孫萍

摘 要：在通信局中，接地點(diǎn)有很重要的地位，它不僅關(guān)系到設(shè)備和維護(hù)人員的安全，同時(shí)還直接影響著通訊的質(zhì)量，因此，了解、掌握防雷接地相關(guān)知識(shí)對(duì)設(shè)備維護(hù)人員來說非常重要。該文主要闡述了神華準(zhǔn)能公司信息處通信設(shè)備的防雷措施，重點(diǎn)剖析了聯(lián)合接地系統(tǒng)及接地電阻測(cè)試。

關(guān)鍵詞： 電阻率 防雷 聯(lián)合接地 端子 散流電阻 電壓 軟交換 匯接局

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（c）-0054-03

1 神華準(zhǔn)能公司通信系統(tǒng)介紹

神華準(zhǔn)能公司通信系統(tǒng)分為中心局、露天礦、鐵路三大部分，中心局與露天礦的維護(hù)工作由準(zhǔn)能公司信息處負(fù)責(zé)，鐵路通信隸屬大準(zhǔn)鐵路公司管轄。鐵路、露天礦為端局，中心局為匯接局。

中心局機(jī)房設(shè)備包括華為公司1萬門CC08數(shù)字程控交換機(jī)、OSN2500光傳輸系統(tǒng)、艾默生動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)以及綜合業(yè)務(wù)接入等設(shè)備，露天礦機(jī)房設(shè)備較少，但相應(yīng)安全裝置同樣不可或缺。目前中心局機(jī)房正在進(jìn)行軟交換設(shè)備的安裝與調(diào)試。原因?yàn)榘殡S著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，公司現(xiàn)有ADSL上網(wǎng)方式已經(jīng)不能滿足用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)的需求，結(jié)合目前住宅小區(qū)智能化的建設(shè)趨勢(shì)，使用光纖到戶（FTTH）方式選擇NGN和PON接入技術(shù)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)用戶上網(wǎng)速度的提升，滿足用戶需求。由于中心區(qū)設(shè)備較多，安全工作至關(guān)重要，設(shè)備的安全防護(hù)措施主要是接地，而人員的安全則是按規(guī)程操作，良好的接地及保護(hù)措施可以防止雷電的襲擊，規(guī)范的操作可以避免不必要的意外發(fā)生。

CC08數(shù)字程控交換機(jī)設(shè)備的保護(hù)由外及里，層層防護(hù)，外線電纜進(jìn)入機(jī)房配線架，在上架前要對(duì)電纜進(jìn)行接地，上架后，內(nèi)線與外線之間有保安裝置，單板上有過壓保護(hù)，通過這一道道防線，切實(shí)做到保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的目的。中心局機(jī)房設(shè)備的接地方式為聯(lián)合接地，也就是說交換、傳輸、接入等設(shè)備統(tǒng)一接到一個(gè)接地排上采取聯(lián)合接地。

2 防雷接地基礎(chǔ)知識(shí)

雷電的產(chǎn)生首先是雷云的形成，地面氣體（濕度較大）受熱上升與高空冷空氣相遇形成積云，云層負(fù)電荷從而吸附其他云層的電荷，在運(yùn)動(dòng)中使電荷大量聚集。而云層中的電荷分布是不均勻的，當(dāng)不同電荷的積云相互靠近時(shí)，或帶電積云對(duì)大地的靜電感應(yīng)而產(chǎn)生異性電荷時(shí)，宇宙間將發(fā)生巨大的電脈沖放電，這樣就產(chǎn)生了雷電現(xiàn)象。通過統(tǒng)計(jì)分析，雷電具有一定的特性，大多數(shù)雷電放電發(fā)生在云內(nèi)，少數(shù)發(fā)生在雷云與大地之間，而90%左右的雷是負(fù)極性的。雷電的過壓會(huì)造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果，電磁污染、電磁干擾、設(shè)備損壞甚至系統(tǒng)崩潰。雷擊分為感應(yīng)雷和直擊雷兩種形式。感應(yīng)雷是指附近發(fā)生雷擊時(shí)設(shè)備或線路產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的雷擊。直擊雷是雷電直接擊中電氣設(shè)備或線路，造成強(qiáng)大的雷電流通過擊中的物體泄放入地，所以，直擊雷的破壞性很大，大部分雷擊為感應(yīng)雷，其傷害相對(duì)直擊雷較小，但如果防護(hù)措施不當(dāng)，也會(huì)給設(shè)備和人員帶來極大的危險(xiǎn)。因此，有效的防雷措施是保護(hù)設(shè)備和人員的必要手段。常見的防雷元器件有接閃器、消雷器和避雷器，大體上，雷電的防護(hù)分為外部防雷和內(nèi)部防雷，外部防雷主要采取接閃器、引下線及接地裝置，內(nèi)部防雷主要有屏蔽、過壓保護(hù)、合理布線以及安全距離。通過種種合理的措施與辦法，通信機(jī)房設(shè)備與人員的安全得到了切實(shí)的保障。

