Specifications for Engineering Design of Lightning Over-Voltage
Protection for Telecommunication Bureaus (Station)
YD／T 5098-2001
目 次
1 總則
2 術語
3 通信局（站）雷電過電壓保護設計
3.1 一般規定
3.2 通信局（站）內網管系統的雷電過電壓保護設計
3.3 通信局（站）內信號線的雷電過電壓保護設計
3.4 通信局（站）內傳輸系統的雷電過電壓保護設計
3.5 通信局（站）無線通信系統天饋線的雷電過電壓保護設計
3.6 通信局（站）遙控、監控系統雷電過電壓保護設計
3.7 通信局（站）電源系統的雷電過電壓保護設計
4 通信局（站）雷電過電壓保護的接地要求
5 SPD 的選擇
5.l 一般要求
5.2 電源用 SPD
5.3 信號線用 SPD
5.4 饋線用同軸型 SPD
5.5 計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線 SPD
附錄A 本規范用詞說明
附錄B 雷電保護區（LPZ）
附錄C 全國年平均雷暴日數區劃圖
附錄D 全國主要城鎮雷暴日數
條文說明
1 總 則
1.0.1 為了解決綜合通信大樓、交換局、數據局、模塊局、接入網站、IP同站、移動通信基站。衛星地球站、微波站等因雷電感應通過電源線、信號線、網絡數據線、天饋線、遙控系統。監控系統引入的雷害，確保通信設備的安全和正常工作，特制定本規范。
1.0.2 本規范適用于新建、擴建、改建通信局（站）的雷電過電壓保護工程設計。
1.0.3 通信局（站）雷電過電壓保護工程應建立在聯合接地。均壓等電位分區保護的基礎上。
1.0.4 通信局（站）雷電過電壓保護設計應根據電磁兼容原理，按防雷區劃分，對電涌保護器的安裝位置進行合理規劃。
1.0.5 通信局（站）雷電過電壓保護設計應以現場調查、局址地理環境、年雷暴日分布及通信局（站）類型為依據。
1.0.6 本規范是通信局（站）雷電過電壓保護工程設計、施工。監理、維護和各類保護器選擇的技術依據，通信局（站）雷電過電壓保護工程所選用的電涌保護器應符合國家標準及通信行業標準或參照 IEC，ITU-T-K 系統等國際相關建議，經信息產業部認可的檢測部門測試合格的產品。
1.0.7 本規范年雷暴日的確定，一般應依據通信局（站）所在地區的氣象部門提供的數據，或者參照本規范附錄C 和附錄D 的范圍確定。
1.0.8 通信局（站）雷電過電壓保護工程除應執行本規范以外，還應符合國標 GB 50057-94《建筑物防雷設計規范》及通信行業防雷接地標準。
2 術 語
2.0.1 防雷區
將一個易遭雷擊的區域，按照通信局（站）建筑物內外、通信機房及被保護設備所處環境的不同，進行被保護區域劃分，這些被保護區域稱為防雷區（Lightning Protection Zones，LPZ，詳見附錄B）。
2.0.2 雷電活動區
根據年平均雷暴日的多少，雷電活動區分為少雷區、中雷區、多雷區和強雷區：
少雷區為年平均雷暴日數不超過 25 天的地區；
中雷區為年平均雷暴日數在 25～40 天以內的地區；
多雷區為年平均雷暴日數在 40～90 天以內的地區；
強雷區為年平均雷暴日數超過 90 天的地區。
2.0.3 電涌保護器
電涌保護器（Surge Protective Devices，SPD）在通信局（站）是用于各類通信系統對各種雷電電流、操作過電壓等進行保護的器件。
