論電信接入網的接地保護

俞 靜

(湖北電信工程有限公司,湖北 武漢 430016)

摘要:結合作者多年的接入網施工經驗,針對電信接入網中接入網機房、光纜交接箱、電纜交接箱等不同的建設場景接地提出了相應的技術要求,為后續的接入網建設提供了經驗借鑒。

關鍵詞:接地;地線

1通信工程接地的作用及地線系統的組成

1.1接地的作用

(1)在市話通信中,將局端電池組的一端接地,以減少由于用戶線路對地絕緣不良時引起的串話;(2)將通信設備的金屬外殼和電纜金屬護套等部分接地,以減少電磁感應,保持一個穩定的電位,達到屏蔽的目地,減少雜音的干擾;(3)在直流遠距離供電回路中,利用大地完成供電回路;(4)在交流電力系統中,將三相四線制的中性點接地,以便在發生接地故障時迅速將設備切斷,也可以降低人體可能觸及的最高接觸電壓,降低電氣設備和輸電線路對地的絕緣水平;(5)將電源設備的不帶電的金屬部分接地或接零、以免設備發生故障,可能產生觸電事故,保護維護人員人身安全;(6)為了避免由于雷電等原因產生的過電壓而危及人身和擊毀設備,特別是室外的光(電)纜交接箱、分線設施等,應裝設地線,讓雷電流盡快地入地。

1.2地線系統的組成

(1)地:地線系統中所指的地,即一般的大地(土壤)。不過它有導電的特性,并具有無限大的容電量,可以用來作為良好的參考電位。

(2)接地:通信設備及通信設施的任何部分與大地(土壤)間作良好的電氣連接稱為接地。

(3)接地體(或接地電極):為使電流入地、擴散而采用的與土壤成電氣直接接觸的金屬體。

(4)接地引入線:把接地體(或接地電極)連接到地線盤(或地線匯流排)上去的導線。

(5)接地匯流排:專供接地引入線匯集連接的小型配電極或母線匯接排。

(6)接地配線系統:把必須接地的各個部分聯接到地線匯流排上去的導線。

1.3地線的種類

地線的種類:有直流地線、交流地線、測量地線、防雷地線。

(1)直流地線:由工作地線和保護地線組成。工作地線是作為通信設備和直流電源設備正常工作而用的。保護地線是保護人身和設備安全用的。

(2)交流地線:也可以分為工作地線和保護地線。在接地的交流電力系統中,如380/200V三相TN制供電系統,其中性點必須接地組成接零系統,作為工作地線,同時具有保護人身安全作用。

(3)測量地線:在端局中,為了便于測量直流地線的接地電阻值,設置固定的接地體和接地引入線,作為測量儀表地輔助地線。

(4)防雷地線:為了防止建筑物或通信設施受到直擊雷、雷電感應和沿管線傳入的高電位等引起的破壞性后果,而采取把雷電流安全泄掉的地線系統。

1.4通信工程中需接地的設備

下列設備應接到直流接地系統上:

(1)蓄電池組的正極或負極;

(2)通信設備的機架;

(3)總配線架(MDF、DDF、ODF)的架體;

(4)光纜的金屬加強芯,通信電纜的金屬隔離層;

(5)通信線路的保安器;

(6)室外通信設施[光(電)交接箱、集線器、分線設備等]的箱(架)體;

(7)機房防靜電地面。

下列設備應接到交流接地系統上:

(1)380/220V三相TN制電力網的中性點;

(2)變壓器、電機、整流器、電器和攜帶式用電器具等的底座和外殼;

(3)互感器的二次繞組;

(4)配電屏與控制屏的框架;

(5)室內外配電裝置的金屬構架和鋼筋混凝土框架以及靠近帶電部分的金屬圍欄和金屬門;

(6)交直流電力電纜和控制電纜的接線盒、終端盒的外殼和電纜的金屬護套、穿線的鋼管等;

(7)微波天線塔的線架;

(8)局端的變配電室和主樓局距離如超過50米時,應增設重復接地,并與主樓內交流配電屏零線相連,但重復接地不應與直流工作接地線直接連接。

2接地電阻規范要求

我國《通信局(站)電源系統總技術要求》,規定聯合裝置的接地電阻見下表,表中的接地電阻值均系直流或工頻接地電阻值。

由于通信事業的飛速發展,光纖接入機房的綜合性越來越高。為此光纖接入機房的接地電阻值應參考上表中序號2的接地阻值,即接地電阻值<3Ω。

包含有源通信設備的室外機柜應按照設備接地規范的要求,接地電阻值應參考上表中序號3的接地阻值,即接地電阻值<5Ω。

無源的光(電)交接箱的接地電阻值應參考上表中序號4的接地阻值,即接地電阻值<10Ω。

3接地系統材料的選取

接地系統由接地體(接地極)、接地(引入)線、接地匯流排、接地配線等組成。

3.1接地極

接地極是埋入土壤中或混凝土基礎中作散流用的導體。接地極可分為自然接地極和人工接地極兩類。

自然接地極有以下幾種:地下金屬水管系統;建筑物的金屬結構和鋼筋混凝土結構。

人工接地極水平敷設宜采用:圓鋼(Ф8mm)、扁鋼(40x4 mm)、金屬接地板;垂直敷設宜采用:(50x50x4mm、長2500mm)鍍鋅角鋼、(Φ50mm長2500mm,管壁厚應不小于3.5mm)鍍鋅鋼管、(Ф8mm)圓鋼等。為了降低接地電阻和增加抗腐蝕能力,工程中也采用銅棒、銅包鋼棒、鋁包鋼棒等接地極。