3 中心局聯(lián)合接地系統(tǒng)

通信局中接地裝置或接地系統(tǒng)中的“地”指的就是我們通常說的大地，因?yàn)槠涿娣e的幅員遼闊，因此具有無限大的電容量，可以作為良好的參考零電位?！敖拥亍本褪菍⑼ㄐ旁O(shè)備中的接地端子，通過接地裝置與大地作連接，并把該部位的的電荷導(dǎo)入大地，達(dá)到降低危險(xiǎn)電壓和防止電磁干擾的目的。

在掌握聯(lián)合接地系統(tǒng)之前，有必要了解一下接地的分類及作用。通信電源接地系統(tǒng)根據(jù)其性質(zhì)和用途的不同，可以分為，交流接地和直流接地，工作接地系統(tǒng)和保護(hù)接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)。其中防雷接地系統(tǒng)又劃分為設(shè)備防雷和建筑防雷。

交流接地系統(tǒng)分為工作接地和保護(hù)接地，工作接地是指低壓交流電網(wǎng)中將三相電源中的中性點(diǎn)直接接地。交流工作接地的作用是將三相交流負(fù)荷不平衡引起的在中性線上的不平衡電流泄放于地，從而來減小中性點(diǎn)電位的偏移，使各相設(shè)備能夠正常運(yùn)行正常運(yùn)行。平時(shí)說的零線，就是接地后的中性線。保護(hù)接地是指在正常情況下將受電設(shè)備與帶電部分絕緣的金屬部分與接地裝置做良好的電氣連接，這樣設(shè)備即使絕緣裝置遭到損害，也不會(huì)發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。

直流接地系統(tǒng)由工作接地和保護(hù)接地兩部分組成，這兩者都起保護(hù)作用。工作接地保護(hù)通信設(shè)備和直流通信電源設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；保護(hù)接地保護(hù)人身和設(shè)備的安全。在通信電源的直流供電系統(tǒng)中，為了保護(hù)通信設(shè)備的正常運(yùn)行、保障通信質(zhì)量而設(shè)置的電池一極接地，稱為直流工作接地，通常為48V和24V的正極接地。直流工作接地作用很大；①利用大地做良好的參考零電位，保證在各通信設(shè)備間參考點(diǎn)位沒有差異，確保設(shè)備正常工作；②減少因用戶線路對(duì)地絕緣異常時(shí)所造成的通信回路單音。直流保護(hù)接地是將設(shè)備的金屬外殼和金屬護(hù)套部分接地，主要作用有1、直流設(shè)備絕緣損壞時(shí)不致于發(fā)生觸電危險(xiǎn)，從而保證維護(hù)人員的安全；③減小設(shè)備和線路中的電磁感應(yīng)，防止靜電發(fā)生。減小雜音，達(dá)到屏蔽目的。一般情況下，直流的工作接地和保護(hù)接地合二為一，繼而出現(xiàn)了更為科學(xué)的聯(lián)合接地系統(tǒng)。

采用聯(lián)合接地方式使所有接地系統(tǒng)聯(lián)合組成低接地電阻值的均壓網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)顯著，具體表現(xiàn)為：（1）地電位均衡，同層各地線系統(tǒng)電位大體相同，消除危及設(shè)備的電位差；（2）公共接地母線為全局建立了基準(zhǔn)零電位點(diǎn)。全局按一點(diǎn)接地原理而用一個(gè)接地系統(tǒng)，基本上不存在電位差；（3）消除了地線系統(tǒng)的干擾。依據(jù)各種不同電特性設(shè)計(jì)多種地線系統(tǒng)，使其相互影響，而采用一個(gè)接地系統(tǒng)后，成功地做到了無干擾；（4）電磁兼容性能變好。由于強(qiáng)、弱電，高頻及低頻電都等電位，又采用分屏蔽設(shè)備及分支地線等方法，所以電磁兼容性能獲得提高。

聯(lián)合接地裝置包括地、接地體、接地引入線、地線排和接地配線，把接地裝置tongguo接地線與設(shè)備的接地端子連接起來就構(gòu)成了接地系統(tǒng)。如圖1所示。