2.0.4 開關型 SPD
安裝在通信局（站）建筑物外（按照 IEC 1312-3 的要求，一般用在 LPZ0B ～ LPZ1 區）用于電源系統的 SPD，可最大限度地消除電網后續電流，疏導 10／35Oμs 的模擬雷電沖擊電流。
2.0.5 限壓型 SPD
安裝在防雷區建筑物內（按照 IEC 1312-3 的要求，一般用在 LPZ1 區和 LPZ2 區至 n 區）的 SPD，可疏導 8／20μs 的模擬雷電沖擊電流。限壓型 SPD 一般由氧化鋅壓敏電阻（MOV）或半導體放電管（SAD）等元器件組成。
2.0.6 混合型 SPD
一般由 MOV 與濾波器、半導體放電管（SAD）與 MOV 等電路組成。
2.0.7 SPD 殘壓
雷電放電電流通過SPD時，其端子間呈現的電壓。
2.0.8 8／20μs，10／35Oμs 模擬雷電流沖擊波（如圖 2.0.8 所示
2.0.9 標稱導通電壓
在施加恒定 1mA 直流電流情況下 MOV 的啟動電壓。
2.0.10 SPD 的標稱放電電流
用來劃分 SPD 等級，具有 8／20μs 或 10／350μs 模擬雷電波的放電電流。
2.0.11 沖擊通流容量
SPD 不發生實質性破壞，每線或單模塊對地，通過規定次數、規定波形的最大限度的電流峰值。沖擊通流容量一般大于標稱放電電流的 2.5 倍
3 通信局（站）雷電過電壓保護設計
3.1 一般規定
3.1.1 通信局（站）雷電過電壓保護設計，應根據通信局（站）內通信設備安裝的具體情況，確定被保護對象和保護等級，做到統籌規劃、整體設計。
3.1.2 通信局（站）內的接地引線布放，應考慮雷電電磁場不均勻分布的影響。
3.1.3 出人通信局（站）的電力電纜（線）、通信纜線應采用金屬護套電纜或敷設在金屬管內。
3.1.4 通信局（站）雷電過電壓保護設計，應注意對各保護區 SPD 的合理設置，其保護水平應小于該保護區內被保護設備的耐壓，以達到逐級保護通信設備的目的。
3.1.5 通信局（站）雷電過電壓保護設計應考慮通信系統的現狀，并便于擴容發展。
3.1.6 進局電纜應埋地引入，纜線埋地深度應不小于 0.7m。
3.1.7 通信局（站）雷電過電壓保護設計，必須對 SPD 進行合理選型，具體選型見第 5 章 SPD 的選型原則。
3.1.8 本章所規定的限壓型 SPD 標稱放電電流和沖擊通流容量量級所選用的雷電流波形，如無特別指出，一般為 8／20μs 模擬雷電流波；對于開關型 SPD 的標稱放電電流，為 10／350μs 模擬雷電流波。
3.1.9 SPD 的接地線應盡可能短。
3.2 通信局（站）內網管系統的雷電過電壓保護設計
3.2.1 通信局（站）內網管系統的雷電過電壓保護設計應根據其在局（站）內具體的防雷區位置、保護等級，確定 SPD 的保護參數。
3.2.2 當通信局（站）各類網管系統的金屬數據線垂直長度大于 30m 時，應穿金屬管，其金屬管兩端必須就近與樓層的均壓網或接地網焊接。
3.2.3 建在城市且地處多雷區、強雷區的通信局（站）各類網管系統的金屬數據線，若長度大于 50m 且小于 100m，其數據線一側的終端設備輸入口應具有 SPD ：若長度大于 100m，其數據線兩側的終端設備輸入口均應具有 SPD。
3.2.4 建在郊區或山區且地處多雷區、強雷區的通信局（站）
各類網管系統的金屬數據線，若長度大于 30m 且小于 50m，其數據線一側終端設備輸入口應具有 SPD；若長度大于50m，其數據線兩側的終端設備輸入口均應具有 SPD。
