城市軌道交通通信電源系統(tǒng)課件

城市軌道交通通信電源系統(tǒng)城市軌道交通通信電源系統(tǒng)1城市軌道交通通信電源系統(tǒng)是整個(gè)城市交通通信設(shè)備的重要組成部分，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，通信設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)的要求越來越高。通信電源系統(tǒng)既要消除電網(wǎng)對(duì)通信設(shè)備的損害，又要保證對(duì)設(shè)備的供電要求及質(zhì)量。本模塊將對(duì)通信電源系統(tǒng)的基本原理及相關(guān)知識(shí)進(jìn)行介紹，簡(jiǎn)述UPS系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)對(duì)通信設(shè)備的防雷與接地進(jìn)行闡述。城市軌道交通通信電源系統(tǒng)是整個(gè)城市交通通信設(shè)備的重要組成部分2目錄CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述9.2UPS系統(tǒng)9.3通信設(shè)備的防雷與接地目錄CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述9.2UPS系3（1）城市軌道交通通信電源。（2）UPS系統(tǒng)。（3）城市軌道交通通信設(shè)備防雷保護(hù)。（4）城市軌道交通通信電源接地。重點(diǎn)難點(diǎn)（1）城市軌道交通通信電源。重點(diǎn)難點(diǎn)4CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述59.1通信電源系統(tǒng)概述通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源的供電方式通信電源系統(tǒng)的維護(hù)0102039.1通信電源系統(tǒng)概述通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源的供電方式69.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源簡(jiǎn)介通信電源的類型通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求電源集中監(jiān)控電源系統(tǒng)功能9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源簡(jiǎn)介通信電源的類型通信79.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)1.通信電源簡(jiǎn)介城市軌道交通通信系統(tǒng)的電源系統(tǒng)包括交流配電屏、直流供電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)和蓄電池組、接地防雷系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)，它是整個(gè)城市軌道交通通信設(shè)備的重要組成部分，被稱為城市軌道交通通信設(shè)備的“心臟”。為了保證在主電源中斷或其他失電的情況下，專網(wǎng)通信、公網(wǎng)通信各子系統(tǒng)仍能可靠地工作，通信電源系統(tǒng)應(yīng)承擔(dān)城市軌道交通全線范圍內(nèi)所有車站、控制中心、車輛段及停車場(chǎng)專網(wǎng)、公網(wǎng)通信設(shè)備的供電任務(wù)。城市軌道交通通信設(shè)備通過UPS電源向交流用電設(shè)備供電（AC220V），通過高頻開關(guān)電源向直流用電設(shè)備供電（基礎(chǔ)電壓為DC48V）?？刂浦行?、各車站、車輛段及停車場(chǎng)的電源設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控是各自獨(dú)立的，但各車站、車輛段及停車場(chǎng)的電源設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障告警信息將通過傳輸系統(tǒng)送到控制中心進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。隨著城市軌道交通的飛速發(fā)展，通信設(shè)備不僅數(shù)量大量增加，而且不斷更新?lián)Q代，通信電源系統(tǒng)也發(fā)生了革命性的躍變，主要體現(xiàn)在：標(biāo)準(zhǔn)的制定、供電系統(tǒng)可用性的提升、供電方式的完善、技術(shù)裝備水平的提高、維護(hù)方式的變革及集中監(jiān)控管理的實(shí)施等。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)1.通信電源簡(jiǎn)介城市軌道交通89.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)2.通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求獨(dú)立供電，集中監(jiān)控管理保證不間斷、無瞬變地供電按一級(jí)負(fù)荷供電直流供電交流不間斷供電容量滿足期限接地9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)2.通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求99.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)3.電源系統(tǒng)功能（1）隔離作用。將電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)及電壓噪聲等因素阻擋在設(shè)備之前，使負(fù)載對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾，又使電網(wǎng)中的干擾不影響到負(fù)載。（2）雙路電源之間不間斷相互切換。（3）實(shí)現(xiàn)電壓變換，滿足現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的供電需求。（4）實(shí)現(xiàn)頻率變換，滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)頻率變化的要求。（5）為通信系統(tǒng)提供一定的后備電能。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)3.電源系統(tǒng)功能（1）隔離109.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)4.電源集中監(jiān)控通信電源系統(tǒng)的各電源設(shè)備配備有監(jiān)控單元。各站、車輛段、停車場(chǎng)及控制中心的電源監(jiān)控信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器采集，通過傳輸系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道傳送至控制中心。在控制中心設(shè)置一套通信電源監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)管終端，用來對(duì)全線各站、車輛段、停車場(chǎng)及控制中心的通信電源設(shè)備進(jìn)行遙控、遙信、遙測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電源設(shè)備的運(yùn)行狀況，記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障；實(shí)現(xiàn)對(duì)交流不間斷電源（UPS）、交流輸出配電單元、交流電源切換屏、-48V直流高頻開關(guān)電源等的工作狀態(tài)，以及蓄電池組的充放電情況、蓄電池組單節(jié)電池狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和管理。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)4.電源集中監(jiān)控通信電源系統(tǒng)119.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)5.通信電源的類型基礎(chǔ)電源（一次電源）①交流基礎(chǔ)電源。②直流基礎(chǔ)電源。機(jī)架電源（二次電源）①直流機(jī)架電源。①直流機(jī)架電源。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)5.通信電源的類型基礎(chǔ)電源（129.1.2通信電源的供電方式01020304集中供電電源系統(tǒng)一體化供電電源系統(tǒng)混合供電電源系統(tǒng)分散供電電源系統(tǒng)9.1.2通信電源的供電方式01020304集中供電電源139.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)集中供電方式是指在通信機(jī)房中配置公用的電源設(shè)備，集中為各種通信設(shè)備統(tǒng)一供電的供電方式。其優(yōu)點(diǎn)是電源設(shè)備比較集中，維護(hù)比較方便，適用于規(guī)模較小的通信局站。其缺點(diǎn)是當(dāng)直流電源系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，將影響所有使用這一種電壓的通信設(shè)備的正常工作。另外，直流供電饋線長(zhǎng)，材料費(fèi)用和施工費(fèi)用高，線路壓降大，電能損耗大，線路電感和耦合電容的存在，易引入干擾，降低供電質(zhì)量。典型的集中供電電源系統(tǒng)的組成如圖9-1所示。交流供電系統(tǒng)由專用變電站、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏、交流配電屏及備用發(fā)電機(jī)組組成。移動(dòng)電站可提供應(yīng)急用電。直流供電系統(tǒng)由整流器、蓄電池組和直流配電屏組成。直流供電系統(tǒng)向各種通信設(shè)備提供直流電源。不間斷電源設(shè)備（UPS）對(duì)通信設(shè)備及其附屬設(shè)備提供不間斷交流電源。交流電源系統(tǒng)對(duì)通信局（站）提供一般用和保證用的建筑負(fù)荷用電。通信用空調(diào)、保證照明也可由電力室交流配電屏供電。9.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)集中供149.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)9.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)159.1.2通信電源的供電方式2.分散供電電源系統(tǒng)分散供電方式是指將直流供電系統(tǒng)進(jìn)行分散，即將使用同一電壓種類的通信設(shè)備采用兩個(gè)以上的獨(dú)立供電系統(tǒng)，并靠近通信設(shè)備安裝進(jìn)行供電的方式。