an5006-20雷擊浪湧防護簡介
講師：鄭艷烈
烽火通訊科技股份****
2023年8月
內容雷電及其保護機理
雷擊浪湧保護設計準則
an5006-20裝置電源及地連線
雷電電流模型電流
浪湧電流
幅值很高
時間維持時間很短
在微秒級
浪湧電壓對裝置侵害後果
部分或整體損壞
干擾正常功能，無法完成正常使用效果
裝置加速老化，縮短壽命
雷電及其保護機理
雷電的產生
z雷電是放電路徑長度為數千公尺的瞬時大電流放電。
z雷雨雲中空氣的流動、翻滾和摩擦產生強烈的靜電荷區，當電荷及相應的電場強度大到足以使空氣擊穿時，就產生了雷電。
z雷電可以發生在雲內、雲間、雲地間或雲與空氣之間。
z雲對地雷電的一次閃擊，平均持續時間為5.5μs，最大峰值電流達150ka，最大di/dt達32ka/μs。
雷電及其保護機理
雷電的效應
z機械和熱效應
上公升速度快、峰值幅度高的雷擊電流，會產生強大的電磁力，使放電通道上的金屬部件損壞或扭曲。
雷電流產生的熱量足以使放電通道上的金屬部件熔穿或燒成孔洞、使金屬部件的連線點如螺絲和焊點熔化。
雷電及其保護機理
z雷電形式及雷電效應
直擊雷——雷電對建築物、結構物和戶外裝置直接
放電。會對放電點的物體造成毀滅性的打擊。
感應雷——在鄰近導體（架空線和地下電纜、雲層
間）產生放電。
lemp （雷擊電磁脈衝輻射）——雷電產生的靜電場、
電磁場、雷電波或感應電壓、地電位反擊等。
雷電會嚴重干擾電子通訊裝置的正常工作，使絕緣
擊穿、引數劣化、元器件失效、裝置故障甚至燒毀。
雷電及其保護機理
雷電對電子通訊裝置的危害
z某無線通訊裝置，在執行現場遭受雷擊，80%的功能板損壞，螺絲孔燒熔，裝置癱瘓。
z pcs(personal ***munications service)產品，在執行現場遭受雷擊，損壞幾百塊功能板，造成裝置大面
積故障，運營商和裝置**商均遭受重大損失。
雷電及其保護機理
z電子通訊裝置的雷擊浪湧保護分為等電位連線和接地洩放。
z等電位連線：通訊裝置附近的金屬構件如水管、燃氣管、走線架、走線槽以及裝置的金屬機殼等接等電位連線棒；訊號線埠和電源線埠通過保護器件接等電位連線棒。當遭受雷擊時，保護器件動作，埠與金屬機殼和機房內的金屬構件連線，形成等電位體，雷電流通過接地電阻到地使得等電位體的對地電位公升高，但是裝置的埠對金屬機殼和機房內的金屬構件的電位差卻很小。
z接地洩放：通過雷擊浪湧保護器件把浪湧電流旁路到地，使過電壓箝制在內部電路和器件能經受得住的範圍內，保護電路和器件免遭損壞。
防雷保護的主要原則
防雷器件安裝位置於被保護裝置越近越好。
所有裝置及系統實現等電位連線。
所有外接線路需進行防雷保護，實現整個系統的全保護。
實現分級浪湧保護示意
第一級第二級被保護裝置
外接線路第**
防雷器的分級
z第一級：避雷針、避雷線、避雷網等直擊雷的金屬引下接地等裝置-屬於外部建築物防雷。
z第二級：iec class-i 進線端總電源防雷-屬於內部防雷。z第**：
iec class-ii 分配端的電源防雷-屬於內部防雷。z第四級：iec class-iii 裝置端的電源防雷-屬於內部防雷。
z第五級：合格的通過正常設計和安裝的電子裝置內部應該具備的基本浪湧吸收能力。
為何要進行分級防雷（1）
**防雷是因為
z能量需要逐級洩放。
z傳輸線路會感應lemp（雷擊電磁脈衝輻射）。
z對於擁有資訊系統的建築物，**防雷是成本較低，保護較為充分的選擇。
為何要進行分級防雷（2）
由於雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級洩放的方法，將雷擊能量逐步洩放到大地。
第一級防雷器可以對於直接雷擊電流進行洩放，或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行洩放。
第二級防雷器是針對前級防雷器的殘餘電壓以及區內感應雷擊的防護裝置，對於前級發生較大雷擊能量吸收時，會有一部分對裝置或第**防雷器而言仍然是相當巨大的能量會傳導過來，需要第二級防雷器進一步吸收。同時，經過了第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈衝輻射lemp，當線路足夠長時（超過15公尺）感應雷的能量就變的足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施洩放。
同樣，經過了第二級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈衝輻射lemp，當線路足夠長時感應雷的能量就變的足夠大，第**防雷器是對lemp 和通過第二級防雷器的殘餘雷擊能量進行保護。
因此，第**防雷器到裝置端的線路傳輸距離也不應超過10公尺，以避免lemp對裝置造成的損害。
雷擊浪湧保護設計準則（1）
雷擊浪湧保護的接地
z設定保護地以實現雷電流的洩放；
z保護地應粗而短，在插座處應縱向設定接地插針，避免形成接地瓶頸。與其他訊號應隔開乙個插針位；