3.2.5 地處多雷區、強雷區與機房外用金屬纜線連接的各類網管系統數據線，雷電過電壓保護必須采用下列措施：
1．控制及數據采集用的網絡接口應具有相應物理接口的 SPD 保護。
2．局域網工作站終端設備輸入口應具有相應通信接口的”。
3．出入局（站）的各類金屬數據線兩端的網絡接口必須具有 SPD 保護。
3.2.6 出入局（站）的網絡金屬數據線應穿金屬管道或采用屏蔽電纜后，再從地下引入其他機房，金屬管后銷裝電纜的金屬護層兩端應就近與地網焊接。
3.3 通信局（站）內信號線的雷電過電壓保護設計
3.3.1 出入通信局（站）的電纜金屬外護套，應在通信局（站）進線室內就近接地或與地網連接。
3.3.2 進局電纜的信號線均應對地加裝信號 SPD 后，再接入通信設備。
3.3.3 進局電纜纜內的空線對必須作接地處理。
3.3.4 地處少雷區的交換局總配線架，宜采用由氣體放電管與正溫度系數熱敏電阻（PTC）組成的保安單元。
3.3.5 地處中雷區的交換局總配線架，宜采用由氣體放電管或半導體放電管（SAD）與 PTC 組成的保安單元。
3.3.6 地處多雷區和強雷區的交換局總配線架，應采用由 SAD 與 PYC 組成的保安單元。
3.3.7 在通信機房總體規劃時，總配線架宜安裝在一樓進線室附近，總配線架必須就近接地（從地網、建筑物預留的接地端子或從接地匯集線上引入），接地引入線應從地網兩個方向就近分別引入。
3.3.8 市話電纜空線對，必須在配線架上接地。
3.4 通信局（站）內傳輸系統的雷電過電壓保護設計
3.4.1 出入通信局（站）的光纜或電纜，應在進線室將金屬銷裝外護層做接地處理，另外光纜應將纜內的金屬構件，在終端處接地。
3.4.2 進入通信局（站）的 PCM 電纜芯線應在終端處加裝 SPD，空線對必須就近接地。殼、中性線、以及電力電纜的銷裝層應就近接地。
3.7.5 進入通信局（站）的低壓電力電纜宜全程埋地引入，其電纜埋地長度不宜小于 15m。
3.7.6 當供電系統采用 TN-S 方式，低壓電力電纜引入機房后，在交流穩壓器內或交流配電屏（箱）內，相線及中性線應分別對地加裝限壓型 SPD；當供電系統采用 TN-C-S 方式，低壓電力電纜引入機房后，在交流穩壓器內或交流配電屏（箱）內，相線應分別對地加裝限壓型SPD。
3.7.7 在配電變壓器、配電室、電力室界面選用電源 SPD 的工程要求：
1．供電線路對地安裝眼壓型 SPD 回路中應采取過流保護措施（宜串接保險絲），保險絲標稱電流的量級不宜大于上一級保險絲的 1／1.6 倍（不含變壓器的次級）。
2．建在城市，地處中雷區（或雖然處于少雷區，但根據歷年雷擊統計，若時有雷擊事故發生）的通信局（站）配電變壓器低壓側或低壓電纜引入配電室或配電屏終端人口處，應具有標稱放電電流不小于 20kA 的限壓型 SPD；低壓電纜引入電力室后，在配電屏終端人口處，應具有標稱放電電流為 15kA 的限壓型 SPD。
3．建在城市，地處多雷區、強雷區，通信局（站）為孤立、高大建筑物的機樓，配電變壓器低壓側或低壓電纜引入配電室或配電屏終端人口處，應具有標稱放電電流不小于 40kA 的限壓型 SPD；低壓電纜引入電力室配電屏終端人口處，應具有標稱放電電流為 15kA 的限壓型 SPD。
4．建在郊區或山區，地處中雷區以上的通信局（站），配電變壓器低壓側或低壓電纜引入配電室或配電屏終端人口處，應安裝沖擊通流容量大于 60kA 的限壓型 SPD 或具有標稱放電電流不小于 15kA 的開關型 SPD；低壓電纜引入電力室配電屏終端人口處應具有標稱放電電流為 15kA 的限壓型 SPD；其中限壓型 SPD 的工作電壓應按當地的電力供電電壓最大值選擇。