3.2接地(引入)線

應采用截面積(中心城區不小于35mm²;郊區及多雷區不小于50mm²)的銅質多芯屏蔽電纜。

3.3接地匯流排

接入機房的接地銅排應采用表面積不小于20000mm²的銅板。其規格>200x100x4mm(長x寬x厚)。

3.4接地配線系統

連接至各個設備和設施的導線應根據其本征特性,采用截面積不小于4mm²的多股屏蔽銅絞線。

4接地系統敷設方式

光纖接入點機房、室外光(電)纜交接箱接地系統的敷設,宜采用單(接地極)點和多(接地極)點兩種方式。

當該地土壤電阻率較高或受到地域場地限制,需要采用人工降低接地電阻的方法,以減少接地體的數目。即宜采用單(接地極)點敷設方式。

當該地不受地域場地的限制,則可采用多(接地極)點敷設方式。其組合形式如下:

(1)線形接地體:由若干垂直接地體和一條或多條水平(無閉合)接地體組成。

(2)環形接地體:由若干垂直接地體和水平閉合環路接地體組成。

(3)網狀接地體:由若干垂直接地體和水平閉合網格接地體組成。

5接地裝置的敷設

(1)接地裝置的布置要結合現場實際情況,施工與安裝前要弄清地形、地貌,特別是地下管線、線纜分布等。

(2)共用接地系統的接地裝置應利用建筑物基礎鋼筋網與人工接地體組成,一般環形布置,距離墻不應小于1000mm,間隔應盡可能均勻。獨立接地系統按要求布置。

(3)接地材料的選取應依照設計,要充分考慮其導電性、熱穩定性和耐腐蝕性。普通采用熱鍍鋅鋼,考慮腐蝕性以及特殊場合宜采用銅材或銅包鋼或鋁包鋼等其他材料。

(4)接地體可采取帶狀、棒狀、管狀、線狀及板狀等形狀,具體形狀要因地制宜合理選擇,最小截面和厚度應符合“五”中相關要求。

(5)接地體頂部埋設深度應大于500mm,應埋設在凍土層以下。垂直接地體的間距不宜小于其長度的2倍。

(6)水平接地體挖溝埋設;鋼垂直接地體宜直接打入地下,銅垂直接地體宜挖溝埋設。

(7)接地裝置的連接要牢固可靠,應采用焊接或熔接方式,不得采用壓接、栓接、捆扎等方式。

(8)鋼材接地裝置一般采用焊接,搭接長度應符合相關規定:

(9)銅材接地體宜采用熔接;鋼材接地體和銅材接地體連接應采用熔接,此時熔接頭宜作防腐、絕緣處理,并用硅酸鹽水泥包封。

(10)垂直接地體坑槽、水平接地體溝槽應用凈土回填,避免碎石、垃圾等回填?；靥顣r應分層夯實。

(11)接地(引入)線,出土至墻壁線纜引入孔洞處,應用鋼管保護。

(12)接地銅排,應采用工作地和保護地分設,并分別固定在兩塊絕緣膠板上。

6接地裝置運行

6.1檢查周期

(1)接入機房、光(電)纜交接箱的接地裝置按每年檢查一次;

(2)根據接入機房的具體情況,對接地(引入)線的運行情況每年檢查1-2次;

(3)各種防雷裝置的接地裝置每年在雷雨季前檢查一次;

(4)對有腐蝕性土壤的接地裝置應根據運行情況每2年對地面下接地體檢查一次;

(5)手持式、移動式測試儀器儀表等設備的接地線應在每次使用前進行檢查;

(6)接地裝置的接地電阻每2年測量一次。

6.2檢查項目

(1)檢查接地裝置的各連接點的接觸是否良好,有無損傷、折斷和腐蝕現象。

(2)對含有重酸、堿、鹽等化學成分的土壤地帶(一般可能為化工生產企業、藥品生產企業及部分食品工業企業)應檢查地面下500mm以上部位的接地體的腐蝕程度。

(3)在土壤電阻率最大時(一般為雨季前)測量接地裝置的接地電阻,并對測量結果進行分析比較。

(4)接入機房、光(電)纜交接箱在擴容或設備(設施)檢修后,應檢查接地線連接情況,是否牢固。

(5)檢查設備(設施)與接地線連接、接地線與接地網連接、接地線和接地銅排、接地配線和接地銅排的連接是否完好。