采用分散供電方式時(shí)，交流供電系統(tǒng)部分仍采用集中供電的方式。采用分散供電方式的優(yōu)點(diǎn)是：電設(shè)備距離通信設(shè)備近，配電損耗相對(duì)小，系統(tǒng)效率高；配電電纜及其安裝費(fèi)用低；可靠性較高，當(dāng)某一供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)造成整個(gè)通信系統(tǒng)的癱瘓，縮小了故障的影響面；降低了能耗和設(shè)備占地，而且能更合理地配置電源設(shè)備。典型的分散供電電源系統(tǒng)的組成如圖9-2所示。9.1.2通信電源的供電方式2.分散供電電源系統(tǒng)分散供169.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)混合供電由太陽(yáng)電池方陣、低壓市電、蓄電池組、整流及配電設(shè)備以及移動(dòng)電站組成?；旌瞎╇婋娫聪到y(tǒng)在保證向負(fù)載供電的同時(shí)，還通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)診斷和自動(dòng)告警。在正常情況下，由太陽(yáng)電池方陣經(jīng)直流配電屏（內(nèi)含蓄電池充電控制器）對(duì)通信設(shè)備供電，同時(shí)給蓄電池充電。太陽(yáng)光較弱時(shí)和在夜間，由市電經(jīng)整流器給通信設(shè)備供電。太陽(yáng)光較弱時(shí)和在夜間而且市電故障時(shí)，由蓄電池放電給通信設(shè)備供電。混合供電使用新型能源，非常符合我國(guó)目前大力提倡的節(jié)能減排的原則，值得大力推廣。其缺點(diǎn)是只有在陽(yáng)光充足或風(fēng)力充足的情況下才適用，而且受到場(chǎng)地等諸多因素的限制，適用范圍較小。典型的混合供電電源系統(tǒng)的組成如圖9-3所示。9.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)混合供179.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)9.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)189.1.2通信電源的供電方式4.一體化供電電源系統(tǒng)對(duì)于小容量的供電系統(tǒng)（如分散供電系統(tǒng)）通常采用一體化供電方式，即由交流電源供電，將通信設(shè)備和通信電源設(shè)備集成安裝在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)，電源系統(tǒng)一般由整流單元、配電單元、蓄電池組和監(jiān)控單元組成。9.1.2通信電源的供電方式4.一體化供電電源系統(tǒng)對(duì)于199.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)維護(hù)注意事項(xiàng)修程與工作內(nèi)容9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)維護(hù)注意事項(xiàng)修程與工作內(nèi)容209.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)1.維護(hù)注意事項(xiàng)（1）電源系統(tǒng)的日常檢修和二級(jí)保養(yǎng)的維護(hù)工作可由初級(jí)工以上人員完成。（2）小修和中修的維護(hù)工作可由高級(jí)工以上人員完成。初級(jí)工和中級(jí)工需在技術(shù)人員或工班長(zhǎng)的指導(dǎo)下進(jìn)行操作。（3）電源的放電測(cè)試、手動(dòng)旁路維修需兩人以上進(jìn)行操作，一人作業(yè)，一人防護(hù)。（4）進(jìn)行項(xiàng)目維護(hù)時(shí)，在正常情況下，按操作程序開關(guān)設(shè)備；在停機(jī)狀態(tài)下，應(yīng)及時(shí)切換到手動(dòng)旁路狀態(tài)，檢查完畢后，由手動(dòng)旁路狀態(tài)切換至正常工作狀態(tài)；在緊急掉電且停電超過4h的狀態(tài)下，應(yīng)先檢查各單元的工作狀態(tài)是否正常，正常后才可重新啟動(dòng)UPS。9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)1.維護(hù)注意事項(xiàng)（1）電219.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容通信電源系統(tǒng)的修程分為日常保養(yǎng)、二級(jí)保養(yǎng)、小修和中修。對(duì)應(yīng)不同的修程，有不同的檢修工作內(nèi)容，具體如表9-1所示。9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容通信電源229.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容23CONTENTS9.2UPS系統(tǒng)CONTENTS9.2UPS系統(tǒng)249.2UPS系統(tǒng)UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的類型UPS系統(tǒng)的工作模式UPS的選用和安裝9.2UPS系統(tǒng)UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的類型U259.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能通信設(shè)備對(duì)供電要求非常高，不僅要求不間斷供電，而且要求電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、波形無畸變，這就需要采用UPS系統(tǒng)。在雙路供電中，兩路電源轉(zhuǎn)換時(shí)至少要中斷供電幾十毫秒，這對(duì)一般的供電設(shè)備沒有嚴(yán)重影響。但計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制的負(fù)載對(duì)供電的質(zhì)量和可靠性有較嚴(yán)格的要求，不允許有3~5ms的中斷供電。否則，計(jì)算機(jī)正在處理的信息就會(huì)丟失或發(fā)生錯(cuò)誤。此外，供電電壓、頻率、波形的變動(dòng)，也會(huì)使計(jì)算機(jī)造成錯(cuò)碼、漏碼而無法正常工作。UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)UPS系統(tǒng)的功能9.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能通信設(shè)備對(duì)供電要求非常高269.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖9-4所示，在正常情況下，市電電源經(jīng)整流器變換為直流電，整流器的輸出分為兩路：一路對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充，另一路對(duì)逆變器供電。當(dāng)市電斷電時(shí)，由蓄電池放電維持UPS逆變器的輸出，以繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電。1.UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)9.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖279.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的主要功能有兩路電源無間斷切換、隔離干擾、電壓變換、頻率變換和后備。（1）兩路電源的無間斷切換。兩路電源可通過UPS實(shí)現(xiàn)無間斷切換。（2）隔離干擾。在UPS中，交流輸入電源經(jīng)整流后，由逆變器對(duì)負(fù)載供電，可將電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)間斷、諧波、電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)、噪聲等各種干擾與負(fù)載隔離，使電網(wǎng)的干擾不影響負(fù)載，而且負(fù)載也不干擾電網(wǎng)。（3）電壓變換。通過UPS可將輸入電源的電壓變換成所需要的電壓。（4）頻率變換。通過UPS可將輸入電源的頻率變換成所需要的頻率。（5）后備。UPS中的蓄電池儲(chǔ)存一定的能量。市電間斷時(shí)，蓄電池通過逆變器繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電。2.UPS系統(tǒng)的功能9.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的主要功能有兩289.2.2UPS系統(tǒng)的類型后備式UPS在線式UPS在線互動(dòng)式UPS0102039.2.2UPS系統(tǒng)的類型后備式UPS在線式UPS在線299.2.2UPS系統(tǒng)的類型1.后備式UPS后備式UPS平時(shí)處于蓄電池充電狀態(tài)，在停電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此后備式UPS也稱離線式UPS，如圖9-5所示。它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行效率高、噪聲低、價(jià)格相對(duì)便宜。后備式UPS主要適用于市電波動(dòng)不大、對(duì)供電質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合。但后備式UPS存在一個(gè)切換時(shí)間問題，不適合用在供電不能中斷的場(chǎng)所。9.2.2UPS系統(tǒng)的類型1.后備式UPS后備式UP309.2.2UPS系統(tǒng)的類型2.在線式UPS在線式UPS的逆變器一直處于工作狀態(tài)，首先通過整流電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出，如圖9-6所示。在線式UPS在正常供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電網(wǎng)干擾，在停電時(shí)則使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，不存在切換時(shí)間問題，因此適用于對(duì)電源有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。9.2.2UPS系統(tǒng)的類型2.在線式UPS在線式UPS319.