn)行穿鋼管埋地敷設(shè)，在線路的兩端對(duì)鋼管分別接地，并做等電位聯(lián)結(jié)；

b.光纖：如果不考慮做防雷措施，但加強(qiáng)芯應(yīng)接地處理；

c.雙絞線：在傳輸線路兩端安裝數(shù)據(jù)信號(hào)避雷器，并對(duì)傳輸線路進(jìn)行穿鋼管埋地敷設(shè)，在線路的兩端對(duì)鋼管分別接地，并做等電位聯(lián)結(jié)；

d.盡量不用架空敷設(shè)線路。宜采用低埋線路，在電纜進(jìn)入終端和前端設(shè)備前穿金屬管埋地引入。

③監(jiān)控中心機(jī)房

a.機(jī)房設(shè)備電源酌情安裝電源系統(tǒng)三級(jí)SPD防雷；

b.監(jiān)控設(shè)備

視頻線路安裝同軸視頻SPD：標(biāo)稱放電電流5kA；

控制線安裝控制信號(hào)SPD：標(biāo)稱放電電流5kA.

c.屏蔽、接地、等電位聯(lián)結(jié)等參照“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)SPD安裝”進(jìn)行。

（4）CATV防雷

①天線防雷

a.CATV或衛(wèi)星接受天線處在接閃器保護(hù)范圍之內(nèi)，必要時(shí)在它們上面安裝避雷針,避雷針與天線之間的最小水平間距應(yīng)大于3m；

b.天線防雷接地：CATV或衛(wèi)星接受天線的接地與建筑物防雷接地焊接牢固。

②機(jī)房防雷

a.設(shè)備電源線路三級(jí)SPD防護(hù)；

b.信號(hào)線路鎧裝或穿鋼管20m，兩端至少兩處接地；

c.信號(hào)線的設(shè)備前端安裝SPD；

d.實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)。

③室外干線路防雷

a.地埋電纜：參考同軸電纜或光纜線路防雷；

b.架空電纜：同上。

④分配系統(tǒng)防雷

a.在建筑物外電纜的外導(dǎo)電屏蔽層、鋼絞線等要接地；

b.分配箱：增設(shè)CATV專用SPD.電纜金屬外皮接地。

（5）室外LED大屏幕顯示屏防雷

①顯示屏盡量安裝附近高大建筑物或構(gòu)筑物直擊雷保護(hù)范圍內(nèi)。如顯示屏不在保護(hù)范圍之內(nèi)，應(yīng)專門安裝避雷針等來(lái)保護(hù)顯示屏；

②顯示屏電源系統(tǒng)做1～2級(jí)電源防雷，信號(hào)線路加裝信號(hào)防雷器；

③機(jī)房電源系統(tǒng)做3級(jí)防雷保護(hù)，信號(hào)出/入機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備端加裝信號(hào)防雷器；

④顯示屏金屬構(gòu)件等與建筑物避雷引下線、主筋等有兩點(diǎn)以上可靠連接，或與金屬支柱等可靠連接；

⑤顯示屏及機(jī)房電源線路、信號(hào)線路應(yīng)穿15m鋼管敷設(shè)采用鎧裝電纜，鋼管或鎧裝兩端分別可靠接地；

⑥機(jī)房電源系統(tǒng)做3級(jí)防雷保護(hù)，信號(hào)出/入機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備端加裝信號(hào)防雷器；

⑦顯示屏及機(jī)房應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié)和接地；

⑧顯示屏和機(jī)房分別作防雷接地，接地電阻≤4Ω.

4 天饋線路防雷

①根據(jù)工作原理選擇產(chǎn)品以及傳輸方式

a.微帶天饋SPD；

b.同軸天饋SPD；

c.寬帶天饋SPD.

