YDT 2059-2009 雷电在通信网络和信号网络上的预期浪涌

ICS33.050M30Y日中华人民共和国通信行业标准VOlT2059-2009雷电在通信网络和信号网络上的预期浪涌ExpectedsurgesontelecommunicationsandsignallingnetworksduetolightningCITU-TK.67:2006,MOD)2009-12-11发布2010-01-01实施中华人民共和国工业和信息化部发布YDrr2059-2009目次前言.......................…...............…...............…................................…..••••••.•••.••••••.•••'11l范围..........2规范性引用文件..........3术语、定义和缩略语...........................4参考配置….................……·………………………………………………………………………………35防护措施..............…........................…..........….......................…·..·..·..·..··....·..·..·..·..·..·46雷电引起的预期浪涌(信号线路一信号线路)........................….................…........….......…'5附录A(资料性附录)雷击建筑物本身或附近引发的建筑物内部感应浪涌…..........................……'11附录B(资料性附录〉线路附近的雷击对通信线路感应的浪涌:充分导电土壤........…·........·........·17附录c(资料性附录〉雷击建筑物本身或附近而在建筑物内部产生的浪涌:基于经验的方案和结果…20YDrr2059-2009目。吕本标准修改采用πU-TK.67:2006进行制订。本标准相对于πU-TK.67:2006主要变化如下:一一规范性引用文件中删除了部分本标准中没有引用的标准:一一合并了名词术语和缩略语的章节:一一本标准的附录A、附录B对应的口1J-TK.67的附录为规范性附录，本标准中为资料性附录。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准的附录A、附录B和附录C为资料性附录。本标准起草单位:工业和信息化部电信研究院。本标准主要起草人:孙向前、陆冰松、夏丽娇。IIvorr2059-2009雷电在通信网络和信号网络上的预期浪涌1范围本标准规定了由于雷电在交换局、用户楼宇和远端节点等建筑物内外的通信接入网络和信号线路各过渡点造成的预期浪涌(过电压和过电流)。本标准的目的在于研究雷电电流作为一种损伤源，其过电压和过电流对使用金属导体的通信和信号网络产生的影响，向这种影响又取决于作为研究对象的线路(见3.1.6)遭受雷击的部位。本标准的预期浪涌是按作为每类(81、82、83和S4)损伤源(见3.1.6)的浪涌保护水平函数(SPL，见3.1.7)的峰值和波形确定的。预期浪涌的波形被假设为按其波前时间(TI)和半峰值时间(T2)描述的双指数。本标准对旨在线路安装地点抗预期浪涌电流的保护措施(如浪涌保护器)的有效性进行评估。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容〉或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBfT21714.1-2∞8雷电防护第1部分z总则πU-T雷电手册，第十章(1995)在通信用户线缆上测得的过电压和过电流πU-T建议书K.47(12/00)金属导体通信线路对直击雷的防护3术语、定义和缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1.1雷电造成的危险浪涌电压dangeroussurgevoltageduetolightning浪涌电压峰值Up大于或者等于设备或通信线路导线绝缘体所能承受的最大浪涌电压。3.1.2等效衰减半峰值时间(T2)equivalentdecaytimetohalfvalue(石〉脉冲电压或电流的半峰值时间(T2)是该电压和电流自其有效起始点至降至半峰值的最初瞬间所用的时间段。脉冲电压或电流的有效起始点是该电压或电流达到峰值的30%或10%之前的瞬间(分别在0.3或O.l·TI)。3.1.3波前时间或上升时间(11)fronttimeorrisetime(T1)脉冲电压的波前时间或上升时间Tlv被定义为脉冲达到峰值的30%和90%的两个瞬间的间隔时间的1.67倍。YOIT2059-2009脉冲电流的波前时间Tli被定义为脉冲达到峰值的10%和90%的两个瞬间的间隔时间的1.25倍。3.1.4雷电防护水平(LPUlightningprotectionlevel(LPU一组雷电电流参数数值，用于确定对表现为雷电电流的损伤源的保护水平。注:雷电防护水平被用于根据一组有关雷电电流的参数，设计雷电保护组件(如导线截面、金属片厚度、SPD的电流容量和与危险放电的问距)，并确定模拟雷电对这些组件造成的影响的测试参数.GBff21714.1标准采用了4种雷电防护水平(I至IV)，并为每个LPL设定了一组最大雷电电流参数(表1)。3.1.5峰值(Xp)peakvalue(xp)浪涌电压/电流峰值(Xp)被定义为在浪涌过程中观测到的最大值。3.1.6损伤源sourceofdamage损伤源取决于对作为研究对象的线路的雷击部位:损伤源SI一一在通信或信号线路进入的建筑物(交换局、用户楼宇和远端节点)上的雷闪:损伤源St.