通信線路雷電過(guò)電壓及抑制措施

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1、通信線路的雷電過(guò)電壓及抑制措施本文由xiyangcc98001貢獻(xiàn)doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。通信線路的雷電過(guò)電壓及抑制措施［摘要］隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，通信裝置大量使用交流供電。這些裝置由于從交流供電線路和通信線路侵入雷電電涌，其防雷措施是重要課題。本文敘述了關(guān)于感應(yīng)雷和建筑物直擊雷在通信線路上產(chǎn)生的雷電電涌的電壓和電流特性。同時(shí)介紹了目前使用的：①等電位法②旁路法③隔離法等抑制雷電過(guò)電壓的保護(hù)措施。1概述一般晶體管或集成電路IC的工作電壓只有幾伏左右，因?yàn)橛衫纂姼袘?yīng)的電壓高達(dá)幾百伏至幾萬(wàn)伏，不僅擊壞通信裝置，也會(huì)出現(xiàn)中斷通信

2、工作的重大事故。目前，通信裝置大量使用交流供電，這些通信裝置由于從交流供電線路和通信線路侵入雷電電涌，其防雷措施是重要課題。通信裝置遭受到雷害有兩種：一種是感應(yīng)雷雷害：當(dāng)落雷到通信設(shè)施附近的場(chǎng)所時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)電磁場(chǎng)，就有在通信線路上感應(yīng)一個(gè)非常高的感應(yīng)電壓。因?yàn)樵摳袘?yīng)電壓會(huì)傳送到通信裝置，會(huì)擊穿電子回路而發(fā)生通信裝置誤動(dòng)作等雷害。另一種是直擊雷雷害：當(dāng)落雷到天線鐵塔或者建筑物頂?shù)谋芾揍槙r(shí)產(chǎn)生的一部分雷電流直接流入通信裝置，由于產(chǎn)生的電位差而損壞通信裝置。對(duì)這些雷害的基本保護(hù)措施是：①等電位法，②旁路法，和③隔離法。本文的重點(diǎn)是：對(duì)用戶住宅內(nèi)的通信裝置以及通信中心大樓的通信裝置所發(fā)生雷害的

3、機(jī)理及其防雷措施的事例進(jìn)行介紹。2感應(yīng)雷電涌侵入通信線路及其防雷措施2.1通信線路上產(chǎn)生的感應(yīng)雷電涌電壓如果發(fā)生了落雷到通信電纜附近時(shí)，因?yàn)榇蟮夭皇峭耆珜?dǎo)體，就產(chǎn)生垂直電場(chǎng)和水平電場(chǎng)。沿電纜的長(zhǎng)度方向，將這兩個(gè)電場(chǎng)進(jìn)行積分計(jì)算出的電壓就是通信電纜終端上的感應(yīng)電壓。圖1示出了通信線路的雷電感應(yīng)電壓的觀測(cè)結(jié)果。用戶住宅內(nèi)通信線路終端以及通信中心大樓內(nèi)通信線路終端發(fā)生的感應(yīng)電壓的頻率近似值見(jiàn)公式（1）和（2）：NS=0.6×105×V－1.81NC=0.36×104×V－1.82式中：Ns--用戶住宅內(nèi)通信線路終端發(fā)生的感應(yīng)電壓的頻率（次數(shù)/用戶，雷雨日數(shù)）；Nc--通信中心大樓內(nèi)通信線路

4、終端發(fā)生的感應(yīng)電壓的頻率（次數(shù)/用戶·雷雨日數(shù)）；V--感應(yīng)電壓的峰值（V）。圖1的波形示出了用戶住宅內(nèi)通信線路終端和通信中心大樓內(nèi)通信線路終端處觀測(cè)到的感應(yīng)電壓波形的平均值。通信中心大樓通信線路終端的雷電感應(yīng)電壓大約是用戶住宅內(nèi)通信線路終端的雷電感應(yīng)電壓的1/5以下。通信電纜內(nèi)的心線與相對(duì)于塑料外層的鋁金屬層，無(wú)論怎樣的連接到通信裝置上，都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。圖2（a）為通信電纜的外套要接地到已離開(kāi)的大地場(chǎng)所，只有將通信線路連接到通信裝置上。由于雷電在通信線路上感應(yīng)產(chǎn)生的雷電電涌電流只能流入通信電纜外套的接地點(diǎn)，這時(shí)，接地線上有接地阻抗，在接地點(diǎn)的電位會(huì)升高到幾千伏至幾萬(wàn)伏。電纜外套與通信線

5、之間產(chǎn)生幾百伏至幾千伏的電位差（但是Vb<但是，圖2b的電纜通信外套的接地線也連接到能信裝置的接地線上，通信裝置的電子回路的電位，只施加了通信電纜外套與通信線之間的電位差Vb，比圖2a的電壓Va＋Vb會(huì)大大地減少。進(jìn)行這種接地連接的等電位法，也稱為接地綜合或聯(lián)結(jié)，這是對(duì)防雷措施的最基本考慮方法。對(duì)于要用數(shù)根有數(shù)十對(duì)通信線的引入通信電纜的大型用戶來(lái)說(shuō)，通信中心大樓的通信電纜終端的電纜外套與通信裝置的接地方式見(jiàn)圖2b，只用1～2對(duì)通信線的小用戶，可用沒(méi)有金屬外套的引入通信電纜。這些小用戶住宅內(nèi)的通信裝置是否用通信中心大樓的通信電纜終端這樣的接地方式，是今后應(yīng)考慮的一個(gè)課題。其次，通信裝置的耐雷電

6、流能力增強(qiáng)到什么程度是通信裝置設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的課題。圖1示出了有關(guān)雷電感應(yīng)電壓的發(fā)生頻率的寶貴數(shù)據(jù)。受到只有幾千伏雷電感應(yīng)電壓的住宅內(nèi)通信裝置連接到用戶通信線路終端時(shí)，即使只有一天的雷雨日，可以預(yù)計(jì)受到雷電損壞的比率為百分之幾。實(shí)際上，設(shè)計(jì)中要考慮通信裝置的銷(xiāo)售量和經(jīng)濟(jì)性，在設(shè)計(jì)中采用其耐雷電流能增強(qiáng)到什么程度，對(duì)于耐雷電流能力較大的通信裝置，雷電故障可減少1/4左右，即使不太多，只要有較大的雷電流能力，實(shí)現(xiàn)可靠性高的通信裝置，也是重要的。2.2使用交流電源的住宅內(nèi)通信裝置的防感應(yīng)雷措施如上所述，從通信線路或交流電源線路侵入的感應(yīng)雷電涌經(jīng)過(guò)通信裝置的接地系統(tǒng)流入大地。為此，當(dāng)考慮到防雷保護(hù)

7、時(shí)，接地系統(tǒng)的構(gòu)成是重要的課題。有關(guān)在住宅內(nèi)使用交流電源的電話機(jī)或傳真機(jī)，日本用的接地系統(tǒng)見(jiàn)圖3。有通信電纜的外套用電線焊旁的接線端子箱進(jìn)行接地，設(shè)置有保護(hù)裝置內(nèi)避雷器的接地和住宅內(nèi)通信裝置的D種接地，這些接地要分別進(jìn)行設(shè)置。另外，交流電源的一根電源線在柱上變壓器上進(jìn)行接地，也是單獨(dú)接地。其次，考慮到在通信線上產(chǎn)生雷電感應(yīng)電壓的場(chǎng)合，按照?qǐng)D2（a）接地方式的同樣理由，與D種接地點(diǎn)或交流電源之間產(chǎn)生了較大的電位