②SPD與系統(tǒng)的接口方式、工作頻率、功率、插入損耗和標(biāo)稱傳輸功率、工作電壓等相對(duì)應(yīng)；

③在天線輸出端和被保護(hù)設(shè)備端各串接一個(gè)天饋SPD.雷電較少的地區(qū)、天線不帶放大器的情況下，也可以只在被保護(hù)設(shè)備輸入端用一個(gè)SPD；

④饋線長(zhǎng)度超過(guò)30m宜兩端安裝SPD；

⑤標(biāo)稱放電電流：要求選用的天饋SPD的限制電壓不大于保護(hù)對(duì)象耐壓等級(jí),一般為5kA，1/4波長(zhǎng)型天饋SPD為10kA；

⑥將天饋開(kāi)關(guān)型SPD串聯(lián)接入饋線系統(tǒng)靠近設(shè)備的一端，天饋SPD的輸出端與被保護(hù)設(shè)備相連；

⑦多股銅芯絕緣接地線(多股絕緣銅線≥6mm2)一端與天饋SPD的接地端子相連接,另一端引到室外饋線入口處接地線上或機(jī)房匯流排上，接地地阻≤4Ω；

⑧戶外使用天饋線SPD時(shí)必須注意防水，必要時(shí)安裝防水殼罩；

⑨接地線應(yīng)平直。

5 室外照明SPD保護(hù)

（1）外部照明設(shè)施防雷

①防直擊雷

a.高桿燈、廣告牌投光燈、燈塔、鐵路燈橋等應(yīng)設(shè)接閃器、避雷針、避雷帶等。燈具、線路和配電控制箱等不得兼作接閃器；

b.引下線符合規(guī)范要求：一般圓鋼≥8mm；扁鋼中4扁鋼小于4mm，燈柱等兼作引下線時(shí)，壁厚≥4mm；

c.接地：安裝環(huán)形接地網(wǎng)，在多發(fā)雷區(qū)域，繞燈柱增設(shè)2條以上接地網(wǎng)線，形成均壓帶，均壓帶間隔≤3～5m。接地電阻≤4Ω；

d.減少跨步電壓：有遭受雷擊危害的高桿燈、廣告牌投光燈、燈塔、鐵路燈橋等照明設(shè)施地面周圍3m范圍內(nèi)，至少要有50mm厚的瀝青層或150mm厚的砂礫，并酌情敷設(shè)均壓帶。

②防感應(yīng)雷或過(guò)電壓

a.照明電源引入處采用電纜地下敷設(shè)方式

非鎧狀電力電纜要穿鋼管防護(hù)，鋼管長(zhǎng)度≥20m；

鎧裝電力電纜或鋼管兩端與PE接地網(wǎng)可靠連接。

b.景觀照明配電箱應(yīng)加裝SPD；

c.野外照明燈具附近配電箱內(nèi)安裝SPD

電源線路SPD標(biāo)稱放電電流10kA；

控制線路SPD標(biāo)稱放電電流5kA；

配電箱接地線必須與電源保護(hù)地線（PE）連接，并就近與接地匯集線連接。

d.含有電子設(shè)備和器件的室外照明設(shè)施，如三遙箱變、LED路燈、太陽(yáng)能路燈、風(fēng)光互補(bǔ)路燈、航標(biāo)燈、航空障礙燈等，除非廠家已在響應(yīng)產(chǎn)品中加裝了防雷模塊等，應(yīng)在電子設(shè)備和器件的電源線路、信號(hào)線路、控制線路引入處安裝SPD，標(biāo)稱放電電流分別為10kA、5kA、5kA.

e.根據(jù)室外照明設(shè)施的具體情況安裝接閃器、引下線和進(jìn)行接地；

f.接地：金屬燈柱(或引下線)與PE線可靠連接，接地電阻≤10Ω.

（2）照明配電控制室或箱變防雷

①室外照明配電系統(tǒng)宜與其它配電回路分開(kāi)，以減少相互干擾；

②引出電源宜采用電纜地下敷設(shè)方式

非鎧狀電力電纜要穿鋼管防護(hù)，鋼管長(zhǎng)度≥20m；

鎧裝電力電纜或鋼管兩端與PE接地網(wǎng)作可靠連接。

③照明控制線安裝控制信號(hào)SPD：標(biāo)稱放電電流為5kA.

④天饋線路：參照本文中第4節(jié)進(jìn)行。

（3）霓虹燈防雷

①霓虹燈支架和線路宜在建筑物或構(gòu)筑物的避雷針、避雷帶的保護(hù)范圍之內(nèi)，霓虹燈金屬支架等應(yīng)與建筑物接地系統(tǒng)至少有2點(diǎn)可靠連接；

②霓虹燈管和線路不得作為接閃器。不在避雷針、避雷帶保護(hù)范圍之內(nèi)的霓虹燈，應(yīng)另設(shè)置接閃器；