| 解 決 方 案 | |
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◆直擊雷防護方案 ◆感應雷防護方案 ◆接地方案 ◆航空障礙燈方案 |
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| VSAT小站機房接地系統 | |||
| （桂林市氣象局 戴玉珍 541001） | |||
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摘要 氣象衛星綜合業務應用系統的VSAT小站機房環境建設，特別強調了機房的接地。今年4-5月剛結束的VSAT小站全國巡檢，也把機房的接地系統作為一個專項來檢查。“接地”這個看似簡單的問題，以前並沒有引起大家的重視，正是這個被人們忽視的問題，直接或間接引起VSAT小站工作不正常。以下就本人在工作中的體會以及本地區的情況,簡要介紹VSAT小站機房的保護地、交流工作地、防雷地；它們的接地要求及其處理方法。
關鍵字 VSAT小站 接地 1．機房地線概述 為了防止操作人員在電氣裝置損壞時發生觸電事故；避免系統的直流工作電壓受到干擾和波動，提高系統的穩定性；防止雷擊，保證系統的安全。機房必須設置良好的接地系統。VSAT機房的地線有三種：保護地線、工作地線、避雷地線。 2．保護地 電子設備在正常情況下將其金屬外殼與地之間作良好的電氣連接，稱為保護地。保護接地的功能是：防止工作人員觸摸漏電的電子設備時觸電；提高設備抗電磁干擾能力；機房防靜電地板與保護地相連時可隨時將地板上的靜電泄放掉。 2．1靜電感應及電磁干擾的危害 機房中產生的靜電一般是由摩擦生電、感應生電、容性生電而來。靜電對運行中的PES、TES和電腦造成的主要危害是靜電雜訊對邏輯電路的干擾，致使資訊丟失或混亂，引起電子設備故障。靜電也是造成MOS器件損壞的主要原因，當人體帶有靜電高壓時，如果手觸摸到用CMOS器件製造的的VSAT設備和電腦設備的積體電路可致使積體電路損壞。 電磁場的干擾對PES、TES和電腦的A/D和D/A運算放大器、磁片和磁帶讀寫放大器、TTL和MOS邏輯電壓產生雜訊影響，嚴重時可使電腦發生誤動作。 2．2保護地的連法 VSAT室內單元和電腦的外殼是與機箱上的電源插座地線連接在一起的。因此，只要把安全保護地線與電源配電盒上的電源插座的地線相連即可。通過三芯電源連接就可把保護地線與設備機殼相連。 3．工作地 在對稱三相交流電路中有一點，它與電路中各外部端子間的電壓絕對值均相等，這點稱為中性點。中性點接地時稱為零點。 所謂交流工作地就是將三相四線制的中性點直接接地，如配電變壓器次級繞組的中性點接地。如果中性點不接地的話，當三相電的一相碰地時，接地電流將很小，設備的保護裝置不動作。因而，故障將不會被人們發現，易給人的生命安全帶來危險，如果中性點作了接地，則當三相電的一相碰地時，將會造成很大的短路電流，使保護裝置動作而切斷電源，從而起到安全保護作用。此外，採用中性點接地後，可以穩定中性點電位，削弱各種電壓的干擾。 面對電源插座，保護地在上，其餘為左“零”，右“火”。地線與零線間電壓要求為0V；地線與火線間電壓為220V；火線與零線間電壓為220V。注意：電源插座的中線與安全保護地線之間的交流串擾電壓不能大於2V。 VSAT機房的電壓也應該採用中性點接地。其方法是，從接地體用銅導線引入室內，與配電盤的交流電零線相連接。 4．避雷地線 避雷地線是向大地引泄雷電流的。VSAT小站的天線一般都安裝在建築物的高處，如果建築物沒有防雷設施，或者天線不在建築物防雷設施的保護範圍內，天線就可能遭到雷擊。天線遭雷擊可能使系統損壞，還可能釀成人身傷亡事故。因此，我們要高度重視系統的防雷問題。 VSAT系統的防雷主要從天線防雷，信號防雷，市電防雷來考慮。 4．1天線防雷 天線防雷一般有兩種方法：一是裝設避雷針，二是將天線支架接地。 4．1．1裝設避雷針 裝設避雷針的主要作用是主動引導雷電流安全入地，使天線免遭直擊雷擊。裝設避雷針的基本原則是：一方面應使天線處於避雷針的保護範圍之內。即要求避雷針高於天線，而且兩者的距離又不能太遠，以確保雷擊避雷針時天線免遭雷擊。另一方面，當避雷針遭受雷擊時，強大的雷電流流過避雷針，引下線和接地體，其上產生很高的對地電位。如果它們距天線過近，兩者之間將發生放電，稱為反擊，將高電位引向天線。因此，避雷針、引下線及饋線之間還應保持足夠的電氣距離。一般天線支架中心距避雷針的距離應大於5M。