接地裝置系統(tǒng)中，接地電阻尤為重要，它是接地體對(duì)地電阻和接地引線電阻的總和，一般由接地引線電阻、接地體本身電阻、接地體與土壤的接觸電阻以及接地體周圍呈現(xiàn)電流區(qū)域的散流電阻這四部分組成。接地電阻的數(shù)值等于接地裝置對(duì)地電壓與通過接地裝置流入大地電流的比值。衡量土壤電阻大小的物理量是電阻率，土壤電阻率，即電流通過體積為1m3土壤的這一面到另一面的電阻值，符號(hào)為ρ，單位Ω·m，土壤電阻率的大小與以下幾個(gè)因素有關(guān)：

（1）土壤的性質(zhì)。

不同土壤的性質(zhì)對(duì)土壤的電阻率影響差別很大，一般來講，土壤含有化學(xué)物質(zhì)較多時(shí)，其土壤電阻率也較小。同一塊土壤，大地表面部分土壤電阻率較大，距離地面越深，電阻率越小，而且有穩(wěn)定的趨勢(shì)。所以在世紀(jì)工作中，應(yīng)根據(jù)世紀(jì)情況的不同，選擇好接地裝置的位置，盡量將接地體埋在較理想的土壤中。

（2）土壤的溫度。

當(dāng)土壤的溫度在0℃以上時(shí)，隨著土壤溫度的升高，土壤電阻率減小，但不明顯，當(dāng)土壤溫度上升到100℃時(shí)，由于土壤中水分的蒸發(fā)反而使土壤的電阻率有所增強(qiáng)。但是當(dāng)土壤的溫度在0℃以下時(shí)，土壤中水分結(jié)冰，其土壤電阻率急劇上升，而且當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，土壤電阻率增加十分明顯。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，往往將接地體埋設(shè)在凍土層以下，以避免產(chǎn)生很大的接地電阻。

同時(shí)，對(duì)于同一接地裝置系統(tǒng)在一年中的不同季節(jié)里，其接地電阻不同，這除了土壤溫度的因素，還與土壤的濕度有關(guān)。

（3）土壤的濕度。

土壤電阻率隨土壤濕度的變化有著明顯的差別，一般來講，濕度增加會(huì)使土壤電阻率明顯減小。所以，一方面接地體的埋設(shè)應(yīng)盡量選擇地勢(shì)低洼、水分較大之處；另一方面，平時(shí)在測(cè)量系統(tǒng)接地電阻時(shí)，應(yīng)選擇在干季測(cè)量，以保證一年中接地電阻最大的時(shí)間里系統(tǒng)的接地電阻仍然能夠滿足設(shè)備要求。

（4）土壤的密度。

土壤的密度即土壤的緊密程度。土壤受力越大，越密實(shí)，電阻率就越小。因此，在接地體的埋設(shè)方法上，不用采取挖掘土壤后再埋入接地體的方法，可采用直接打入接地體的方法，這樣既施工簡(jiǎn)單，又可以使接地電阻下降。

（5）土壤的化學(xué)成分。

土壤中含有某些特定化學(xué)成分（如酸、減、鹽等）時(shí)，土壤電阻率就會(huì)明顯變小，在實(shí)際工作中，要想減小土壤的電阻率，可以試用在土壤中深入食鹽，或者添加其他的化學(xué)降阻劑。

4 接地電阻測(cè)試

測(cè)試接地裝置的接地阻抗時(shí)電流極要布置的越遠(yuǎn)越好，一般情況下，電流極與被測(cè)試接地裝置邊緣的距離應(yīng)為被試接地裝置最大對(duì)角線長度的4至5倍，電壓引線長度為電流引線長度0.618倍。接地網(wǎng)肩負(fù)著工作接地和保護(hù)接地的雙重作用，當(dāng)接地電阻過大發(fā)生接地故障時(shí)，使中性點(diǎn)電壓偏移增大，可能使健全相和中性點(diǎn)電壓過高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過絕緣要求的水平而造成設(shè)備損壞。在雷擊時(shí)，由于電流很大，會(huì)產(chǎn)生很高的殘壓，使附近的設(shè)備受到反擊的威脅，并降低接地網(wǎng)本身保護(hù)設(shè)備帶電導(dǎo)體的耐雷水平，達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求而至使設(shè)備損壞。同時(shí)合格的接地系統(tǒng)的接地電阻可以保證維護(hù)人員安全；但由于土壤中含有的某些化學(xué)成分，會(huì)對(duì)對(duì)接地裝置造成腐蝕，隨著時(shí)間的推移，如果接地裝置被腐蝕，就會(huì)影響到通信局設(shè)備的安全運(yùn)行；因此，對(duì)地網(wǎng)接地電阻的定期測(cè)試必須加大力度；運(yùn)行中通信局地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量，如果受到系統(tǒng)流入地網(wǎng)電流的干擾以及試驗(yàn)引線線間的干擾，測(cè)試結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。如果對(duì)地網(wǎng)接地電阻測(cè)試不準(zhǔn)確，不僅損壞設(shè)備，而且會(huì)造成不必要的損失，通過多年接地電阻測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)總結(jié)如下：