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS在線互動(dòng)式UPS是指當(dāng)輸入市電正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作狀態(tài)（整流工作狀態(tài)），給電池組充電；當(dāng)市電異常時(shí)，逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)，將電池組的電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出，因此在線互動(dòng)式UPS也有轉(zhuǎn)換時(shí)間，如圖9-7所示。與后備式UPS相比，在線互動(dòng)式UPS的保護(hù)功能較強(qiáng)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。在線互動(dòng)式UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，但其穩(wěn)頻特性不理想，不適合做長(zhǎng)延時(shí)的UPS電源。城市軌道交通通信不間斷電源子系統(tǒng)一般采用在線式中等容量的長(zhǎng)效型UPS。9.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS在線互動(dòng)329.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS9.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS339.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式01020304正常工作模式手動(dòng)旁路工作模式靜態(tài)旁路工作模式蓄電池工作模式9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式01020304正常工作模349.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式1.正常工作模式正常工作模式是指整流器將三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，經(jīng)逆變器后轉(zhuǎn)換為交流供給負(fù)載方式。負(fù)載的電流和頻率比較穩(wěn)定，電池處于浮充狀態(tài)，此時(shí)浮充電流很小。正常工作模式如圖9-8所示。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式1.正常工作模式正常工作359.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式2.蓄電池工作模式蓄電池工作模式是指主電源供電中斷，蓄電池由充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)，由電池給逆變器供電，輸出給負(fù)載方式。蓄電池放電有時(shí)間限制，若主電源恢復(fù)供電前，蓄電池放電停止，則逆變器停止運(yùn)行；若主電源恢復(fù)供電，則蓄電池由放電狀態(tài)轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)，同時(shí)整流器輸出供給逆變器。蓄電池工作模式如圖9-9所示。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式2.蓄電池工作模式蓄電池369.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式3.靜態(tài)旁路工作模式靜態(tài)旁路工作模式是指在逆變器輸出過載，負(fù)載短路，逆變器過熱、過壓、欠壓或故障情況下，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷逆變器，轉(zhuǎn)為靜態(tài)旁路直接輸出給負(fù)載，如圖9-10所示。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式3.靜態(tài)旁路工作模式靜態(tài)379.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式4.手動(dòng)旁路工作模式手動(dòng)旁路工作模式是指電源從正常工作模式切換到靜態(tài)旁路模式，合上手動(dòng)旁路開關(guān)后，直接由主電源提供輸出電壓給負(fù)載，如圖9-11所示。此時(shí)，維修人員可對(duì)UPS柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式4.手動(dòng)旁路工作模式手動(dòng)389.2.4UPS的選用和安裝UPS的選用UPS的安裝9.2.4UPS的選用和安裝UPS的選用UPS的安裝399.2.4UPS的選用和安裝1.UPS的選用波峰因數(shù)蓄電池后備時(shí)間集中供電、分散供電方案9.2.4UPS的選用和安裝1.UPS的選用波峰因數(shù)蓄409.2.4UPS的選用和安裝2.UPS的安裝UPS的安放位置要求010203UPS與市電、負(fù)載的連接電纜截面的選擇9.2.4UPS的選用和安裝2.UPS的安裝UPS的安41CONTENTS9.3通信設(shè)備的防雷與接地CONTENTS9.3通信設(shè)備的防雷與接地429.3通信設(shè)備的防雷與接地01020304通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)通信電源接地通信設(shè)備接地概述通信設(shè)備防雷保護(hù)9.3通信設(shè)備的防雷與接地01020304通信設(shè)備防雷基439.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)雷擊概述通信防雷的必要性雷擊通信電源的途徑9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)雷擊概述通信防雷的必要性雷449.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述雷電是一種自然現(xiàn)象，它是由雷云產(chǎn)生的。雷云形成的根本原因是含有水蒸氣的氣流的運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)雷電放電發(fā)生在云間或云內(nèi)，只有小部分是對(duì)地發(fā)生的。在對(duì)地的雷電放電中，雷電的極性是指雷云下行到地的電荷的極性。放電電荷量的多次統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，90%左右的雷是負(fù)極性的。（1）雷擊的類型。雷擊直接擊在物體上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力等猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直接雷擊。直接雷擊雷擊放電時(shí)在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電效應(yīng)和電磁感應(yīng)、熱效應(yīng)能使金屬部件之間產(chǎn)生火花，稱為感應(yīng)雷擊。感應(yīng)雷擊9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述雷電是一種自459.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述（2）雷擊的來源。雷電波入侵地電位反擊感應(yīng)過電壓9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述（2）雷擊469.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)2.通信防雷的必要性現(xiàn)代通信設(shè)備中大量使用的大規(guī)模集成電路的供電電壓只有幾伏，其傳遞的信息電流也僅為微安級(jí)。因此，電子設(shè)備普遍存在著對(duì)雷電引發(fā)的暫態(tài)過電壓、過電流承受能力較低的缺點(diǎn)，一旦遭受雷擊，輕則不能正常工作或產(chǎn)生誤動(dòng)作，重則被損壞，造成通信中斷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年因雷擊造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。因此，通過采取有效的防護(hù)措施來避免雷電的危害，以保證通信的暢通，是一項(xiàng)十分重要的工作。9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)2.通信防雷的必要性現(xiàn)代479.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑雷擊通信電源的途徑主要有以下幾種：（1）變壓器高壓側(cè)輸電線路遭直擊雷，雷電流經(jīng)變壓器→380V供電線→……→交流屏，最后竄入通信電源。（2）220/380V供電線路遭直擊雷或感應(yīng)雷，雷電流經(jīng)穩(wěn)壓器、交流屏等竄入通信電源。（3）雷電流通過其他交（直）流負(fù)載或線路竄入通信電源，如圖9-12（a）所示。（4）地電位升高反擊通信電源，如圖9-12（b）所示。例如，為實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的防雷等電位連接，現(xiàn)在的通信網(wǎng)接地系統(tǒng)幾乎全部采用聯(lián)合接地方式。這樣當(dāng)雷電擊中已經(jīng)接地的進(jìn)出機(jī)房的金屬管道（電纜）時(shí)，很有可能造成地電位升高。若這時(shí)交流供電線通信電源的交流輸入端子對(duì)機(jī)殼的電壓Up近似等于地電位，雷電流一般在10kA以上，故Up一般為幾萬伏乃至幾十萬伏。顯然，地電位升高會(huì)很輕易地導(dǎo)致通信電源的絕緣被擊穿。9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑雷489.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑499.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷外部防雷內(nèi)部防雷9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷外部防雷內(nèi)509.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（1）對(duì)通信電源防雷應(yīng)有的認(rèn)識(shí)。通信局（站），尤其是微波站和移動(dòng)基站，因雷擊造成設(shè)備損壞、通信中斷是常有的事情，這其中雷電通過電力網(wǎng)和通信電源造成設(shè)備損壞或通信中斷的又占有較大的比例。因此，對(duì)通信電源的防雷應(yīng)有足夠正確的認(rèn)識(shí)。首先，任何一項(xiàng)防雷工程都必須兼顧防雷效果和經(jīng)濟(jì)性，是概率工程。對(duì)防雷的設(shè)計(jì)越嚴(yán)格，所需的投資就會(huì)成倍增長(zhǎng)。即便不考慮經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)上非常嚴(yán)格的防雷工程也不能保證百分之百不受雷擊。