5．建在高山，地處多雷區以上的微波站、移動通信基站，配電變壓器低壓側或低壓電纜引入配電室或配電屏終端人口處，應安裝沖擊通流容量大于 100kA 的限壓型 SPD 或安裝標稱放電電流不小于 25kA 的開關型 SPD；低壓電纜引入電力室配電屏終端人口處應具有標稱放電電流為 15kA 的限壓型 SPD，其中限壓型 SPD 的工作電壓應按當地的電力供電電壓最大值選擇。
6．在上述條款中，若通信局（站）配電變壓器和配電室在同一建筑物內，其SPD應在配電室內安裝。
7．無專用配電變壓器供電的移動通信基站低壓電纜應從共用的配電變壓器全程埋地引入機房，且在配電屏終端人口處，相線應分別對中性線、中性線對地加裝限壓型 SPD 或者相線應分別對中性線加裝限壓型 SPD、中性線對地間應采用間隙型組成的 SPD。地處中雷區的基站應安裝標稱放電電流不小于 20kA 的限壓型 SPD；地處多雷區、強雷區的基站應安裝標稱放電電流不小于 40k 的限壓型 SPD。若采用架空電源線引入時，地處中雷區以上的基站，在配電屏終端人口處，應安裝沖擊通流容量不小于 100kA 的限壓型 SPD。
8．無專用配電變壓器供電的交換局、模塊局及安裝接入網設備的局（站），低壓電纜必須從共用的配電變壓器全程埋地引入配電室，且在配電屏終端人口處相線應分別對中性線、中性線對地加裝限壓型 SPD 或者相線應分別對中性線加裝限壓型 SPD，中性線對地間應采用由間隙型組成的 SPD。地處中雷區的市話交換局應安裝標稱放電電流不小于 20kA 的限壓型SPD，地處多雷區、強雷區的市話交換局應安裝標稱放電電流不小于 40k 的限壓型 SPD；低壓電纜引入電力室后，且在配電屏終端人口處相線及中性線應對地加裝標稱放電電流不小于 15kA 的限壓型 SPD。
9．建在野外空曠場地、無機房建筑的無線基站供電線路應采用沖擊通流容量大于 100kA 混合型 SPD，SPD 接地端子應就近與地網連接，混合型 SPD 箱內的元器件必須考慮電力供電電壓波動較大的問題，無線基站供電的低壓電力電纜必須全程埋地引入。
3.7.8 當上一級 SPD 為開關型 SPD，次級 SPD 采用限壓型 SPD 時，兩者之間的電纜線隔距應大于 10m。當上一級 SPD 與次級 SPD 都采用限壓型 SPD 時，兩者之間的電纜線隔距應大于 5m。
3.7.9 當通信局（站）的配電系統采用總配電室與分配電室方式供電時，總配電屏與分配電屏之間的低壓埋地電纜長度若大于 50m，應在分配電屏電纜輸入側電源芯線對地安裝標稱放電電流為 20kA 的限壓型 SPD。
3.7.10 配電屏與各層配電箱之間的電源線若長度超過 30m 或電源線長度雖然未超過 30m，但該層控制終端和網絡設備、儀表的電源對雷電較為敏感時，配電箱內電源芯線直對地安裝標稱放電電流為 10kA 的限壓型 SPD。
3.7.11 通信局（站）的配電系統采用總配電室直接配電時，當總配電屏與各層配電箱之間的電源線長度超過 30m 或電源線長度雖然未超過 30m，但該層控制終端和網絡設備、儀表的電源對雷電較為敏感時，配電箱內電源芯線宜對地安裝標稱放電電流為 10kA 的限壓型 SPD。
3.7.12 通信局（站）內用于主控和監控的計算機，以及主控處理系統、遠程傳感器控制系統、測試儀表的拖板式電源插座排內應具有標稱放電電流為 3kA 的 SPD。
