电源防雷技术——铁路通信防雷方法(二)

郭平 鲁恩斌 金雪军＊

电源防雷技术
——铁路通信防雷方法(二)

郭平*鲁恩斌＊＊金雪军＊＊＊

通信电源系统多级防护如图1所示。电源系统由LPZ0区进入室内LPZ1区采用多级防护，将过电压降到设备能承受的水平。

图1 通信电源系统多级防护示意图

1 电源多级防护

电源系统采用多级防护后，对雷电电磁脉冲进行逐级递减，使其传播到设备使用端的幅度，被限制在设备能承受的范围内。

由于用电设备电压等级不尽相同，其最大持续电压也不一样，所以图1所示的多级防护示意图不是对所有设备都必须如此，根据实际使用情况可以删减。多级防护的原则是:前级的通流量设计较大(通信防雷一般设计指标最大通流量达到20kA即可)，后级通流容量相对较小。而对于限制电压来说，则是逐级递减。各级之间保持一定距离的主要目的，是依托线路电感和线路电阻起到退耦器的作用。

2 电源一级防护

外电网引入通信机房一般有2种类型:主用、备用二路三相电源供电，或主用、备用单相电源供电。一级保护宜采用电源防雷箱，对电源采取纵横向保护的全模防护方式。

第一级设在户外交流电源馈线引入处(配电盘)。三相电源供电的机房，采用L(相线)-L、L-PE(保护地线)和N(中性线)-PE全模防护的并联三相电源防雷箱，典型的三相电源防护如图2所示。单相电源供电的机房，采用L-N、L-PE和N-PE的单相电源防雷箱，典型防护图如图3所示。

考虑到施工及维护方便，可以将电源防雷箱设计成带有配电功能的防雷配电箱，并具有故障声光报警、雷电计数和状态显示(三相电源每一相线均有状态显示)等功能，箱内设输入断路器，用于开断主用、备用二路三相电源的输入;设若干单极断路器用于分配主用、备用单相电源220V输出。电源防雷箱配电示意图如图4所示。

图2 三相电源防护示意图

图3 单相电源防护示意图

图4 电源防雷箱配电示意图

3 电源二级和三级防护

二级和三级防护因其靠近用电设备，故不需要单独设置电源防雷箱。从防护效果来看，应尽可能接近用电设备，因而需要分散安装。防护的原理及方法与一级防护是一致的。

通信站内48V的用电设备较多，且比较分散。对于48V直流电源的防护，采取全模防护的方式，如图5所示。

对于分散安装的电涌保护器，防雷地线的处理比较重要，其原则是保证等电位的连接。防止雷电经不同路径入侵产生的电压差导致“雷电反击”。施工中应分别接到电源防雷综合汇流排，并尽可能保证地线路径最短。

4 电源电涌保护器

在电源多级防护中，电源电涌保护器是重要的一环。目前，电源电涌保护器的设计有很多种，其主要防雷器件有限压型、开关型和组合型。限压型器件的典型代表是金属氧化物避雷器，如压敏电阻等;开关型的典型代表是气体放电管。

压敏电阻有漏流的缺点，而放电管则存在续流的缺点。对于电源来说，续流的危害比较大，因此不建议采用纯放电管结构的电涌保护器。纯压敏电阻型的电涌保护器在电源防护中目前仍有一定的使用比例，主要是因为其漏流对电源的影响较小，不太受到关注，但因为电源波动及器件参数差异等因素的影响，纯压敏电阻的使用会随着时间的推移漏流日趋增大，影响防雷器的使用寿命。较合理的设计应该是压敏电阻串联气体放电管的组合型电涌保护器。这样做能把压敏电阻和气体放电管的缺点弥补起来，组合型浪涌保护器近似于无漏流、无续流，只是加工工艺及测试方法略显繁琐，目前已经广泛使用。

(待续)

图5 48V直流电源防护示意图

［1］YD5098－2005．通信局站防雷与接地工程设计规范．

［2］铁运(2006)26号．铁路信号设备雷电及电磁兼容綜合防护实施指导意见．

［3］运基信号2007－535号．铁路信号设备雷电及电磁兼容綜合防护举例设计说明．

［4］IEC62305－4．雷电防护第四部分建筑物内电气和电子系统．

［5］GB50057－94．建筑物防雷设计规范．

［6］GB50343－2004．建筑物电子信息系统防雷技术规范．

［7］YD5078－98．通信工程电源系统防雷技术规定．

*上海铁大电信设备有限公司高级工程师，200072上海＊＊武汉铁路局电务处工程师，430071武汉

＊＊＊上海铁大电信设备有限公司助理工程师，200072上海

2011-07-08

(责任编辑:张利)