其次，通信局（站）的防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，通信電源防雷只是這項(xiàng)系統(tǒng)工程的一部分。理論研究和實(shí)踐都表明：如果一項(xiàng)防雷系統(tǒng)工程的其他部分不完備，僅單純對(duì)通信電源防雷，其結(jié)果是既做不好通信局(站)內(nèi)其他設(shè)備的防雷，又會(huì)給通信電源留下易受雷擊損壞的隱患。這是因?yàn)槔纂姏_擊波的電流/電壓幅值很大，持續(xù)時(shí)間又極短，企圖在某一位置、靠一套防雷裝置就解決問題是目前科技水平所無法實(shí)現(xiàn)的。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（1519.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC664給出的低壓電氣設(shè)備的絕緣配合水平，對(duì)雷電或其他瞬變電壓的防護(hù)應(yīng)分A、B、C……多級(jí)來實(shí)現(xiàn)，如圖9-13所示。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷根據(jù)529.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（2）供電線路和設(shè)備的防雷措施。①變壓器高、低壓側(cè)均應(yīng)各裝一組氧化鋅避雷器，并盡量靠近變壓器裝設(shè)。變壓器低壓側(cè)的第一級(jí)避雷器與第二級(jí)避雷器的距離應(yīng)大于或等于10m。②嚴(yán)禁采用架空交（直）流電力線進(jìn)出通信局（站）。③埋地引入通信局（站）的電力電纜應(yīng)選用金屬鎧裝層電力電纜或穿鋼管的護(hù)套電纜。埋地電力電纜的金屬護(hù)套兩端應(yīng)就近接地。在架空電力線路與埋地電力電纜連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電力電纜金屬護(hù)層、絕緣子、鐵腳、金具等應(yīng)連在一起就近接地。④自通信機(jī)房引出的電力線應(yīng)采用有金屬護(hù)套的電力電纜或?qū)⑵浯╀摴?，在屋外埋入地中的長(zhǎng)度應(yīng)在10m以上。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（2539.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷⑤通信局（站）建筑物上的航空障礙信號(hào)燈、彩燈及其他用電設(shè)備的電源線，應(yīng)采用具有金屬護(hù)套的電力電纜，或?qū)㈦娫淳€穿入金屬管內(nèi)布放，其電纜金屬護(hù)套或金屬管道應(yīng)每隔10m就近接地一次，電源芯線在機(jī)房入口處應(yīng)就近對(duì)地加裝避雷器。⑥通信局（站）內(nèi)的工頻低壓配電線宜采用金屬暗管穿線的布設(shè)方式。金屬暗管的兩端及中間必須與通信局（站）地網(wǎng)焊接連通。⑦通信局（站）內(nèi)的交（直）流配電設(shè)備及電源自動(dòng)倒換控制架應(yīng)選用機(jī)內(nèi)有分級(jí)防雷措施的產(chǎn)品，即交流屏的輸入端、自動(dòng)穩(wěn)壓穩(wěn)流的控制電路均應(yīng)有防雷措施。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷⑤549.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷外部防雷主要是防止建筑物或設(shè)施（包括室外獨(dú)立電子設(shè)備）免受直擊雷危害。目前，防避直擊雷都是采用避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等作為接閃器，然后通過良好的接地裝置迅速將大部分雷電流直接引入地下泄散。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地體三部分組成。（1）接閃器。直接接受雷擊，用于接閃的器具、金屬構(gòu)件等，稱為接閃器。接閃器的工作原理是趨膚效應(yīng)和尖端放電。電荷同性相斥的作用使得帶電體的電子總是分布在金屬球的最外層表面，稱為趨膚效應(yīng)。帶電體表面尖端部分的電子受到的同性電荷往外排斥力最強(qiáng)，最容易被排斥離開金屬球，這就是通常說的“尖端放電”。避雷針是最基礎(chǔ)的一種接閃器，其外形是長(zhǎng)條狀的圓鋼或鋼管。避雷針有一定的防護(hù)范圍，一般以避雷針的針尖為頂點(diǎn)在周圍空間形成的30°～60°俯角圓錐體為其有效防護(hù)范圍，如圖9-14所示。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷外部防雷主要是防559.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷（2）引下線。引下線是指連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。為了減小傳輸阻抗，引下線一般采用截面積足夠大的圓鋼或扁鋼。為了減少引下線的電感量，引下線應(yīng)沿最短接地路徑敷設(shè)。引下線應(yīng)裝在人員不易觸碰的隱蔽地點(diǎn)或采用暗埋方式敷設(shè)，以防觸電事故發(fā)生。（3）接地體。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。若接地不好，則所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷（2）引下線。569.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3.內(nèi)部防雷內(nèi)部防雷主要是對(duì)室內(nèi)的電子設(shè)備加裝保護(hù)裝置，當(dāng)設(shè)備受到雷電侵襲時(shí)，防雷保護(hù)裝置能快速動(dòng)作泄放能量，從而保護(hù)設(shè)備免受損壞。內(nèi)部防雷的重點(diǎn)是防避感應(yīng)雷，可分為電源線路防雷和信號(hào)線路防雷兩種方式。電源線路防雷系統(tǒng)主要是為了防止雷電波通過電源線路對(duì)其連接的設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)地泄放后的殘壓過大，或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，應(yīng)采取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。一是在大樓電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的首級(jí)電源避雷器，二是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝次級(jí)或末級(jí)電源避雷器。首級(jí)電源避雷器和次級(jí)電源避雷器之間的距離要大于5m，如果兩者間距不夠，則可采用帶線圈的防雷箱。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3.內(nèi)部防雷內(nèi)部防雷主要是對(duì)579.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3.內(nèi)部防雷信號(hào)線路防雷主要是為了防止雷電波通過信號(hào)線路對(duì)其連接的設(shè)備造成危害。信號(hào)線路防雷系統(tǒng)主要通過對(duì)室外引入信號(hào)機(jī)械室的信號(hào)線纜、通信等其他線纜設(shè)置浪涌保護(hù)器，并且對(duì)進(jìn)出信號(hào)機(jī)械室的信號(hào)電纜進(jìn)行屏蔽連接并與機(jī)械室環(huán)形接地裝置連接等方式實(shí)現(xiàn)防雷。通過上述兩種方式，可以防止雷電和其他內(nèi)部過電壓侵入設(shè)備，造成設(shè)備損壞；對(duì)間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時(shí)過壓的電涌進(jìn)行保護(hù)。浪涌保護(hù)器應(yīng)集中設(shè)置在室內(nèi)防雷柜或分線盤（柜）上。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3.內(nèi)部防雷信號(hào)線路防雷主要589.3.3通信設(shè)備接地概述接地的必要性接地系統(tǒng)的構(gòu)成接地方式9.3.3通信設(shè)備接地概述接地的必要性接地系統(tǒng)的構(gòu)成接地599.3.3通信設(shè)備接地概述1.接地的必要性在城市軌道交通通信電源設(shè)備房中，通信設(shè)備和電源設(shè)備由于以下原因需要接地：50%60%90%40%通信回路接地保護(hù)接地交流三相四線制中性點(diǎn)接地防雷接地9.3.3通信設(shè)備接地概述1.接地的必要性在城市軌道交609.3.3通信設(shè)備接地概述2.接地系統(tǒng)的構(gòu)成0103050204地地線盤（或地線匯流排）接地配線接地引入線接地體（或接地電極）9.3.3通信設(shè)備接地概述2.接地系統(tǒng)的構(gòu)成01030619.3.3通信設(shè)備接地概述3.接地方式城市軌道交通車站接地方式有分設(shè)和合設(shè)兩種方式。分設(shè)即在一個(gè)車站/車輛段設(shè)置多組不同用途的地線，分別與所需要接地的設(shè)備相連，各類接地裝置及引線互不相混。合設(shè)即一個(gè)車站/車輛段共用一個(gè)地網(wǎng)。（1）分設(shè)方式。如通信接地為分設(shè)方式，則樓內(nèi)通信設(shè)備接地裝置或安裝機(jī)架金屬件或地線防護(hù)鋼管與鋼筋導(dǎo)體的距離應(yīng)不小于1.5～1.8m。在分設(shè)方式下，由于受到施工、維護(hù)及通信設(shè)備自身接地方式的限制，不可避免地要隨機(jī)連接，地下接地裝置所設(shè)的地線組數(shù)較多，有的車站/車輛段受場(chǎng)地面積的限制，因此各接地裝置間的距離難以保證。當(dāng)建筑物的避雷針（網(wǎng)）采用建筑物內(nèi)的鋼筋作為接地系統(tǒng)時(shí)，如果通信設(shè)備的接地裝置或安裝機(jī)架金屬件或地線防護(hù)鋼管與這些鋼筋的距離小于1.5～1.8m(一般很難大于1.5～1.8m)，則雷擊時(shí)就會(huì)產(chǎn)生反擊閃絡(luò)，兩者之間形成很高的瞬時(shí)沖擊電位差，對(duì)人身和通信設(shè)備的安全造成威脅。9.3.3通信設(shè)備接地概述3.接地方式城市軌道交通車站629.3.3通信設(shè)備接地概述3.接地方式（2）合設(shè)方式。合設(shè)方式對(duì)人身和設(shè)備的安全保障比分設(shè)方式更強(qiáng)。采用合設(shè)方式，整個(gè)建筑物的鋼筋和樓內(nèi)其他金屬，以及建筑物避雷裝置和基礎(chǔ)地網(wǎng)將相互焊成一個(gè)整體，構(gòu)成一個(gè)大型金屬網(wǎng)籠，從而對(duì)雷電起到均壓和屏蔽的作用。