郭平 魯恩斌 金雪軍＊

電源防雷技術
——鐵路通信防雷方法(二)

郭平*魯恩斌＊＊金雪軍＊＊＊

通信電源系統(tǒng)多級防護如圖1所示。電源系統(tǒng)由LPZ0區(qū)進入室內LPZ1區(qū)采用多級防護，將過電壓降到設備能承受的水平。

圖1 通信電源系統(tǒng)多級防護示意圖

1 電源多級防護

電源系統(tǒng)采用多級防護后，對雷電電磁脈沖進行逐級遞減，使其傳播到設備使用端的幅度，被限制在設備能承受的范圍內。

由于用電設備電壓等級不盡相同，其最大持續(xù)電壓也不一樣，所以圖1所示的多級防護示意圖不是對所有設備都必須如此，根據實際使用情況可以刪減。多級防護的原則是:前級的通流量設計較大(通信防雷一般設計指標最大通流量達到20kA即可)，后級通流容量相對較小。而對于限制電壓來說，則是逐級遞減。各級之間保持一定距離的主要目的，是依托線路電感和線路電阻起到退耦器的作用。

2 電源一級防護

外電網引入通信機房一般有2種類型:主用、備用二路三相電源供電，或主用、備用單相電源供電。一級保護宜采用電源防雷箱，對電源采取縱橫向保護的全模防護方式。

第一級設在戶外交流電源饋線引入處(配電盤)。三相電源供電的機房，采用L(相線)-L、L-PE(保護地線)和N(中性線)-PE全模防護的并聯三相電源防雷箱，典型的三相電源防護如圖2所示。單相電源供電的機房，采用L-N、L-PE和N-PE的單相電源防雷箱，典型防護圖如圖3所示。

考慮到施工及維護方便，可以將電源防雷箱設計成帶有配電功能的防雷配電箱，并具有故障聲光報警、雷電計數和狀態(tài)顯示(三相電源每一相線均有狀態(tài)顯示)等功能，箱內設輸入斷路器，用于開斷主用、備用二路三相電源的輸入;設若干單極斷路器用于分配主用、備用單相電源220V輸出。電源防雷箱配電示意圖如圖4所示。

圖2 三相電源防護示意圖

圖3 單相電源防護示意圖

圖4 電源防雷箱配電示意圖

3 電源二級和三級防護

二級和三級防護因其靠近用電設備，故不需要單獨設置電源防雷箱。從防護效果來看，應盡可能接近用電設備，因而需要分散安裝。防護的原理及方法與一級防護是一致的。

通信站內48V的用電設備較多，且比較分散。對于48V直流電源的防護，采取全模防護的方式，如圖5所示。

對于分散安裝的電涌保護器，防雷地線的處理比較重要，其原則是保證等電位的連接。防止雷電經不同路徑入侵產生的電壓差導致“雷電反擊”。施工中應分別接到電源防雷綜合匯流排，并盡可能保證地線路徑最短。

4 電源電涌保護器

在電源多級防護中，電源電涌保護器是重要的一環(huán)。目前，電源電涌保護器的設計有很多種，其主要防雷器件有限壓型、開關型和組合型。限壓型器件的典型代表是金屬氧化物避雷器，如壓敏電阻等;開關型的典型代表是氣體放電管。

壓敏電阻有漏流的缺點，而放電管則存在續(xù)流的缺點。對于電源來說，續(xù)流的危害比較大，因此不建議采用純放電管結構的電涌保護器。純壓敏電阻型的電涌保護器在電源防護中目前仍有一定的使用比例，主要是因為其漏流對電源的影響較小，不太受到關注，但因為電源波動及器件參數差異等因素的影響，純壓敏電阻的使用會隨著時間的推移漏流日趨增大，影響防雷器的使用壽命。較合理的設計應該是壓敏電阻串聯氣體放電管的組合型電涌保護器。這樣做能把壓敏電阻和氣體放電管的缺點彌補起來，組合型浪涌保護器近似于無漏流、無續(xù)流，只是加工工藝及測試方法略顯繁瑣，目前已經廣泛使用。

(待續(xù))

圖5 48V直流電源防護示意圖

［1］YD5098－2005．通信局站防雷與接地工程設計規(guī)范．

［2］鐵運(2006)26號．鐵路信號設備雷電及電磁兼容綜合防護實施指導意見．

［3］運基信號2007－535號．鐵路信號設備雷電及電磁兼容綜合防護舉例設計說明．

［4］IEC62305－4．雷電防護第四部分建筑物內電氣和電子系統(tǒng)．

［5］GB50057－94．建筑物防雷設計規(guī)范．

［6］GB50343－2004．建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范．

［7］YD5078－98．通信工程電源系統(tǒng)防雷技術規(guī)定．

*上海鐵大電信設備有限公司高級工程師，200072上海＊＊武漢鐵路局電務處工程師，430071武漢

＊＊＊上海鐵大電信設備有限公司助理工程師，200072上海

2011-07-08

(責任編輯:張利)