論電信接入網(wǎng)的接地保護(hù)

俞 靜

(湖北電信工程有限公司,湖北 武漢 430016)

摘要:結(jié)合作者多年的接入網(wǎng)施工經(jīng)驗(yàn),針對(duì)電信接入網(wǎng)中接入網(wǎng)機(jī)房、光纜交接箱、電纜交接箱等不同的建設(shè)場(chǎng)景接地提出了相應(yīng)的技術(shù)要求,為后續(xù)的接入網(wǎng)建設(shè)提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞:接地;地線

1通信工程接地的作用及地線系統(tǒng)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(duì)地絕緣不良時(shí)引起的串話;(2)將通信設(shè)備的金屬外殼和電纜金屬護(hù)套等部分接地,以減少電磁感應(yīng),保持一個(gè)穩(wěn)定的電位,達(dá)到屏蔽的目地,減少雜音的干擾;(3)在直流遠(yuǎn)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(tǒng)中,將三相四線制的中性點(diǎn)接地,以便在發(fā)生接地故障時(shí)迅速將設(shè)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(shè)備和輸電線路對(duì)地的絕緣水平;(5)將電源設(shè)備的不帶電的金屬部分接地或接零、以免設(shè)備發(fā)生故障,可能產(chǎn)生觸電事故,保護(hù)維護(hù)人員人身安全;(6)為了避免由于雷電等原因產(chǎn)生的過電壓而危及人身和擊毀設(shè)備,特別是室外的光(電)纜交接箱、分線設(shè)施等,應(yīng)裝設(shè)地線,讓雷電流盡快地入地。

1.2地線系統(tǒng)的組成

(1)地:地線系統(tǒng)中所指的地,即一般的大地(土壤)。不過它有導(dǎo)電的特性,并具有無(wú)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(shè)備及通信設(shè)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(kuò)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(dǎo)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(tǒng):把必須接地的各個(gè)部分聯(lián)接到地線匯流排上去的導(dǎo)線。

1.3地線的種類

地線的種類:有直流地線、交流地線、測(cè)量地線、防雷地線。

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

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

(3)測(cè)量地線:在端局中,為了便于測(cè)量直流地線的接地電阻值,設(shè)置固定的接地體和接地引入線,作為測(cè)量?jī)x表地輔助地線。

(4)防雷地線:為了防止建筑物或通信設(shè)施受到直擊雷、雷電感應(yīng)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(tǒng)。

1.4通信工程中需接地的設(shè)備

下列設(shè)備應(yīng)接到直流接地系統(tǒng)上:

(1)蓄電池組的正極或負(fù)極;

(2)通信設(shè)備的機(jī)架;

(3)總配線架(MDF、DDF、ODF)的架體;

(4)光纜的金屬加強(qiáng)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(shè)施[光(電)交接箱、集線器、分線設(shè)備等]的箱(架)體;

(7)機(jī)房防靜電地面。

下列設(shè)備應(yīng)接到交流接地系統(tǒng)上:

(1)380/220V三相TN制電力網(wǎng)的中性點(diǎn);

(2)變壓器、電機(jī)、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(nèi)外配電裝置的金屬構(gòu)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(hù)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(shí),應(yīng)增設(shè)重復(fù)接地,并與主樓內(nèi)交流配電屏零線相連,但重復(fù)接地不應(yīng)與直流工作接地線直接連接。

2接地電阻規(guī)范要求

我國(guó)《通信局(站)電源系統(tǒng)總技術(shù)要求》,規(guī)定聯(lián)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(yè)的飛速發(fā)展,光纖接入機(jī)房的綜合性越來越高。為此光纖接入機(jī)房的接地電阻值應(yīng)參考上表中序號(hào)2的接地阻值,即接地電阻值<3Ω。

包含有源通信設(shè)備的室外機(jī)柜應(yīng)按照設(shè)備接地規(guī)范的要求,接地電阻值應(yīng)參考上表中序號(hào)3的接地阻值,即接地電阻值<5Ω。

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

3接地系統(tǒng)材料的選取

接地系統(tǒng)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(chǔ)中作散流用的導(dǎo)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(tǒng);建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