當(dāng)遭受雷擊時(shí)，室內(nèi)電位分布近似等電位狀態(tài)，而且由于利用建筑基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為接地裝置，其地網(wǎng)的覆蓋面積相當(dāng)可觀，因此在相同的地質(zhì)條件下，可獲得比其他接地方式低得多的接地電阻。而且由于整個(gè)建筑柱樁內(nèi)的主筋和副筋較多，因此分流效果十分顯著。對(duì)降低雷擊和高壓故障所引起的地電位升高、抑制干擾來說，都是很有利的措施。9.3.3通信設(shè)備接地概述3.接地方式（2）合設(shè)方式639.3.4通信電源接地電源接地系統(tǒng)電源室綜合接地9.3.4通信電源接地電源接地系統(tǒng)電源室綜合接地649.3.4通信電源接地1.電源接地系統(tǒng)工作接地01保護(hù)接地02防雷接地039.3.4通信電源接地1.電源接地系統(tǒng)工作接地01保護(hù)659.3.4通信電源接地2.電源室綜合接地在室內(nèi)形成均壓等電位的結(jié)構(gòu)，可以減少雷電流引起的電位差。所有引入和引出的被保護(hù)空間的電源線和通信線路或其他導(dǎo)體都與雷電防護(hù)等電位搭接，使雷電流導(dǎo)入大地。通常將抗干擾能力較弱的電子設(shè)備放置于雷電防護(hù)區(qū)（lightningprotectionzone，LPZ）——LPZ2區(qū)和LPZ3區(qū)，其內(nèi)部防護(hù)可采取屏蔽、均壓和防閃絡(luò)措施。對(duì)電源室來說，屏蔽除了指建筑物結(jié)構(gòu)的鋼筋構(gòu)成屏蔽網(wǎng)外，還指與內(nèi)部的其他金屬結(jié)構(gòu)（如防靜電地板、電纜屏蔽層、金屬構(gòu)架等）搭接并可靠接地。這樣可以防止雷電電磁脈沖的影響，若再增加屏蔽層的厚度和屏蔽網(wǎng)孔的密度，則可以做到避免高頻電磁波的干擾。等電位連接的目的是防止雷擊，當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，均衡建筑物內(nèi)參與等電位連接部件間的點(diǎn)位，使室內(nèi)所有的金屬物間不會(huì)出現(xiàn)電位差，完成室內(nèi)所有金屬物的均壓。9.3.4通信電源接地2.電源室綜合接地在室內(nèi)形成均壓66思考與練習(xí)1.填空題（1）不同接地體間的距離均應(yīng)大于m，防止產(chǎn)生地線間串?dāng)_所造成的不安全因素。（2）通信電源可分為電源和電源。（3）直流基礎(chǔ)電源的電壓首選V，過渡期暫留的電源電壓為V。（4）交流基礎(chǔ)電源的標(biāo)稱電壓為，三相線制，頻率為Hz。（5）UPS系統(tǒng)按其工作原理可分為、和三種。（6）交流接地系統(tǒng)包括接地、接地和接地。2.選擇題（1）蓄電池組的容量應(yīng)按近期負(fù)荷配置，并應(yīng)保證連續(xù)供電不少于()h。A.1 B.2 C.4 D.6（2）交流不間斷電源設(shè)備的蓄電池一般設(shè)()組。A.1 B.2 C.3 D.4思考與練習(xí)1.填空題67思考與練習(xí)（3）下列不屬于電源接地系統(tǒng)的是( )。A.工作接地 B.保護(hù)接地 C.防雷接地 D.公共接地（4）下列哪項(xiàng)不屬于UPS的選用原則？( )A.波峰因數(shù) B.蓄電池后備時(shí)間C.集中供電、分散供電方案 D.電壓等級(jí)（5）自通信機(jī)房引出的電力線在屋外埋入地中的長(zhǎng)度應(yīng)在()m以上。1 B.2 C.5 D.103.簡(jiǎn)答題（1）簡(jiǎn)述通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求。（2）電源系統(tǒng)有哪些功能？（3）通信電源的供電方式有哪些？（4）簡(jiǎn)述UPS系統(tǒng)的工作模式。（5）簡(jiǎn)述接地的必要性。思考與練習(xí)（3）下列不屬于電源接地系統(tǒng)的是( )。68感謝觀看

感謝觀看69城市軌道交通通信電源系統(tǒng)城市軌道交通通信電源系統(tǒng)70城市軌道交通通信電源系統(tǒng)是整個(gè)城市交通通信設(shè)備的重要組成部分，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，通信設(shè)備對(duì)電源系統(tǒng)的要求越來越高。通信電源系統(tǒng)既要消除電網(wǎng)對(duì)通信設(shè)備的損害，又要保證對(duì)設(shè)備的供電要求及質(zhì)量。本模塊將對(duì)通信電源系統(tǒng)的基本原理及相關(guān)知識(shí)進(jìn)行介紹，簡(jiǎn)述UPS系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)對(duì)通信設(shè)備的防雷與接地進(jìn)行闡述。城市軌道交通通信電源系統(tǒng)是整個(gè)城市交通通信設(shè)備的重要組成部分71目錄CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述9.2UPS系統(tǒng)9.3通信設(shè)備的防雷與接地目錄CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述9.2UPS系72（1）城市軌道交通通信電源。（2）UPS系統(tǒng)。（3）城市軌道交通通信設(shè)備防雷保護(hù)。（4）城市軌道交通通信電源接地。重點(diǎn)難點(diǎn)（1）城市軌道交通通信電源。重點(diǎn)難點(diǎn)73CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述CONTENTS9.1通信電源系統(tǒng)概述749.1通信電源系統(tǒng)概述通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源的供電方式通信電源系統(tǒng)的維護(hù)0102039.1通信電源系統(tǒng)概述通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源的供電方式759.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源簡(jiǎn)介通信電源的類型通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求電源集中監(jiān)控電源系統(tǒng)功能9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)通信電源簡(jiǎn)介通信電源的類型通信769.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)1.通信電源簡(jiǎn)介城市軌道交通通信系統(tǒng)的電源系統(tǒng)包括交流配電屏、直流供電系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)和蓄電池組、接地防雷系統(tǒng)、集中監(jiān)控系統(tǒng)，它是整個(gè)城市軌道交通通信設(shè)備的重要組成部分，被稱為城市軌道交通通信設(shè)備的“心臟”。為了保證在主電源中斷或其他失電的情況下，專網(wǎng)通信、公網(wǎng)通信各子系統(tǒng)仍能可靠地工作，通信電源系統(tǒng)應(yīng)承擔(dān)城市軌道交通全線范圍內(nèi)所有車站、控制中心、車輛段及停車場(chǎng)專網(wǎng)、公網(wǎng)通信設(shè)備的供電任務(wù)。城市軌道交通通信設(shè)備通過UPS電源向交流用電設(shè)備供電（AC220V），通過高頻開關(guān)電源向直流用電設(shè)備供電（基礎(chǔ)電壓為DC48V）。控制中心、各車站、車輛段及停車場(chǎng)的電源設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)控是各自獨(dú)立的，但各車站、車輛段及停車場(chǎng)的電源設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障告警信息將通過傳輸系統(tǒng)送到控制中心進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。隨著城市軌道交通的飛速發(fā)展，通信設(shè)備不僅數(shù)量大量增加，而且不斷更新?lián)Q代，通信電源系統(tǒng)也發(fā)生了革命性的躍變，主要體現(xiàn)在：標(biāo)準(zhǔn)的制定、供電系統(tǒng)可用性的提升、供電方式的完善、技術(shù)裝備水平的提高、維護(hù)方式的變革及集中監(jiān)控管理的實(shí)施等。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)1.通信電源簡(jiǎn)介城市軌道交通779.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)2.通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求獨(dú)立供電，集中監(jiān)控管理保證不間斷、無瞬變地供電按一級(jí)負(fù)荷供電直流供電交流不間斷供電容量滿足期限接地9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)2.通信設(shè)備對(duì)電源的基本要求789.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)3.電源系統(tǒng)功能（1）隔離作用。將電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)及電壓噪聲等因素阻擋在設(shè)備之前，使負(fù)載對(duì)電網(wǎng)不產(chǎn)生干擾，又使電網(wǎng)中的干擾不影響到負(fù)載。（2）雙路電源之間不間斷相互切換。（3）實(shí)現(xiàn)電壓變換，滿足現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備的供電需求。（4）實(shí)現(xiàn)頻率變換，滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)頻率變化的要求。（5）為通信系統(tǒng)提供一定的后備電能。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)3.電源系統(tǒng)功能（1）隔離799.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)4.電源集中監(jiān)控通信電源系統(tǒng)的各電源設(shè)備配備有監(jiān)控單元。各站、車輛段、停車場(chǎng)及控制中心的電源監(jiān)控信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器采集，通過傳輸系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道傳送至控制中心。