VSAT小站机房接地系统
发布时间：2009.06.18 新闻来源： 浏览次数：26
摘要 气象卫星综合业务应用系统的VSAT小站机房环境建设，特别强调了机房的接地。今年4-5月刚结束的VSAT小站全国巡检，也把机房的接地系统作为一个专项来检查。“接地”这个看似简单的问题，以前并没有引起大家的重视，正是这个被人们忽视的问题，直接或间接引起VSAT小站工作不正常。以下就本人在工作中的体会以及本地区的情况,简要介绍VSAT小站机房的保护地、交流工作地、防雷地；它们的接地要求及其处理方法。
关键词 VSAT小站 接地
1．机房地线概述
为了防止操作人员在电气装置损坏时发生触电事故；避免系统的直流工作电压受到干扰和波动，提高系统的稳定性；防止雷击，保证系统的安全。机房必须设置良好的接地系统。VSAT机房的地线有三种：保护地线、工作地线、避雷地线。
2．保护地
电子设备在正常情况下将其金属外壳与地之间作良好的电气连接，称为保护地。保护接地的功能是：防止工作人员触摸漏电的电子设备时触电；提高设备抗电磁干扰能力；机房防静电地板与保护地相连时可随时将地板上的静电泄放掉。
2．1静电感应及电磁干扰的危害
机房中产生的静电一般是由摩擦生电、感应生电、容性生电而来。静电对运行中的PES、TES和计算机造成的主要危害是静电噪声对逻辑电路的干扰，致使信息丢失或混乱，引起电子设备故障。静电也是造成MOS器件损坏的主要原因，当人体带有静电高压时，如果手触摸到用CMOS器件制造的的VSAT设备和计算机设备的集成电路可致使集成电路损坏。
电磁场的干扰对PES、TES和计算机的A/D和D/A运算放大器、磁盘和磁带读写放大器、TTL和MOS逻辑电压产生噪声影响，严重时可使计算机发生误动作。
2．2保护地的连法
VSAT室内单元和计算机的外壳是与机箱上的电源插座地线连接在一起的。因此，只要把安全保护地线与电源配电盒上的电源插座的地线相连即可。通过三芯电源连接就可把保护地线与设备机壳相连。
3．工作地
在对称三相交流电路中有一点，它与电路中各外部端子间的电压绝对值均相等，这点称为中性点。中性点接地时称为零点。
所谓交流工作地就是将三相四线制的中性点直接接地，如配电变压器次级绕组的中性点接地。如果中性点不接地的话，当三相电的一相碰地时，接地电流将很小，设备的保护装置不动作。因而，故障将不会被人们发现，易给人的生命安全带来危险，如果中性点作了接地，则当三相电的一相碰地时，将会造成很大的短路电流，使保护装置动作而切断电源，从而起到安全保护作用。此外，采用中性点接地后，可以稳定中性点电位，削弱各种电压的干扰。
面对电源插座，保护地在上，其余为左“零”，右“火”。地线与零线间电压要求为0V；地线与火线间电压为220V；火线与零线间电压为220V。注意：电源插座的中线与安全保护地线之间的交流串扰电压不能大于2V。
VSAT机房的电压也应该采用中性点接地。其方法是，从接地体用铜导线引入室内，与配电盘的交流电零线相连接。
4．避雷地线
避雷地线是向大地引泄雷电流的。VSAT小站的天线一般都安装在建筑物的高处，如果建筑物没有防雷设施，或者天线不在建筑物防雷设施的保护范围内，天线就可能遭到雷击。天线遭雷击可能使系统损坏，还可能酿成人身伤亡事故。因此，我们要高度重视系统的防雷问题。
VSAT系统的防雷主要从天线防雷，信号防雷，市电防雷来考虑。
4．1天线防雷
天线防雷一般有两种方法：一是装设避雷针，二是将天线支架接地。
4．1．1装设避雷针
装设避雷针的主要作用是主动引导雷电流安全入地，使天线免遭直击雷击。装设避雷针的基本原则是：一方面应使天线处于避雷针的保护范围之内。即要求避雷针高于天线，而且两者的距离又不能太远，以确保雷击避雷针时天线免遭雷击。另一方面，当避雷针遭受雷击时，强大的雷电流流过避雷针，引下线和接地体，其上产生很高的对地电位。如果它们距天线过近，两者之间将发生放电，称为反击，将高电位引向天线。因此，避雷针、引下线及馈线之间还应保持足够的电气距离。一般天线支架中心距避雷针的距离应大于5M。它们之间的位置关系可由下式计算：
R＝（1.6ha×p）／(1＋h2／h1) ha
h1-避雷针的高度（m）
h2-被保护物的高度（m） h1