它們之間的位置關係可由下式計算： R＝（1.6ha×p）／(1＋h2／h1) ha h1-避雷針的高度（m） h2-被保護物的高度（m） h1 ha-避雷針的有效高度ha＝h1－h2 (m) h2 R-高度為h2平面上的保護半徑(m) p-係數（h1＜30m p＝1;h1＞30m p＝5.5） 在半徑為R的範圍內，凡高度不超過h2的 2R 設備均能得到保護。其具體情況如圖㈠所示。 圖㈠ 4．1．2引下線 以避雷針作為接閃器，應使用截面積足夠粗的引下線將其可靠引至接地裝置，否則因為避雷針為局域制高點，散流不暢，反而會“引狼入室”。引下線的選用應注意：引下線的材料應以多股塑皮銅線為優，也可以採用圓鋼和扁鋼，我們這裏用的是截面積為35mm2的多股塑皮銅線。引下線應儘量短和直，有利於減少電阻，減少分佈電感，以利散流。引下線與接閃器及接地裝置等之間的接頭，不能用壓接和錫焊方式，必須用銅焊或電焊將其焊牢。 4．2．3天線支架接地 除了天線附近設避雷針外，天線支架還要可靠接地。這樣，即使發生雷電繞擊事故，也會起到良好的保護作用，減輕事故的危害程度。 只要用避雷針製作的避雷系統設計合理、施工到位，就能化解絕大多數直擊雷，而由信號線與輸電線引入的雷擊現象反而占雷害的絕大多數。 4．2信號避雷 雷電流主要分佈在低頻頻段，且隨著頻率的升高而遞減。信號避雷，理論上可用波導分流理論將處於低頻段的雷電流與處在高頻段的信號分開。現已有成形產品，即信號避雷器。操作上只需在高頻頭和接收機（PES或TES）之間串聯上信號避雷器即可。但信號避雷器對信號有一定的衰減，對高緯度地區接收信號不利，同時要將饋線剪斷，增加出現故障的概率，更重要的是此方法是否確實有效尚不明確。玉林地區TES曾採用此方法進行信號避雷，使得話音網信號時好時壞，影響信號接收。對信號避雷，我們採用的方法是使用盡可能短的饋線，且沿牆走線在避雷針的保護範圍內。另外，將高頻頭的接地螺絲處用6mm2塑皮銅線與天線底座聯結起來，再可靠接至專用安全保護地上。這樣既可防直擊雷，又可防感應雷或側擊雷。 4．3市電的防雷 由於市電引雷的後果十分嚴重，所以要嚴加防範。機房供電系統均應在進口處加避雷器,在UPS前端加二級電源避雷器,UPS後端設備前應加裝三級電源避雷器. 另外，電源進戶線應避免採用架空電纜，最好是用金屬鎧裝電纜代替橡套電纜埋入地下走線。若必須使用架空電纜，其上應做架空避雷線（架空地線）。當輸電線過長時，每隔15m應加裝一個雷電抑制點。 室內電源線的走線，應放在金屬管中，有條件的話，應用金屬線槽，這樣可以防磁、防灰、防水、防干擾；也便於檢修。 5．接地系統處理方法 以上介紹了VSAT小站機房的三種接地形式：①安全保護地，即電子設備的金屬外殼與地之間的電氣連接。②交流工作地，即三相四線制中的中性點與地之間的電氣連接。③避雷地。 9210工程建設之初，根據舊避雷理論，允許避雷地與保護地共用一根接地引下線，並在機房處共點。我區各地市台站就是按照該標準進行接地處理的。而近年來新的防雷研究成果表明，這種方法有將感應雷電引入機房接收設備的隱患，特別容易引起電腦通信網路中的數據機和網卡的損壞。現在機房接地大多採用“共用接地”方式。它利用等電位原理，減少了通信設備在雷擊時因電位不同而損壞的概率，同時也降低了因施工不同的地網而對環 境的要求，是一種投資少，見效好 的接地方式。綜合以上理論我們具 體採用的是工作地與避雷地通過同 一條引下線接到地網上，保護地通 過另一條引下線接到同一地網上。 15m 兩條下引線之間相15m。具體連接 ＝ ＝ 如圖㈡所示。 圖㈡ 本地區接地方式 避雷地線是向大地引泄雷電電流的，雷擊電位可達100萬伏到1000萬伏，雷電流可高達上百安培，對於電腦通信系統中的弱小信號極易產生干擾和破壞。這種接地方式既考慮VSAT系統的安全保護，還兼顧了資訊的可靠。 VSAT系統這種先進的通信系統，其邏輯電平進一步下降，速度也大為提高，就更需要防止主要來自交流零線的共模干擾和主要來自外界電場、磁場的作用而產生的串模干擾，導致電腦通信系統的邏輯錯誤。因此，規範接地系統具有現實意義的。 在VSAT小站全國巡檢前，我們嚴格按上面所述重新整改機房後，本地區PES上行不通的問題，得到解決。經過四個多月的運轉,HES站上、下行傳輸資料一直都很正常。 5．小結 VSAT機房的規範接地很重要，但卻不是一勞永逸的事，還要定期檢測和維護，長時間不問不管，也會出問題。這次全國VSAT小站巡檢有很大的現實意義，它把9210工程的維護、管理提到日常業務中，使大家不斷地摸索、探討新出現的問題，以保證VSAT設備生命週期和重點工程的投資效益。
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