在控制中心設(shè)置一套通信電源監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)管終端，用來對(duì)全線各站、車輛段、停車場(chǎng)及控制中心的通信電源設(shè)備進(jìn)行遙控、遙信、遙測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控電源設(shè)備的運(yùn)行狀況，記錄和處理相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障；實(shí)現(xiàn)對(duì)交流不間斷電源（UPS）、交流輸出配電單元、交流電源切換屏、-48V直流高頻開關(guān)電源等的工作狀態(tài)，以及蓄電池組的充放電情況、蓄電池組單節(jié)電池狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和管理。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)4.電源集中監(jiān)控通信電源系統(tǒng)809.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)5.通信電源的類型基礎(chǔ)電源（一次電源）①交流基礎(chǔ)電源。②直流基礎(chǔ)電源。機(jī)架電源（二次電源）①直流機(jī)架電源。①直流機(jī)架電源。9.1.1通信電源基礎(chǔ)知識(shí)5.通信電源的類型基礎(chǔ)電源（819.1.2通信電源的供電方式01020304集中供電電源系統(tǒng)一體化供電電源系統(tǒng)混合供電電源系統(tǒng)分散供電電源系統(tǒng)9.1.2通信電源的供電方式01020304集中供電電源829.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)集中供電方式是指在通信機(jī)房中配置公用的電源設(shè)備，集中為各種通信設(shè)備統(tǒng)一供電的供電方式。其優(yōu)點(diǎn)是電源設(shè)備比較集中，維護(hù)比較方便，適用于規(guī)模較小的通信局站。其缺點(diǎn)是當(dāng)直流電源系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，將影響所有使用這一種電壓的通信設(shè)備的正常工作。另外，直流供電饋線長(zhǎng)，材料費(fèi)用和施工費(fèi)用高，線路壓降大，電能損耗大，線路電感和耦合電容的存在，易引入干擾，降低供電質(zhì)量。典型的集中供電電源系統(tǒng)的組成如圖9-1所示。交流供電系統(tǒng)由專用變電站、市電油機(jī)轉(zhuǎn)換屏、低壓配電屏、交流配電屏及備用發(fā)電機(jī)組組成。移動(dòng)電站可提供應(yīng)急用電。直流供電系統(tǒng)由整流器、蓄電池組和直流配電屏組成。直流供電系統(tǒng)向各種通信設(shè)備提供直流電源。不間斷電源設(shè)備（UPS）對(duì)通信設(shè)備及其附屬設(shè)備提供不間斷交流電源。交流電源系統(tǒng)對(duì)通信局（站）提供一般用和保證用的建筑負(fù)荷用電。通信用空調(diào)、保證照明也可由電力室交流配電屏供電。9.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)集中供839.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)9.1.2通信電源的供電方式1.集中供電電源系統(tǒng)849.1.2通信電源的供電方式2.分散供電電源系統(tǒng)分散供電方式是指將直流供電系統(tǒng)進(jìn)行分散，即將使用同一電壓種類的通信設(shè)備采用兩個(gè)以上的獨(dú)立供電系統(tǒng)，并靠近通信設(shè)備安裝進(jìn)行供電的方式。采用分散供電方式時(shí)，交流供電系統(tǒng)部分仍采用集中供電的方式。采用分散供電方式的優(yōu)點(diǎn)是：電設(shè)備距離通信設(shè)備近，配電損耗相對(duì)小，系統(tǒng)效率高；配電電纜及其安裝費(fèi)用低；可靠性較高，當(dāng)某一供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)造成整個(gè)通信系統(tǒng)的癱瘓，縮小了故障的影響面；降低了能耗和設(shè)備占地，而且能更合理地配置電源設(shè)備。典型的分散供電電源系統(tǒng)的組成如圖9-2所示。9.1.2通信電源的供電方式2.分散供電電源系統(tǒng)分散供859.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)混合供電由太陽(yáng)電池方陣、低壓市電、蓄電池組、整流及配電設(shè)備以及移動(dòng)電站組成?；旌瞎╇婋娫聪到y(tǒng)在保證向負(fù)載供電的同時(shí)，還通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)診斷和自動(dòng)告警。在正常情況下，由太陽(yáng)電池方陣經(jīng)直流配電屏（內(nèi)含蓄電池充電控制器）對(duì)通信設(shè)備供電，同時(shí)給蓄電池充電。太陽(yáng)光較弱時(shí)和在夜間，由市電經(jīng)整流器給通信設(shè)備供電。太陽(yáng)光較弱時(shí)和在夜間而且市電故障時(shí)，由蓄電池放電給通信設(shè)備供電?；旌瞎╇娛褂眯滦湍茉?，非常符合我國(guó)目前大力提倡的節(jié)能減排的原則，值得大力推廣。其缺點(diǎn)是只有在陽(yáng)光充足或風(fēng)力充足的情況下才適用，而且受到場(chǎng)地等諸多因素的限制，適用范圍較小。典型的混合供電電源系統(tǒng)的組成如圖9-3所示。9.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)混合供869.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)9.1.2通信電源的供電方式3.混合供電電源系統(tǒng)879.1.2通信電源的供電方式4.一體化供電電源系統(tǒng)對(duì)于小容量的供電系統(tǒng)（如分散供電系統(tǒng)）通常采用一體化供電方式，即由交流電源供電，將通信設(shè)備和通信電源設(shè)備集成安裝在同一個(gè)機(jī)架內(nèi)，電源系統(tǒng)一般由整流單元、配電單元、蓄電池組和監(jiān)控單元組成。9.1.2通信電源的供電方式4.一體化供電電源系統(tǒng)對(duì)于889.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)維護(hù)注意事項(xiàng)修程與工作內(nèi)容9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)維護(hù)注意事項(xiàng)修程與工作內(nèi)容899.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)1.維護(hù)注意事項(xiàng)（1）電源系統(tǒng)的日常檢修和二級(jí)保養(yǎng)的維護(hù)工作可由初級(jí)工以上人員完成。（2）小修和中修的維護(hù)工作可由高級(jí)工以上人員完成。初級(jí)工和中級(jí)工需在技術(shù)人員或工班長(zhǎng)的指導(dǎo)下進(jìn)行操作。（3）電源的放電測(cè)試、手動(dòng)旁路維修需兩人以上進(jìn)行操作，一人作業(yè)，一人防護(hù)。（4）進(jìn)行項(xiàng)目維護(hù)時(shí)，在正常情況下，按操作程序開關(guān)設(shè)備；在停機(jī)狀態(tài)下，應(yīng)及時(shí)切換到手動(dòng)旁路狀態(tài)，檢查完畢后，由手動(dòng)旁路狀態(tài)切換至正常工作狀態(tài)；在緊急掉電且停電超過4h的狀態(tài)下，應(yīng)先檢查各單元的工作狀態(tài)是否正常，正常后才可重新啟動(dòng)UPS。9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)1.維護(hù)注意事項(xiàng)（1）電909.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容通信電源系統(tǒng)的修程分為日常保養(yǎng)、二級(jí)保養(yǎng)、小修和中修。對(duì)應(yīng)不同的修程，有不同的檢修工作內(nèi)容，具體如表9-1所示。9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容通信電源919.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容9.1.3通信電源系統(tǒng)的維護(hù)2.修程與工作內(nèi)容92CONTENTS9.2UPS系統(tǒng)CONTENTS9.2UPS系統(tǒng)939.2UPS系統(tǒng)UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的類型UPS系統(tǒng)的工作模式UPS的選用和安裝9.2UPS系統(tǒng)UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的類型U949.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能通信設(shè)備對(duì)供電要求非常高，不僅要求不間斷供電，而且要求電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、波形無畸變，這就需要采用UPS系統(tǒng)。在雙路供電中，兩路電源轉(zhuǎn)換時(shí)至少要中斷供電幾十毫秒，這對(duì)一般的供電設(shè)備沒有嚴(yán)重影響。但計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制的負(fù)載對(duì)供電的質(zhì)量和可靠性有較嚴(yán)格的要求，不允許有3~5ms的中斷供電。否則，計(jì)算機(jī)正在處理的信息就會(huì)丟失或發(fā)生錯(cuò)誤。此外，供電電壓、頻率、波形的變動(dòng)，也會(huì)使計(jì)算機(jī)造成錯(cuò)碼、漏碼而無法正常工作。UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)UPS系統(tǒng)的功能9.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能通信設(shè)備對(duì)供電要求非常高959.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖9-4所示，在正常情況下，市電電源經(jīng)整流器變換為直流電，整流器的輸出分為兩路：一路對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充，另一路對(duì)逆變器供電。當(dāng)市電斷電時(shí)，由蓄電池放電維持UPS逆變器的輸出，以繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電。1.UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)9.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖969.