人工接地極水平敷設(shè)宜采用:圓鋼(Ф8mm)、扁鋼(40x4 mm)、金屬接地板;垂直敷設(shè)宜采用:(50x50x4mm、長(zhǎng)2500mm)鍍鋅角鋼、(Φ50mm長(zhǎng)2500mm,管壁厚應(yīng)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(yīng)采用截面積(中心城區(qū)不小于35mm²;郊區(qū)及多雷區(qū)不小于50mm²)的銅質(zhì)多芯屏蔽電纜。

3.3接地匯流排

接入機(jī)房的接地銅排應(yīng)采用表面積不小于20000mm²的銅板。其規(guī)格>200x100x4mm(長(zhǎng)x寬x厚)。

3.4接地配線系統(tǒng)

連接至各個(gè)設(shè)備和設(shè)施的導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)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(tǒng)敷設(shè)方式

光纖接入點(diǎn)機(jī)房、室外光(電)纜交接箱接地系統(tǒng)的敷設(shè),宜采用單(接地極)點(diǎn)和多(接地極)點(diǎn)兩種方式。

當(dāng)該地土壤電阻率較高或受到地域場(chǎng)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(shù)目。即宜采用單(接地極)點(diǎn)敷設(shè)方式。

當(dāng)該地不受地域場(chǎng)地的限制,則可采用多(接地極)點(diǎn)敷設(shè)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(wú)閉合)接地體組成。

(2)環(huán)形接地體:由若干垂直接地體和水平閉合環(huán)路接地體組成。

(3)網(wǎng)狀接地體:由若干垂直接地體和水平閉合網(wǎng)格接地體組成。

5接地裝置的敷設(shè)

(1)接地裝置的布置要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(tǒng)的接地裝置應(yīng)利用建筑物基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)與人工接地體組成,一般環(huán)形布置,距離墻不應(yīng)小于1000mm,間隔應(yīng)盡可能均勻。獨(dú)立接地系統(tǒng)按要求布置。

(3)接地材料的選取應(yīng)依照設(shè)計(jì),要充分考慮其導(dǎo)電性、熱穩(wěn)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(chǎng)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(yīng)符合“五”中相關(guān)要求。

(5)接地體頂部埋設(shè)深度應(yīng)大于500mm,應(yīng)埋設(shè)在凍土層以下。垂直接地體的間距不宜小于其長(zhǎng)度的2倍。

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

(7)接地裝置的連接要牢固可靠,應(yīng)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(zhǎng)度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)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(yīng)采用熔接,此時(shí)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(yīng)用凈土回填,避免碎石、垃圾等回填。回填時(shí)應(yīng)分層夯實(shí)。

(11)接地(引入)線,出土至墻壁線纜引入孔洞處,應(yīng)用鋼管保護(hù)。

(12)接地銅排,應(yīng)采用工作地和保護(hù)地分設(shè),并分別固定在兩塊絕緣膠板上。

6接地裝置運(yùn)行

6.1檢查周期

(1)接入機(jī)房、光(電)纜交接箱的接地裝置按每年檢查一次;

(2)根據(jù)接入機(jī)房的具體情況,對(duì)接地(引入)線的運(yùn)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(duì)有腐蝕性土壤的接地裝置應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況每2年對(duì)地面下接地體檢查一次;

(5)手持式、移動(dòng)式測(cè)試儀器儀表等設(shè)備的接地線應(yīng)在每次使用前進(jìn)行檢查;

(6)接地裝置的接地電阻每2年測(cè)量一次。

6.2檢查項(xiàng)目

(1)檢查接地裝置的各連接點(diǎn)的接觸是否良好,有無(wú)損傷、折斷和腐蝕現(xiàn)象。

(2)對(duì)含有重酸、堿、鹽等化學(xué)成分的土壤地帶(一般可能為化工生產(chǎn)企業(yè)、藥品生產(chǎn)企業(yè)及部分食品工業(yè)企業(yè))應(yīng)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(shí)(一般為雨季前)測(cè)量接地裝置的接地電阻,并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析比較。

(4)接入機(jī)房、光(電)纜交接箱在擴(kuò)容或設(shè)備(設(shè)施)檢修后,應(yīng)檢查接地線連接情況,是否牢固。

(5)檢查設(shè)備(設(shè)施)與接地線連接、接地線與接地網(wǎng)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。