ha-避雷针的有效高度ha＝h1－h2 (m) h2
R-高度为h2平面上的保护半径(m)
p-系数（h1＜30m p＝1;h1＞30m p＝5.5）
在半径为R的范围内，凡高度不超过h2的 2R
设备均能得到保护。其具体情况如图㈠所示。 图㈠
4．1．2引下线
以避雷针作为接闪器，应使用截面积足够粗的引下线将其可靠引至接地装置，否则因为避雷针为局域制高点，散流不畅，反而会“引狼入室”。引下线的选用应注意：引下线的材料应以多股塑皮铜线为优，也可以采用圆钢和扁钢，我们这里用的是截面积为35mm2的多股塑皮铜线。引下线应尽量短和直，有利于减少电阻，减少分布电感，以利散流。引下线与接闪器及接地装置等之间的接头，不能用压接和锡焊方式，必须用铜焊或电焊将其焊牢。
4．2．3天线支架接地
除了天线附近设避雷针外，天线支架还要可靠接地。这样，即使发生雷电绕击事故，也会起到良好的保护作用，减轻事故的危害程度。
只要用避雷针制作的避雷系统设计合理、施工到位，就能化解绝大多数直击雷，而由信号线与输电线引入的雷击现象反而占雷害的绝大多数。
4．2信号避雷
雷电流主要分布在低频频段，且随着频率的升高而递减。信号避雷，理论上可用波导分流理论将处于低频段的雷电流与处在高频段的信号分开。现已有成形产品，即信号避雷器。操作上只需在高频头和接收机（PES或TES）之间串联上信号避雷器即可。但信号避雷器对信号有一定的衰减，对高纬度地区接收信号不利，同时要将馈线剪断，增加出现故障的概率，更重要的是此方法是否确实有效尚不明确。玉林地区TES曾采用此方法进行信号避雷，使得话音网信号时好时坏，影响信号接收。对信号避雷，我们采用的方法是使用尽可能短的馈线，且沿墙走线在避雷针的保护范围内。另外，将高频头的接地螺丝处用6mm2塑皮铜线与天线底座联结起来，再可靠接至专用安全保护地上。这样既可防直击雷，又可防感应雷或侧击雷。
4．3市电的防雷
由于市电引雷的后果十分严重，所以要严加防范。机房供电系统均应在进口处加避雷器,在UPS前端加二级电源避雷器,UPS后端设备前应加装三级电源避雷器.
另外，电源进户线应避免采用架空电缆，最好是用金属铠装电缆代替橡套电缆埋入地下走线。若必须使用架空电缆，其上应做架空避雷线（架空地线）。当输电线过长时，每隔15m应加装一个雷电抑制点。
室内电源线的走线，应放在金属管中，有条件的话，应用金属线槽，这样可以防磁、防灰、防水、防干扰；也便于检修。
5．接地系统处理方法
以上介绍了VSAT小站机房的三种接地形式：①安全保护地，即电子设备的金属外壳与地之间的电气连接。②交流工作地，即三相四线制中的中性点与地之间的电气连接。③避雷地。
9210工程建设之初，根据旧避雷理论，允许避雷地与保护地共用一根接地引下线，并在机房处共点。我区各地市台站就是按照该标准进行接地处理的。而近年来新的防雷研究成果表明，这种方法有将感应雷电引入机房接收设备的隐患，特别容易引起计算机通信网络中的调制解调器和网卡的损坏。现在机房接地大多采用“共用接地”方式。它利用等电位原理，减少了通信设备在雷击时因电位不同而损坏的概率，同时也降低了因施工不同的地网而对环
境的要求，是一种投资少，见效好
的接地方式。综合以上理论我们具
体采用的是工作地与避雷地通过同
一条引下线接到地网上，保护地通
过另一条引下线接到同一地网上。 15m
两条下引线之间相15m。具体连接 ＝ ＝
如图㈡所示。 图㈡ 本地区接地方式
避雷地线是向大地引泄雷电电流的，雷击电位可达100万伏到1000万伏，雷电流可高达上百安培，对于计算机通信系统中的弱小信号极易产生干扰和破坏。这种接地方式既考虑VSAT系统的安全保护，还兼顾了信息的可靠。
VSAT系统这种先进的通信系统，其逻辑电平进一步下降，速度也大为提高，就更需要防止主要来自交流零线的共模干扰和主要来自外界电场、磁场的作用而产生的串模干扰，导致计算机通信系统的逻辑错误。因此，规范接地系统具有现实意义的。
在VSAT小站全国巡检前，我们严格按上面所述重新整改机房后，本地区PES上行不通的问题，得到解决。经过四个多月的运转,HES站上、下行传输资料一直都很正常。
5．小结