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的主要功能有兩路電源無間斷切換、隔離干擾、電壓變換、頻率變換和后備。（1）兩路電源的無間斷切換。兩路電源可通過UPS實(shí)現(xiàn)無間斷切換。（2）隔離干擾。在UPS中，交流輸入電源經(jīng)整流后，由逆變器對(duì)負(fù)載供電，可將電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)間斷、諧波、電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)、噪聲等各種干擾與負(fù)載隔離，使電網(wǎng)的干擾不影響負(fù)載，而且負(fù)載也不干擾電網(wǎng)。（3）電壓變換。通過UPS可將輸入電源的電壓變換成所需要的電壓。（4）頻率變換。通過UPS可將輸入電源的頻率變換成所需要的頻率。（5）后備。UPS中的蓄電池儲(chǔ)存一定的能量。市電間斷時(shí)，蓄電池通過逆變器繼續(xù)對(duì)負(fù)載供電。2.UPS系統(tǒng)的功能9.2.1UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能UPS系統(tǒng)的主要功能有兩979.2.2UPS系統(tǒng)的類型后備式UPS在線式UPS在線互動(dòng)式UPS0102039.2.2UPS系統(tǒng)的類型后備式UPS在線式UPS在線989.2.2UPS系統(tǒng)的類型1.后備式UPS后備式UPS平時(shí)處于蓄電池充電狀態(tài)，在停電時(shí)逆變器緊急切換到工作狀態(tài)，將電池提供的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的交流電輸出，因此后備式UPS也稱離線式UPS，如圖9-5所示。它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行效率高、噪聲低、價(jià)格相對(duì)便宜。后備式UPS主要適用于市電波動(dòng)不大、對(duì)供電質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合。但后備式UPS存在一個(gè)切換時(shí)間問題，不適合用在供電不能中斷的場(chǎng)所。9.2.2UPS系統(tǒng)的類型1.后備式UPS后備式UP999.2.2UPS系統(tǒng)的類型2.在線式UPS在線式UPS的逆變器一直處于工作狀態(tài)，首先通過整流電路將外部交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，再通過高質(zhì)量的逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量的正弦波交流電輸出，如圖9-6所示。在線式UPS在正常供電狀況下的主要功能是穩(wěn)壓及防止電網(wǎng)干擾，在停電時(shí)則使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，不存在切換時(shí)間問題，因此適用于對(duì)電源有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。9.2.2UPS系統(tǒng)的類型2.在線式UPS在線式UPS1009.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS在線互動(dòng)式UPS是指當(dāng)輸入市電正常時(shí)，UPS的逆變器處于反向工作狀態(tài)（整流工作狀態(tài)），給電池組充電；當(dāng)市電異常時(shí)，逆變器立刻轉(zhuǎn)為逆變工作狀態(tài)，將電池組的電能轉(zhuǎn)換為交流電輸出，因此在線互動(dòng)式UPS也有轉(zhuǎn)換時(shí)間，如圖9-7所示。與后備式UPS相比，在線互動(dòng)式UPS的保護(hù)功能較強(qiáng)，逆變器輸出電壓波形較好，一般為正弦波，而其最大的優(yōu)點(diǎn)是具有較強(qiáng)的軟件功能，可以方便地上網(wǎng)進(jìn)行UPS的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。在線互動(dòng)式UPS集中了后備式UPS效率高和在線式UPS供電質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，但其穩(wěn)頻特性不理想，不適合做長(zhǎng)延時(shí)的UPS電源。城市軌道交通通信不間斷電源子系統(tǒng)一般采用在線式中等容量的長(zhǎng)效型UPS。9.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS在線互動(dòng)1019.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS9.2.2UPS系統(tǒng)的類型3.在線互動(dòng)式UPS1029.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式01020304正常工作模式手動(dòng)旁路工作模式靜態(tài)旁路工作模式蓄電池工作模式9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式01020304正常工作模1039.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式1.正常工作模式正常工作模式是指整流器將三相交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，經(jīng)逆變器后轉(zhuǎn)換為交流供給負(fù)載方式。負(fù)載的電流和頻率比較穩(wěn)定，電池處于浮充狀態(tài)，此時(shí)浮充電流很小。正常工作模式如圖9-8所示。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式1.正常工作模式正常工作1049.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式2.蓄電池工作模式蓄電池工作模式是指主電源供電中斷，蓄電池由充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)，由電池給逆變器供電，輸出給負(fù)載方式。蓄電池放電有時(shí)間限制，若主電源恢復(fù)供電前，蓄電池放電停止，則逆變器停止運(yùn)行；若主電源恢復(fù)供電，則蓄電池由放電狀態(tài)轉(zhuǎn)為充電狀態(tài)，同時(shí)整流器輸出供給逆變器。蓄電池工作模式如圖9-9所示。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式2.蓄電池工作模式蓄電池1059.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式3.靜態(tài)旁路工作模式靜態(tài)旁路工作模式是指在逆變器輸出過載，負(fù)載短路，逆變器過熱、過壓、欠壓或故障情況下，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷逆變器，轉(zhuǎn)為靜態(tài)旁路直接輸出給負(fù)載，如圖9-10所示。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式3.靜態(tài)旁路工作模式靜態(tài)1069.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式4.手動(dòng)旁路工作模式手動(dòng)旁路工作模式是指電源從正常工作模式切換到靜態(tài)旁路模式，合上手動(dòng)旁路開關(guān)后，直接由主電源提供輸出電壓給負(fù)載，如圖9-11所示。此時(shí)，維修人員可對(duì)UPS柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行檢修和維護(hù)。9.2.3UPS系統(tǒng)的工作模式4.手動(dòng)旁路工作模式手動(dòng)1079.2.4UPS的選用和安裝UPS的選用UPS的安裝9.2.4UPS的選用和安裝UPS的選用UPS的安裝1089.2.4UPS的選用和安裝1.UPS的選用波峰因數(shù)蓄電池后備時(shí)間集中供電、分散供電方案9.2.4UPS的選用和安裝1.UPS的選用波峰因數(shù)蓄1099.2.4UPS的選用和安裝2.UPS的安裝UPS的安放位置要求010203UPS與市電、負(fù)載的連接電纜截面的選擇9.2.4UPS的選用和安裝2.UPS的安裝UPS的安110CONTENTS9.3通信設(shè)備的防雷與接地CONTENTS9.3通信設(shè)備的防雷與接地1119.3通信設(shè)備的防雷與接地01020304通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)通信電源接地通信設(shè)備接地概述通信設(shè)備防雷保護(hù)9.3通信設(shè)備的防雷與接地01020304通信設(shè)備防雷基1129.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)雷擊概述通信防雷的必要性雷擊通信電源的途徑9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)雷擊概述通信防雷的必要性雷1139.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述雷電是一種自然現(xiàn)象，它是由雷云產(chǎn)生的。雷云形成的根本原因是含有水蒸氣的氣流的運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)雷電放電發(fā)生在云間或云內(nèi)，只有小部分是對(duì)地發(fā)生的。在對(duì)地的雷電放電中，雷電的極性是指雷云下行到地的電荷的極性。放電電荷量的多次統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，90%左右的雷是負(fù)極性的。（1）雷擊的類型。雷擊直接擊在物體上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力等猛烈的放電現(xiàn)象，稱為直接雷擊。直接雷擊雷擊放電時(shí)在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生的靜電效應(yīng)和電磁感應(yīng)、熱效應(yīng)能使金屬部件之間產(chǎn)生火花，稱為感應(yīng)雷擊。感應(yīng)雷擊9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述雷電是一種自1149.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述（2）雷擊的來源。雷電波入侵地電位反擊感應(yīng)過電壓9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)1.雷擊概述（2）雷擊1159.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)2.