z保護地除與保護元件相連以外，不能與其它元器件和地線相連，與其它焊盤、走線之間的距離愈大愈好；
雷擊浪湧保護設計準則（2）
z保護地和工作地在機殼接地螺栓處相連再用接地線引至機房接地匯集線上；
z通訊局（站）的接地方式，應嚴格按照聯合接地的原則設計，即通訊裝置的工作地、保護地及建築物的防雷地共用乙個地網，以避免地電位反擊。
an5006-20接地具體要求
a) 室外機櫃接地應符合下列要求：
預埋接地柱應距離機櫃基礎3m以上。
接地柱應能滿足插入地下深1m以上。
接地線截面積≥25mm
接地點的接地電阻應≤5ω。
接地排連線點與機櫃的金屬部分任意兩點之間的連線電阻≤0.1ω
接地示意圖
交流供電接線圖：
1.注意交流電的極性，一般是交流電源線插頭對準自己觀察，「左零右火」。
2.裝置近端的「保護地」與「高壓洩放地」最好分別連線到地網上，不能兩者都直接在裝置的接地銅排匯聚再連線到地網上。（如上圖）這樣做會有效防止電位的反擊。
3.裝置的接地線一定要和電源盤的接地按鈕擰緊，防止電源盤裡面滑絲。
4.裝置到接地銅牌的接地線不小於4mm2。
5.接地排連線到大地，接地電阻小於5歐，並且使用者口及前面板的金屬外殼都與保護地連線良好。
6.裝置的接地線分別用接地線連線到接地銅排上，這樣能保證接地效
果良好1：an5006-20直流三芯電纜與電源連線時，藍色線連線到電源的-48v2上，棕色線連線到電源的
+48v2上,黑色線連線到電源的pe 上。相對應的三個線分別接到20裝置的三芯直流插座上。
2：an5006-20的保護地pe直接連線到室外機櫃的保護地接地排3：裝置到接地銅牌的保護地連線線不小於4mm2
4：電源的保護地pe連線到室外機櫃的保護地接地排；
5：將室外機櫃的保護地連線到接地排；
6：接地排連線到大地，接地電阻小於5歐。
7：用萬用表測試下保證+48v2和
pe之間電阻小於0.5歐。
交流+蓄電池接法
將an5006-20直流三芯插座的正極連線到蓄電池的正極，負極連線到蓄電池的負極上，an5006-20的電源盤可以對蓄電池進行充電和電源監控管理，還能產生ac fail,dc low告警，並上報給網管，注意此時千萬不能將蓄電池接反或者短路，後果很嚴重。
交流電還是照樣連線到an5006-20的交流插座上。
裝置供電情況：
寬輸入交流電源（ac）電壓波動範圍在90v～286v之間。
標準輸入交流電源（ac）電壓波動範圍在154v～286v之間
直流範圍-42v~ -65之間
電源防雷：
電源防雷器元件是有220v 空開、防雷模組、和220v電源插排組成，主要的作用如下：
作為外部220v電源引入，直接接到220v空開上；
防雷模組是在有雷擊發生時，將高壓部分及時的洩放到大地，有效的保障裝置的正常執行；
220v電源插排是給ac\dc電源轉換模組和其他裝置提供220v電源的地方，裡面也有過流保護的保險絲。
如下圖是電源防雷器元件的實物圖：
保護地線連線和布放：
1. 機櫃使用的保護地線是黃綠雙色的電纜。
2. 機櫃接地必須遵循以下原則：
3.保護地線兩端的連線點應確保電氣接觸良好，並做防腐、防鏽處理。
4. 保護地線中間不能有接頭。
5.嚴禁在保護地線上加裝開關或熔斷器。
6.保護地線與訊號線注意不要平行走線或互相纏繞，以減少相互的干擾。
7.機櫃保護地和大地的連線線的截面積應不小於25mm2
地線連線和布放方法：
1. 製作保護地線的ot端子。
2. 將保護地線的一端連線至接地樁上。
3. 將保護地線的另一端從配線倉底部的進線孔引入機櫃內部，連線在接地端子排上，如圖所示。
4.推薦各保護地線分別連線到接地銅排的各個接地柱上。
高壓洩放（防雷）地線的連線和布放：
機櫃高壓洩放地線必須遵循以下原則：
高壓洩放地線兩端的連線點應確保電氣接觸良好，並做防腐、防鏽處理。 高壓洩放地線中間不能有接頭。
嚴禁在高壓洩放地線上加裝開關或熔斷器。
高壓洩放地線與訊號線注意不要平行走線或互相纏繞，以減少相互的干擾。
機櫃高壓洩放地線的截面積應不小於25mm2
使用地阻測量儀測量接地電阻值，保證接地電阻<5ω。
推薦各高壓洩放地線分別接到銅排的各個接地柱上
高壓洩放（防雷）地線的連線
保安單元接地檢查
如果機櫃裡面用的是老式的科隆模組，請在安裝保安單元前務必將mdf接地銅條如圖所示插在常開外線模組上，然後再將保安單元插在銅條和常開外線模組上，如圖所示。
保安單元
mdf外線接地檢查：
背托架是為內外線模組提供載體的部分，分內背托架和外背托架，內背托架和機櫃式非絕緣的，而外背托架和機櫃本身是一定要求絕緣的，同時外背托架要用一根不小於10mm2的銅線與高壓洩放地銅排相連。
接地特別說明：
工程應用中，使用者需提供2根地線進機櫃，乙個接裝置保護地端子排，另乙個接高壓洩放地端子排。（推薦的接法）。 對於條件不好只能提供1根地線進機櫃的地方，這根地線需接在機櫃內的高壓洩放地上，同時，需在機櫃內另外增加1根地線，把裝置保護地端子排與高壓洩放地端子排進行連線。
（這是不推薦的接法，這種接法的風險在於通過戶外線纜如電源線、光纜、電纜等傳過來的雷電在洩放時有可能會損壞裝置）。