VSAT机房的规范接地很重要，但却不是一劳永逸的事，还要定期检测和维护，长时间不问不管，也会出问题。这次全国VSAT小站巡检有很大的现实意义，它把9210工程的维护、管理提到日常业务中，使大家不断地摸索、探讨新出现的问题，以保证VSAT设备生命周期和重点工程的投资效益。
关键词 VSAT小站 接地
1．机房地线概述
为了防止操作人员在电气装置损坏时发生触电事故；避免系统的直流工作电压受到干扰和波动，提高系统的稳定性；防止雷击，保证系统的安全。机房必须设置良好的接地系统。VSAT机房的地线有三种：保护地线、工作地线、避雷地线。
2．保护地
电子设备在正常情况下将其金属外壳与地之间作良好的电气连接，称为保护地。保护接地的功能是：防止工作人员触摸漏电的电子设备时触电；提高设备抗电磁干扰能力；机房防静电地板与保护地相连时可随时将地板上的静电泄放掉。
2．1静电感应及电磁干扰的危害
机房中产生的静电一般是由摩擦生电、感应生电、容性生电而来。静电对运行中的PES、TES和计算机造成的主要危害是静电噪声对逻辑电路的干扰，致使信息丢失或混乱，引起电子设备故障。静电也是造成MOS器件损坏的主要原因，当人体带有静电高压时，如果手触摸到用CMOS器件制造的的VSAT设备和计算机设备的集成电路可致使集成电路损坏。
电磁场的干扰对PES、TES和计算机的A/D和D/A运算放大器、磁盘和磁带读写放大器、TTL和MOS逻辑电压产生噪声影响，严重时可使计算机发生误动作。
2．2保护地的连法
VSAT室内单元和计算机的外壳是与机箱上的电源插座地线连接在一起的。因此，只要把安全保护地线与电源配电盒上的电源插座的地线相连即可。通过三芯电源连接就可把保护地线与设备机壳相连。
3．工作地
在对称三相交流电路中有一点，它与电路中各外部端子间的电压绝对值均相等，这点称为中性点。中性点接地时称为零点。
所谓交流工作地就是将三相四线制的中性点直接接地，如配电变压器次级绕组的中性点接地。如果中性点不接地的话，当三相电的一相碰地时，接地电流将很小，设备的保护装置不动作。因而，故障将不会被人们发现，易给人的生命安全带来危险，如果中性点作了接地，则当三相电的一相碰地时，将会造成很大的短路电流，使保护装置动作而切断电源，从而起到安全保护作用。此外，采用中性点接地后，可以稳定中性点电位，削弱各种电压的干扰。
面对电源插座，保护地在上，其余为左“零”，右“火”。地线与零线间电压要求为0V；地线与火线间电压为220V；火线与零线间电压为220V。注意：电源插座的中线与安全保护地线之间的交流串扰电压不能大于2V。
VSAT机房的电压也应该采用中性点接地。其方法是，从接地体用铜导线引入室内，与配电盘的交流电零线相连接。
4．避雷地线
避雷地线是向大地引泄雷电流的。VSAT小站的天线一般都安装在建筑物的高处，如果建筑物没有防雷设施，或者天线不在建筑物防雷设施的保护范围内，天线就可能遭到雷击。天线遭雷击可能使系统损坏，还可能酿成人身伤亡事故。因此，我们要高度重视系统的防雷问题。
VSAT系统的防雷主要从天线防雷，信号防雷，市电防雷来考虑。
4．1天线防雷
天线防雷一般有两种方法：一是装设避雷针，二是将天线支架接地。
4．1．1装设避雷针
装设避雷针的主要作用是主动引导雷电流安全入地，使天线免遭直击雷击。装设避雷针的基本原则是：一方面应使天线处于避雷针的保护范围之内。即要求避雷针高于天线，而且两者的距离又不能太远，以确保雷击避雷针时天线免遭雷击。另一方面，当避雷针遭受雷击时，强大的雷电流流过避雷针，引下线和接地体，其上产生很高的对地电位。如果它们距天线过近，两者之间将发生放电，称为反击，将高电位引向天线。因此，避雷针、引下线及馈线之间还应保持足够的电气距离。一般天线支架中心距避雷针的距离应大于5M。它们之间的位置关系可由下式计算：
R＝（1.6ha×p）／(1＋h2／h1) ha
h1-避雷针的高度（m）
h2-被保护物的高度（m） h1
ha-避雷针的有效高度ha＝h1－h2 (m) h2
R-高度为h2平面上的保护半径(m)
p-系数（h1＜30m p＝1;h1＞30m p＝5.5）
在半径为R的范围内，凡高度不超过h2的 2R
设备均能得到保护。其具体情况如图㈠所示。 图㈠