通信防雷的必要性現(xiàn)代通信設(shè)備中大量使用的大規(guī)模集成電路的供電電壓只有幾伏，其傳遞的信息電流也僅為微安級(jí)。因此，電子設(shè)備普遍存在著對(duì)雷電引發(fā)的暫態(tài)過電壓、過電流承受能力較低的缺點(diǎn)，一旦遭受雷擊，輕則不能正常工作或產(chǎn)生誤動(dòng)作，重則被損壞，造成通信中斷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年因雷擊造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)百億元。因此，通過采取有效的防護(hù)措施來避免雷電的危害，以保證通信的暢通，是一項(xiàng)十分重要的工作。9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)2.通信防雷的必要性現(xiàn)代1169.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑雷擊通信電源的途徑主要有以下幾種：（1）變壓器高壓側(cè)輸電線路遭直擊雷，雷電流經(jīng)變壓器→380V供電線→……→交流屏，最后竄入通信電源。（2）220/380V供電線路遭直擊雷或感應(yīng)雷，雷電流經(jīng)穩(wěn)壓器、交流屏等竄入通信電源。（3）雷電流通過其他交（直）流負(fù)載或線路竄入通信電源，如圖9-12（a）所示。（4）地電位升高反擊通信電源，如圖9-12（b）所示。例如，為實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的防雷等電位連接，現(xiàn)在的通信網(wǎng)接地系統(tǒng)幾乎全部采用聯(lián)合接地方式。這樣當(dāng)雷電擊中已經(jīng)接地的進(jìn)出機(jī)房的金屬管道（電纜）時(shí)，很有可能造成地電位升高。若這時(shí)交流供電線通信電源的交流輸入端子對(duì)機(jī)殼的電壓Up近似等于地電位，雷電流一般在10kA以上，故Up一般為幾萬伏乃至幾十萬伏。顯然，地電位升高會(huì)很輕易地導(dǎo)致通信電源的絕緣被擊穿。9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑雷1179.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑9.3.1通信設(shè)備防雷基礎(chǔ)知識(shí)3.雷擊通信電源的途徑1189.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷外部防雷內(nèi)部防雷9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷外部防雷內(nèi)1199.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（1）對(duì)通信電源防雷應(yīng)有的認(rèn)識(shí)。通信局（站），尤其是微波站和移動(dòng)基站，因雷擊造成設(shè)備損壞、通信中斷是常有的事情，這其中雷電通過電力網(wǎng)和通信電源造成設(shè)備損壞或通信中斷的又占有較大的比例。因此，對(duì)通信電源的防雷應(yīng)有足夠正確的認(rèn)識(shí)。首先，任何一項(xiàng)防雷工程都必須兼顧防雷效果和經(jīng)濟(jì)性，是概率工程。對(duì)防雷的設(shè)計(jì)越嚴(yán)格，所需的投資就會(huì)成倍增長(zhǎng)。即便不考慮經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)上非常嚴(yán)格的防雷工程也不能保證百分之百不受雷擊。其次，通信局（站）的防雷是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，通信電源防雷只是這項(xiàng)系統(tǒng)工程的一部分。理論研究和實(shí)踐都表明：如果一項(xiàng)防雷系統(tǒng)工程的其他部分不完備，僅單純對(duì)通信電源防雷，其結(jié)果是既做不好通信局(站)內(nèi)其他設(shè)備的防雷，又會(huì)給通信電源留下易受雷擊損壞的隱患。這是因?yàn)槔纂姏_擊波的電流/電壓幅值很大，持續(xù)時(shí)間又極短，企圖在某一位置、靠一套防雷裝置就解決問題是目前科技水平所無法實(shí)現(xiàn)的。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（11209.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC664給出的低壓電氣設(shè)備的絕緣配合水平，對(duì)雷電或其他瞬變電壓的防護(hù)應(yīng)分A、B、C……多級(jí)來實(shí)現(xiàn)，如圖9-13所示。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷根據(jù)1219.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（2）供電線路和設(shè)備的防雷措施。①變壓器高、低壓側(cè)均應(yīng)各裝一組氧化鋅避雷器，并盡量靠近變壓器裝設(shè)。變壓器低壓側(cè)的第一級(jí)避雷器與第二級(jí)避雷器的距離應(yīng)大于或等于10m。②嚴(yán)禁采用架空交（直）流電力線進(jìn)出通信局（站）。③埋地引入通信局（站）的電力電纜應(yīng)選用金屬鎧裝層電力電纜或穿鋼管的護(hù)套電纜。埋地電力電纜的金屬護(hù)套兩端應(yīng)就近接地。在架空電力線路與埋地電力電纜連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。避雷器、電力電纜金屬護(hù)層、絕緣子、鐵腳、金具等應(yīng)連在一起就近接地。④自通信機(jī)房引出的電力線應(yīng)采用有金屬護(hù)套的電力電纜或?qū)⑵浯╀摴?，在屋外埋入地中的長(zhǎng)度應(yīng)在10m以上。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷（21229.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷⑤通信局（站）建筑物上的航空障礙信號(hào)燈、彩燈及其他用電設(shè)備的電源線，應(yīng)采用具有金屬護(hù)套的電力電纜，或?qū)㈦娫淳€穿入金屬管內(nèi)布放，其電纜金屬護(hù)套或金屬管道應(yīng)每隔10m就近接地一次，電源芯線在機(jī)房入口處應(yīng)就近對(duì)地加裝避雷器。⑥通信局（站）內(nèi)的工頻低壓配電線宜采用金屬暗管穿線的布設(shè)方式。金屬暗管的兩端及中間必須與通信局（站）地網(wǎng)焊接連通。⑦通信局（站）內(nèi)的交（直）流配電設(shè)備及電源自動(dòng)倒換控制架應(yīng)選用機(jī)內(nèi)有分級(jí)防雷措施的產(chǎn)品，即交流屏的輸入端、自動(dòng)穩(wěn)壓穩(wěn)流的控制電路均應(yīng)有防雷措施。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)1.通信電源動(dòng)力環(huán)境防雷⑤1239.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷外部防雷主要是防止建筑物或設(shè)施（包括室外獨(dú)立電子設(shè)備）免受直擊雷危害。目前，防避直擊雷都是采用避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等作為接閃器，然后通過良好的接地裝置迅速將大部分雷電流直接引入地下泄散。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地體三部分組成。（1）接閃器。直接接受雷擊，用于接閃的器具、金屬構(gòu)件等，稱為接閃器。接閃器的工作原理是趨膚效應(yīng)和尖端放電。電荷同性相斥的作用使得帶電體的電子總是分布在金屬球的最外層表面，稱為趨膚效應(yīng)。帶電體表面尖端部分的電子受到的同性電荷往外排斥力最強(qiáng)，最容易被排斥離開金屬球，這就是通常說的“尖端放電”。避雷針是最基礎(chǔ)的一種接閃器，其外形是長(zhǎng)條狀的圓鋼或鋼管。避雷針有一定的防護(hù)范圍，一般以避雷針的針尖為頂點(diǎn)在周圍空間形成的30°～60°俯角圓錐體為其有效防護(hù)范圍，如圖9-14所示。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷外部防雷主要是防1249.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷（2）引下線。引下線是指連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。為了減小傳輸阻抗，引下線一般采用截面積足夠大的圓鋼或扁鋼。為了減少引下線的電感量，引下線應(yīng)沿最短接地路徑敷設(shè)。引下線應(yīng)裝在人員不易觸碰的隱蔽地點(diǎn)或采用暗埋方式敷設(shè)，以防觸電事故發(fā)生。（3）接地體。防雷接地是防雷系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，也是防雷安裝驗(yàn)收規(guī)范中最基本的安全要求。若接地不好，則所有防雷措施的防雷效果都不能發(fā)揮出來。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)2.外部防雷（2）引下線。1259.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3.內(nèi)部防雷內(nèi)部防雷主要是對(duì)室內(nèi)的電子設(shè)備加裝保護(hù)裝置，當(dāng)設(shè)備受到雷電侵襲時(shí)，防雷保護(hù)裝置能快速動(dòng)作泄放能量，從而保護(hù)設(shè)備免受損壞。內(nèi)部防雷的重點(diǎn)是防避感應(yīng)雷，可分為電源線路防雷和信號(hào)線路防雷兩種方式。電源線路防雷系統(tǒng)主要是為了防止雷電波通過電源線路對(duì)其連接的設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)地泄放后的殘壓過大，或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，應(yīng)采取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。一是在大樓電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的首級(jí)電源避雷器，二是在重要樓層或重要設(shè)備電源的進(jìn)線處加裝次級(jí)或末級(jí)電源避雷器。首級(jí)電源避雷器和次級(jí)電源避雷器之間的距離要大于5m，如果兩者間距不夠，則可采用帶線圈的防雷箱。9.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3.內(nèi)部防雷內(nèi)部防雷主要是對(duì)1269.3.2通信設(shè)備防雷保護(hù)3