接地電阻測(cè)試儀型號(hào)ZC-8

測(cè)試圖連接：

測(cè)試步驟：

（1）首先要清楚被測(cè)地網(wǎng)的形狀、大小和具體尺寸；確定被測(cè)地網(wǎng)的對(duì)角線長度D，儀表端所有接線應(yīng)正確無誤。

（2）在距離地網(wǎng)的2D處，打下地阻儀的電流極棒C和電壓極棒P，探針入地不小于40cm，測(cè)試兩次。

（3）保持接地?fù)u表水平放置并使倍率調(diào)整檢流計(jì)機(jī)械歸零，把倍率開到最大檔，搖動(dòng)搖表手柄并勻速加快搖柄速度，達(dá)到120r/min，同時(shí)調(diào)整儀表電位器刻度盤，使接地電阻測(cè)試儀處于平衡狀態(tài)。

（4）在檢流計(jì)指針偏向某一方向時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤，讓檢流計(jì)歸到“0”點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候，刻度盤上的讀數(shù)乘上倍率檔就是被測(cè)電阻值。

（5）如果刻度盤讀數(shù)小于1時(shí)，檢流計(jì)指針卻仍然沒有平衡，那么，就把倍率開關(guān)開小一檔，通過大小調(diào)節(jié)，直到完全平衡為止。

注意事項(xiàng)：

（1）測(cè)量前，對(duì)于輔助電極的布極位置選擇有嚴(yán)格要求，所選擇的布極點(diǎn)必須沒有其他電流的干擾，并且輔助電壓極和接地體邊緣三者之間各自的距離不小于20m。

（2）為保證測(cè)量精度，盡可能把接地體和它上臉的設(shè)備斷開，防止接地體上泄露的雜散電流影響測(cè)量精度。

（3）不允許測(cè)試極棒松動(dòng)，土壤必須密實(shí)。測(cè)量時(shí)，可通過調(diào)整輔助電極上下位置來防止地阻儀靈敏度過高。如果地阻儀靈敏度過低，那么就通過在輔助電極周圍膠水，來減小輔助電極的接觸電阻。

（4）盡量不在雨天或者雨后來測(cè)量接地電阻因?yàn)榈孛鏉穸却髸?huì)造成接地電阻減小的情況。

（5）禁止在被測(cè)物體帶電時(shí)測(cè)量，另外，當(dāng)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)是斜坡時(shí)，電流極棒和電壓極棒距地網(wǎng)的距離應(yīng)是水平距離投影到斜坡上的距離。

在現(xiàn)實(shí)的工作當(dāng)中，測(cè)試接地電阻存在諸多安全方面的問題，人孔井蓋開啟后，井中有大量有毒氣體，測(cè)試時(shí)要求將氣體釋放一段時(shí)間后技術(shù)人員再下到井中作業(yè)，否則很容易造成窒息現(xiàn)象。測(cè)試時(shí)一人操作另外一人負(fù)責(zé)監(jiān)護(hù)，避免發(fā)生其他意外。所有實(shí)地測(cè)量，除了是為整改提供依據(jù)以外，都是為了為作業(yè)人員尋求最有效的人身安全保障。同時(shí)，也能充分防止設(shè)備的進(jìn)一步損壞。這樣通信設(shè)備就可以正常運(yùn)行，設(shè)備維護(hù)人員的工作環(huán)境也更為可安全靠。所以在每年的春季安全檢查工作中，接地電阻測(cè)試是一項(xiàng)必不可少的工作。

5 結(jié)語

雖然說雷電的產(chǎn)生不可避免，但是科學(xué)的進(jìn)步會(huì)使雷電對(duì)設(shè)備的傷害以及給人們生活帶來的不便日益減小。采取各種有效的手段防止設(shè)備、人員遭受雷擊是目前應(yīng)對(duì)雷電的主要工程，也是科研領(lǐng)域研究的重要課題。作為通信設(shè)備的維護(hù)人員，學(xué)習(xí)與設(shè)備各方面相關(guān)的知識(shí)是提高專業(yè)技能和維護(hù)水平的關(guān)鍵，只有了解、掌握維護(hù)、安全常識(shí)才能確保設(shè)備安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

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