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《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》
YD/T5098-2001综述
信息产业部邮电设计院刘吉克金山王国伟
摘要:从通信局(站)雷击概率的统计分析,雷击造成通信设备损坏事故的85%是雷电
过电压引起的,YD5098-2001《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》是针对各
类通信局(站)配电、计算机网络、信号及数据线、馈线等引入的雷电过电压保扩的具体要
求,本文主要阐述了“规范”中所涉及的、工程技术人员所关注的,如通信局(站)内部
网络数据线的雷电过电压保扩、通信局(站)配电系统的宙电过电压保扩、冲击通流容量和
标称放电电流的选择等问题,YD5098-2001总则强调了规范是:工程设计、施工、隘
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的检测
部门测试的合格产品。本文还介绍了信息产业部邮电设计院防雷技术研究的历史。关键词:
雷电接地过电压保护工程标准概述信息产业部邮电设计院是制定中华人民共和国通
信行业防雷接地标准的编制单位,上世纪60年代,原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
D5098-2001《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
YD5098-2001使通信局(站)的防雷进入到一个斩新的阶段,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。日前已经在通
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。YD50982001《通信局(站)雷电过电压保扩工程设计规范
是为了解决综合通信大楼、交換局、数据局、模块局、接入网站、IP网站、移动通信基站、
已星地球站、微波站等因雷电感应通过电源线、信号线、劇络数据线、天馈线、遥控系统
控系统引入的雷害,确保通信被各的安全和正常工作面编制的。通信局(站)雷电过电
压保扩工程的基础应建立在联合接地、均压等电位分区保扩之上.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环,雷
击使通信中断的事故时有发生,根据因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,而足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。由于防扩器件在设计时,其防扩性能仪仅是从被保护设备本身的需求,而通
信局(站)系统的防护,各级防护器件是相轴相成的,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拆其防扩性能,影响了通信局(站)的整体防扩。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:。通信局
(站)受到雷电冲击时,通信局(站)内冲击电位分布和空间瞬时电磁场将关系到建筑物内
人身和设备的安全。由于受冲击时地电位升高,将影响到装在通信楼内,而与楼外有电气联
系的通信设备,雷电对通信局(站)的影响可以从三个方面对设各产生危害,首先浪涌电流
沿着缆线进入设备,其次,由于地电位对通信设备产生影响,设各的冲击阻抗的反击地电位
的大小,通常可达数十至数千伏。另外第三个方面,作为现代数字化通信设备的控制计算机
对雷电极为放感。即使几公里以外的高空雷闪或对地雷闪出有可能导致这些通信设备的薄弱
环节计算机CPU控制中心误动或损坏,根据国外资料介绍0.03高斯的磁场强度可造成计
算机误动,2.4高斯即可使元件击穿。对于雷电电磁场的影响,主要是雷击通信局(站)
时电流在建筑物的分布直接影响到通信设备,特别是对雷击敏感的计算机控制单元及数
字终端设备在建筑物内的布局,合理的在通信机房安装设备布局可有效的减少雷害;通信局
(站)采川联合接地可有效的解决地电位升的影响:而在通信大楼配电系统、计算机、控
制终端、监控系统、终端设备输入端安装浪涌保护装置,并对通信局(站)出入缆线采取屏
蔽、接地等措施,可有效减少雷电对各类网络系统的侵害。下面对YD5098-2001规范中关
健的问题进行论述。1通信局(站)内部网络数据线的雷电过电压保护长期以来,通信局
(站)设备防雷都是以防山雷电涌沿局外线路感应问题为主,随着通信设备的电子化、高
度集成比、微型计算机控制、智能化、特别是数字通信技术发展,使得这些通信系统刈浪涌
较为敏感电路的雷电承受能力进一步下降,特别是通信大楼内计算机、控制终端、控系统、
终端设备更容易遭受雷电的侵害,由于在综合通信大楼内,集中了交换机、传输设备、监控
及网络设备、控制终端、电源、尢线等系统,各系统之间的内部连接线路纵横交错、非常复
杂,连接线路叮达100~200米,这些连接线路因雷电电磁场的感应,将雷电浪涌传到系统
之间的接口的电路中去,对浪涌较为敏感的接口电路产生影响和冲击,局站内部接口的连接
线类型较多,有屏蔽线和非屏蔽线,也有对称和非对称线,由于这些线缆物理结构上:的差异,
对雷电电磁场感应影响的大小也有所不同,因而就要求这些通信系统的接口应具有更好的防
雷性能,IEC-61644刈连接通信、信号网络接口的浪涌保护装置提出了基本的要求和测试
方法,ITU-TK系列文件对于各种通信系统的雷电保扩和测试也提出了指导性方法,最近
TU推出的K41建议《电信中心内部通信接口抗雷电过电压能力》,在这个新建议中,主
要涉及的是不出局且长度在100米左右的通信线路。该建议的推出表明,国际上.已经将电
信中心内部通信接口抗雷电过电压的要求提到很重要的位置上。这些文件表明:“通信局(站)
内部或建筑物内部的计算机的雷电防扩方法和所用的SPD已趋成熟,并走向规范化”。另
外根据邮电部设计院从对深圳、江.」、茂名、东莞、韶关、南昌、湖南、河北、南宁等10几
个省市的综合通信大楼雷害事故统计表明:楼内网络接口设备、计算机控制终端、交换机的
CPU控制模块、交换机及移动通信的控制终端、微机接口电路、设备测试台、交換机计费
系统微机、营业厅内的收费微机、营业用多路计费器、测量室自动测量系统、嗌控系统被雷
击损环的事故时有发生;另外移动通信、微波站内的网管嗌控及干线监控、遥信接口、数据
采集板等设备也时有雷击损坏的事故发生的情况,这表明计算札、控制终端及网络设备的
接口是雷电浪涌侵入的薄弱环节,国外的研究表明:“作为现代数字化通信设备的控制计算
机L,对雷电极为敏感。即使几公里以外的高空雷內或对地雷闪出有可能导致这些通信设备的
薄弱