一一在通信或信号线路进入的建筑物(交换局、用户楼宇和远端节点)附近的雷闪:损伤源S3一一在进入建筑物(交换局、用户楼宇和远端节点)的通信线路上的雷闪:损伤源S4一一在进入建筑物(交换局、用户楼宇和远端节点)的通信线路附近的雷闪。3.1.7浪涌保护水平(SPUsurgeprotectionlevel(SPU作为损伤源的雷电电流在通信网络各点引发的预期危险浪涌电压或电流的峰值和波形。3.1.8波前陡度，或上升速度(S)steepnessofthefront,orrateofrise(S)波前陡度，或上升速度(S)是电压或电流的平均导数，可由峰值与和波前时间T1的比率决定:~-ZAcd(1)3.1.9浪涌surge对电气或电子电路的瞬态电磁干扰。3.1.10雷电引起的浪涌surgeduetolightning任何一种电磁(阻性、感性和容性)糯合引起的浪涌。注z它具有以下5个参数特征:峰值、波前时间(T1)、半峰值时间几(或时间参数T/T2)、陡度和单位能量。3.1.11浪涌保护器(SPO)surgeprotectivedevice(SPO)当浪涌使一个或多个特定端口的电压超出预定水平时，对电压加以限制的设备。2yorr2059-2009注1:SPD是保护电路和支架的组合。注2:可以加入次级功能，如限制终端电流的限流功能。注3:保护电路通常配备至少一个非线性限压浪涌保护组件。3.2缩略语以下缩略语适用于本标准。BNBondingNetwork连接网络CBNCommonBondingNetwork公共连接网络EExchange交换局GDTGasDischargeTube气体放电管LPLLightningProtectionLevel雷电防护水平MDFMainDistributionFrame总配线架NTNetworkTermination网络终端RBSRadioBaseStation无线基站sSubscriber用户SPDSurgeProtectiveDevice浪涌保护器SPLSurgeProtectionLevel浪涌保护水平4参考配置图1显示了配有金属对称导线的通信线路的参考配置，从中可以看到参考节点以及它们之间的电缆段。对图1所示过渡点的说明如下:·过渡点L:交换局内设备接口与外部电缆之间的过波点:.过渡点E:交换局的入口，如总配线架(MDF);·过渡点P:纸质绝缘和塑料绝缘埋地电缆之间的过渡点:.过渡点C:埋地电缆和架空电缆之间的过渡点:交换局ss用户楼宇l用户楼宇2图1参考配置3YDIT2059-2009·过渡点D:屏蔽和非屏蔽架空电缆间的过渡点:.过渡点S:用户楼宇的入口:·过渡点A:用户楼宇内设备接口与外部电缆之间的过渡点:.过渡点M:交换局内设备接口与内部电缆之间的过渡点:·过渡点I:用户楼宇内设备接口与内部电缆之间的过渡点。5防护措施5.1固有保护使用具有适合的介质强度、载流容量和阻抗的设备，以便它能经受住所应用的条件(即设备固有抗力特性)，以保护设备并限制其受损的风险。YD.厅950、K.45和YD厅870为分别安装在交换局大楼、接入网和用户楼宇等不同地点的通信设备确定了抗力要求。从雷电保护的角度而言，这一抗力可使设备承受大多数邻近线路的雷电引发的浪涌(见6.的。由于这类浪涌最为常见，根据风险评估的结论，附加保护措施(初级保护)仅用于处于暴露环境中的设备。5.2初级保护使用初级保护可防止过多能量进入通信和信号设备(如设备和导线绝缘体)的易损部分。因此，应配备充分的初级保护，并适当选取其特性。初级保护的有效性取决于其(为限压设备、GDT)传导浪涌电流的能力，或(为限流设备、熔丝)承受浪涌电压的能力。表1给出了作为雷电防护水平(LPL)函数的、用此确定浪涌电压和电流最大值的雷电参数。浪涌电压和电流的最大值是与下述浪涌保护水平(SPL)相关的:SPLI=O.Ol、SPLII=0.02和SPLIII=0.05，以此给出了危险浪涌电压或电流高于或等于相关峰值的概率值。表1依照LPL确定的雷电参慰的最大值LPL当前参数符号单位IIIIIIIV(99%)(98%)(95%)峰值电流IpkA200150100短时间雷击电荷Q血.ortC1007550首次短时间雷击单位能量WIRkJ/il10∞o56252500时间参数T/T2lAS/lAS10/350峰值电流儿kA5037.525后续短时间雷击平均陡度did,kAIμs200150l∞时间参数T/T2μsfμs0.251100长时间雷击电荷QlonaC200150l∞长时间雷击时间参数TIonas0.5雷问雷闪电荷Qn..bC3002251505.3等电位连接、接地和屏蔽使用可提供等电位连接、接地和屏蔽的安装技术，可减少雷电与通信线路之间的稿合。在线路受到直接雷击或邻近雷击时，建筑物的CBN和设备BN会分散雷电电流，为内部线路提供屏蔽。全环形屏蔽或导管可以起到减少电压和电流与通信线路祸合的作用。转换阻抗是电缆屏蔽效率的主要参数，对于雷电频率的固体屏蔽而言，它大约等于屏蔽体直流电阻。4yorr2059-2009初级保护与等电位连接以及接地措施相结合，可为设施形成一道电磁屏障，减少外部电磁干扰对设施的渗透。6雷电引起的预期浪涌(信号线路一信号线路)6.1对建筑物的直接雷击(损伤源$1):雷电电流通过通信或信号线路进入建筑物(交换局、用户楼宇和远端节点)直接击中建筑物的雷电电流既流入建筑物的接地系统，也流入建筑物的入局用户线之中。因此，部分雷电电流直接或通过浪涌保护器(SPD)进入与之相连的通信或信号线路的电缆护套或电缆导线，因为电缆也是进入建筑物的用户线之一。表1给出了短雷击的作为入选LPL函数的雷电电流参数。所以，进入通信或信号线路的雷电电流，是以10/350阿波形和峰值It来描述的。可以大致假设，50%的雷电电流(I)流入接地端子系统，剩余的50%电流由n个进入建筑物的用户线分担。如果进入建筑物的通信或信号线路未加屏蔽或没有通过金属管，线路的每根m导线都承载等量CIf)的峰值雷电电流，并可以通过以下算式表示:0.5xLIf=一一一­nXm无屏蔽线缆(2)对于在建筑物入口处进行等电位连接的屏蔽入局线路(或通过金属管的线路)，进入各m导线