3.7.13 通信局（站）N對雷電敏感的系統從防護考慮，建筑物外墻體應避免安裝儀表及計算機用電源插座。
3.7.14 太陽能電池的饋電線應采用金屬護套電纜，其金屬護套在機房人口處應就近接地或與通信局（站）避雷帶焊接，電纜內芯線應在人口處分別對地加裝標稱工作電壓大于太陽能電池供電電壓最大值 20％，標稱放電電流為 10kA 的 SPD，SPD 接地端應就近接地。
3.7.15 建在中雷區以上地區的通信局（站）直流電源線的雷電過電壓保護設計：
1．通信局（站）電力室為各層提供直流供電的饋線，如饋線進人不同防雷區時，應在進人相應機房直流電源配電柜（列柜）內的饋線進線端（機房如無直流電源配電柜，應在電力室直流配電屏輸出端）負極對地加裝標稱工作電壓不小于 70V 的 SPD。
2．MDF與程控交換機之間的 -48 直流電力線負極，宜在MDF側對地加裝標稱工作電壓不小于 70V 的 SPD。
3．交換機控制中心的微機及遠程監控系統被控處理機前的電源逆變器直流電源饋線負極宜對地加裝標稱工作電壓不小于 70V 的 SPD。
4．宜在微波站的主控監視處理系統與遠程端直流電源饋線負極對地加裝標稱工作電壓不小于 70V 的 SPD。
5．通信局（站）內直流電源系統使用的 SPD 應具有帶保險絲功能、通流容量大于 15kA 的 SPD，SPD 應就近接地。
3.7.16 通信局（站）的航空障礙燈、彩燈及其他用電設備的電源線雷電過電壓保護設計：
1．通信局（站）建筑物上的航空障礙燈、彩燈、無線通信系統鐵塔上的航空障礙燈及其他用電設備的電源線，應采用有金屬外皮的電纜，橫向布設的電纜金屬外護套或金屬管應每隔 5～10m 與避雷帶或接地線就近連通，上下走向的電纜金屬外護套至少應在上下兩端就近接地一次。
2．為通信局（站）建筑物上的彩燈、航空障礙燈及其他用電設備供電的電源芯線應在機房配電箱（柜）內對地加裝標稱放電電流為 20kA 的 SPD，SPD 接地端子應就近接地。
4 通信局（站）雷電過電壓保護的接地要求
4.0.1 通信局（站）雷電過電壓保護設計中所采用的各類SPD的接地，應符合 YDJ 26-89 通信局（站）接地設計暫行技術規定（綜合樓部分）》和 YD 2011-93《微波站防雷與接地設計規范》要求，在設計時，應在 SPD 安裝位置預留接地端子。
4.0.2 電源用 SPD 的連接線及接地線截面積應符合表4.0.2的要求，材料為多股銅線。
4.0.3 數據線用 SPD 以及其他類型 SPD 的接地線截面積應不小于 2.5mm2，材料為多股銅線。
4.0.4 電源用模塊式 SPD 的接線端子與相線和零線之間的連接線長度應小于 0.5m，SPD 接地線的長度應小于 1m，且應就近接地。
4.0.5 電源用箱式 SPD 接線端子與相線和零線之間的連接線長度，若接線上確有困難，可視具體情況適當放寬連接線長度，但其截面積應適當增大；SPD 接地線的長度應小于 lm，且應就近接地。
4.0.6 通信局（站）的接地引入線長度應不大于 30m，其材料可采用熱鍍鋅扁鋼或銅排，截面積應不小于 40mm×4mm，接地引入線應避免從利用建筑物鋼筋作為雷電引下線的柱子附近引入。
4.0.7 通信局（站）的進出線孔，各類纜線金屬外護層的接地引入點也應避免在建筑物外側柱內作為雷電引下線的柱子附近設立或引入。
4.0.8 各類管線應在進人通信局（站）前與地網就近焊接成一體，需要陰極保護的管道，宜在管道與地網間加裝隔離式等電位 SPD。