4．1．2引下线
以避雷针作为接闪器，应使用截面积足够粗的引下线将其可靠引至接地装置，否则因为避雷针为局域制高点，散流不畅，反而会“引狼入室”。引下线的选用应注意：引下线的材料应以多股塑皮铜线为优，也可以采用圆钢和扁钢，我们这里用的是截面积为35mm2的多股塑皮铜线。引下线应尽量短和直，有利于减少电阻，减少分布电感，以利散流。引下线与接闪器及接地装置等之间的接头，不能用压接和锡焊方式，必须用铜焊或电焊将其焊牢。
4．2．3天线支架接地
除了天线附近设避雷针外，天线支架还要可靠接地。这样，即使发生雷电绕击事故，也会起到良好的保护作用，减轻事故的危害程度。
只要用避雷针制作的避雷系统设计合理、施工到位，就能化解绝大多数直击雷，而由信号线与输电线引入的雷击现象反而占雷害的绝大多数。
4．2信号避雷
雷电流主要分布在低频频段，且随着频率的升高而递减。信号避雷，理论上可用波导分流理论将处于低频段的雷电流与处在高频段的信号分开。现已有成形产品，即信号避雷器。操作上只需在高频头和接收机（PES或TES）之间串联上信号避雷器即可。但信号避雷器对信号有一定的衰减，对高纬度地区接收信号不利，同时要将馈线剪断，增加出现故障的概率，更重要的是此方法是否确实有效尚不明确。玉林地区TES曾采用此方法进行信号避雷，使得话音网信号时好时坏，影响信号接收。对信号避雷，我们采用的方法是使用尽可能短的馈线，且沿墙走线在避雷针的保护范围内。另外，将高频头的接地螺丝处用6mm2塑皮铜线与天线底座联结起来，再可靠接至专用安全保护地上。这样既可防直击雷，又可防感应雷或侧击雷。
4．3市电的防雷
由于市电引雷的后果十分严重，所以要严加防范。机房供电系统均应在进口处加避雷器,在UPS前端加二级电源避雷器,UPS后端设备前应加装三级电源避雷器.
另外，电源进户线应避免采用架空电缆，最好是用金属铠装电缆代替橡套电缆埋入地下走线。若必须使用架空电缆，其上应做架空避雷线（架空地线）。当输电线过长时，每隔15m应加装一个雷电抑制点。
室内电源线的走线，应放在金属管中，有条件的话，应用金属线槽，这样可以防磁、防灰、防水、防干扰；也便于检修。
5．接地系统处理方法
以上介绍了VSAT小站机房的三种接地形式：①安全保护地，即电子设备的金属外壳与地之间的电气连接。②交流工作地，即三相四线制中的中性点与地之间的电气连接。③避雷地。
9210工程建设之初，根据旧避雷理论，允许避雷地与保护地共用一根接地引下线，并在机房处共点。我区各地市台站就是按照该标准进行接地处理的。而近年来新的防雷研究成果表明，这种方法有将感应雷电引入机房接收设备的隐患，特别容易引起计算机通信网络中的调制解调器和网卡的损坏。现在机房接地大多采用“共用接地”方式。它利用等电位原理，减少了通信设备在雷击时因电位不同而损坏的概率，同时也降低了因施工不同的地网而对环
境的要求，是一种投资少，见效好
的接地方式。综合以上理论我们具
体采用的是工作地与避雷地通过同
一条引下线接到地网上，保护地通
过另一条引下线接到同一地网上。 15m
两条下引线之间相15m。具体连接 ＝ ＝
如图㈡所示。 图㈡ 本地区接地方式
避雷地线是向大地引泄雷电电流的，雷击电位可达100万伏到1000万伏，雷电流可高达上百安培，对于计算机通信系统中的弱小信号极易产生干扰和破坏。这种接地方式既考虑VSAT系统的安全保护，还兼顾了信息的可靠。
VSAT系统这种先进的通信系统，其逻辑电平进一步下降，速度也大为提高，就更需要防止主要来自交流零线的共模干扰和主要来自外界电场、磁场的作用而产生的串模干扰，导致计算机通信系统的逻辑错误。因此，规范接地系统具有现实意义的。
在VSAT小站全国巡检前，我们严格按上面所述重新整改机房后，本地区PES上行不通的问题，得到解决。经过四个多月的运转,HES站上、下行传输资料一直都很正常。
5．小结
VSAT机房的规范接地很重要，但却不是一劳永逸的事，还要定期检测和维护，长时间不问不管，也会出问题。这次全国VSAT小站巡检有很大的现实意义，它把9210工程的维护、管理提到日常业务中，使大家不断地摸索、探讨新出现的问题，以保证VSAT设备生命周期和重点工程的投资效益。