4.0.9 為了避免在各類信號線、控制線、通信線上感應各種干擾信號和雷電脈沖，在通信局（站）設計時，各類沒有屏蔽的纜線應穿金屬管布放，纜線豎井宜設立在建筑物中部，在機房的布線應離開建筑物雷電引下線的柱子。
4.0.10 通信局（站）聯合接地地網的接地電阻值已滿足 SPD 接地的需要，因此對在通信局（站）使用的 SPD 接地電阻值不作嚴格要求，設計時僅需將通信局（站）使用的各類 SPD 的接地端子就近接地
5 SPD 的選擇
5.1 一般要求
5.1.1 SPD 可由氣體放電管，放電間隙，MOV，SAD，齊納二極管，濾波器，保險絲等元器件混合組成；選擇 SPD 應在同一測試指標下，考慮 SPD 所選元器件的參數及元器件組合方式。
5.1.2 SPD 的選擇應考慮通信局（站）遙信及監控的需要。
5.1.3 用于交流配電系統保護的限壓型電源 SPD 標稱導通電壓一般為 Un＝2.2 U（U 為運行工作電壓）。
5.1.4 SPD 的通流容量必須是每線的通流容量。
5.2 電源用SPD
5.2.1 工程選用限壓型 SPD 時，必須考慮通信局（站）供電電源的不穩定等因素，對 SPD 的標稱導通電壓、標稱放電電流、沖擊通流容量、限制電壓、殘壓等參數，根據工程的具體情況進行選擇。
5.2.2 通信局（站）采用的電源用模塊式 SPD，應具有以下功能：
l．SPD 模塊損壞告警；
2．遙信；
3．SPD 模塊替換；
4．熱容和過流保護。
5.2.3 通信局（站）采用的電源用箱式 SPD，應根據通信局（站）的具體情況；具有以下功能：
1．SPD 劣化指標；
2．SPD 損壞告警；
3．熱容和過流保護；
4．保險跳閘告警；*
5．遙信；
6．雷電記數。*
* 表示此項功能可根據工程要求進行選擇。
5.2.4 混合型 SPD 一般由 MOV 與濾波器或 SAD 與 MOV 等電路組成，其在標稱放電電流 40kA 時殘壓應小于 l000V。
5.2.5 開關型 SPD 應具有高能泄放、殘壓在 2000～4000V 范圍內、響應時間小于 11ns 等特點。
5.3 信號線用SPD
5.3.1 信號線用 SPD 的箱位電壓應滿足通信設備接口的需要，對雷電響應時間應在納秒（ns）級。
5.3.2 總配線架的保安單元應符合 YD／T 694-2000《總配線架技術要求和實驗方法》的規定。
5.3.3 信號線用 SPD 應滿足信號傳輸速率及帶寬的需要，其接口應與被保護設備兼容。
5.3.4 信號線用 SPD 的插人損耗應滿足通信系統的要求。
5.3.5 信號線用 SPD 的標稱放電電流應大于等于 3kA。
5.4 饋線用同軸型SPD
5.4.1 同軸型 SPD 插人損耗應小于等于 0.2dB，駐波比小于等于 1.2，同軸型 SPD 最大輸入功率能滿足發射機最大輸出功率的要求，安裝與接地方便，具有不同的接頭，同軸型 SPD 與同軸電纜接口應具備防水功能。
5.4.2 同軸型 SPD 的標稱放電電流應大于等于 5kA。
5.5 計算機、控制終端、監控系統的網絡數據線用SPD
5.5.1 計算機接口、控制終端、監控系統的網絡數據線 SPD 應滿足各類接日設備傳輸速率的要求，SPD 接口的線位、線排、線序應與被保護設備接口兼容，設計時在滿足設備傳輸速率條件下，應采用由半導體放電管組成的 SPD。
5.5.2 計算機接口、控制終端、監控系統的網絡數據線用 SPD 的標稱放電電流應大于等于 3kA，若采用 SAD 器件組成的 SPD 標稱放電電流應大于等于 300A。
