GB/T 19856.2-2005 雷电防护 通信线路 第2部分：金属导线

ICS33.040.50

M42遏日

中华人民共和国国家标准

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

雷电防护通信线路

第2部分:金属导线

Lightningprotection-Telecommunicationlines-

Part2:Linesusingmetallicconductors

(IEC61663-2:2001，IDT)

2005-07-29发布2006-04-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

目次

前言··、·······，，···················，·，········，························，········································，，…8I

引言···，··················································，··············，，···········································……IV

1范围····，，··········，，·······，·········，·············，·············································，···········……1

2规范性引用文件·，·····，···············，，······················，··········……，，二，，·······.·……1

3术语和定义································，·······················】·······················」·····················……1

4参考结构········，·········，，，二·。1········。。，，······，·，，，··，·1···，·，·。。·········，····‘·····……7

5环境因子KQ、安装因子K,、屏蔽因子K，以及过渡点约定长度LET·································……8

6防护需求·，······················，···········································，，···············，················……10

7防护措施·，····，·····，，···‘·················，··········，，···················································，·…14

附录A(规范性附录)采用金属导线的通信线路和信号线路雷电防护措施需求的评估程序···……20

附录13(规范性附录)通信线路沿线与地连接的电缆屏蔽层的电阻值·····，·······················……22

附录C(规范性附录)引起进人建筑物的通信线路受损的直击建筑物的雷电流I的估算······……23

附录D(资料性附录)通信线路上的过电压、过电流及损害频度Fp··································…25

附录E(资料性附录)每次损害的预期损失相对量S···，·············‘················一·27

附录F(资料性附录)保护需求的应用实例·········，·········································-·········……28

F.1非暴露环境中的通信线路································，····……，···············……，····……，.…28

F.2暴露环境中的通信线路···················，···········‘··················.········.·28

附录G(资料性附录)环境因子KQ35

附录H(资料性附录)损害风险R36

图.11参考结构·································-············································.··.·..·……7

图9乙参考结构的实例········································.·...·······……卜卜……，二7

图八凸在非暴露和暴露环境中采用埋地屏蔽电缆，暴露环境中采用屏蔽和非屏蔽架空电缆

通信线路的各个线段···············.·····.·……，.，，，...……，..……，，，.a

图d占实际情况下屏蔽因子取值示例······，·······················、·················.··..········一·s

图二刁直击建筑物的雷电流峰值的概率13

图D产建筑物中正确安装SPD的例子(假定户内设施采用TN-S结构的供电系统)····一16

图月1进人暴露建筑物的通信线路的防护措施实例1R

一

图A.1采用金属导线的通信线路或信号线路是否需要雷电防护的评估程序

图B.1在兀点安装SPD

图F.1暴露区域和非暴露区域中的通信线路—采用埋地屏蔽电缆、屏蔽架空电缆及非屏蔽

架空电缆的各线段················，·····················，·············、····························一·“

图F.2处在非暴露环境、暴露环境和特别暴露环境中的通信线路—各线段为埋地屏蔽电缆

和架空屏蔽电缆、····························，，··、，···············，，·，··········，···················一·

表1安装因子····…·…““’““”‘“‘

表2固有屏蔽因子的典型测量值二

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

表3埋地电缆防雷电直击措施的保护因子

表D.1常数a的数值········，，·····111·。二，，，，，，，，，······························111…，.，.25

表D.2式(D.8)中常数b的数值···············································，··············……26

表D.3雷电感应电流的峰值.··一，...……，，·.········..……26

表F.1以式(22)和式(23)计算埋地屏蔽电缆过渡点约定长度的最大值····························，一28

表F.2图F.1所示各过渡点的约定长度最大值···························································，一30

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月U舌

本标准由以下两部分组成:

雷电防护通信线路第1部分:光缆;

雷电防护通信线路第2部分:金属导线。

本部分是GB/T19856的第2部分，等同采用IEC61663-2:2001《雷电防护通信线路第2部

分:金属线路))(英文版)。在技术内容上和编写规则与上述IEC标准等同。

本部分的附录A,B,C是规范性附录，附录D,E,F,G,H是资料性附录。

本部分由全国雷电防护标准化技术委员会((SAC/TC258)提出并归口。

本部分由清华大学负责起草，广东省防雷中心、湖南通信公司参加起草。

本部分主要起草人:何金良、陈水明、曾嵘、杨少杰、黄智慧、张伟安、李冬根。

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引言

采用金属导线的通信线路的雷电防护，涉及雷电在通信线路产生的过电压及过电流的防护。过电

压和过电流用诸如峰值、波前时间、半波时间及单位能量等参数表征。预期的过电压及过电流参数的数

值变化很大，呈统计分布，取决于几方面的因素，如地理位置及线路特征。

因此，遵照本部分采用的通信线路防雷措施不能绝对保证通信线路及所连设备的保护。然而，采用

本部分会显著减小雷电引起的对线路及其连接设备的损害风险。

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雷电防护通信线路

第2部分:金属导线

范围

本部分适用于采用金属导线的户外通信线路(例如:网络、建筑物间的联络线路)的雷电防护。

这些线路涉及:

—连接交换机与网络终端(NT1)的通信线路;

—用于连接不同建筑物中的设备的通信线路或信号线路，例如，ISDN线路或计算机间的信

号线。

注:在本部分中，此类线路称之为“通信线路”。

本部分的目标是通过将由这些线路上易于出现的过电压及过电流引起的损害风险限制到小于或等

于容许损害风险，来实现通信线路及所连设备对雷电直接及间接效应的防护。详情见附录A.

设备安装的实际布局及建筑物的类型也对通信线路的雷电损害风险评估有影响，但这些影响及其

他类似因素的影响超出了本标准的范围，由相应的其他专门标准述及。

内芯有金属线对的光纤遵循本标准的要求及IEC61663-1中所规定的要求进行保护

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过GB/T19856的本部分的引用而成为本部分的条款。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部分，然而，鼓励根据本部分达成

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

部分。

GB/T19271.1-2003雷电电磁脉冲的防护第1部分:通则(IEC61312-1:1995,IDT)

GB/T19856.1-2005雷电防护通信线路第I部分:光缆(IEC61663-1:1999,IDT)

IEC60364-4-443:1995建筑物的电气设施第4部分:安全防护第44章:过电压防护第443

节:大气过电压或操作过电压的防护

IEC61024-1-1:1993建筑物防雷第1部分:通则第1章:指南A防雷装置保护级别的选择

IEC61662/TR:1995雷击损害风险的评估

ITU-TK.12:1995用于通信装置保护的气体放电管的特性

ITU-TK.20:1996通信交换设备耐过电压及过电流的能力

ITU-TK.21:1996用户终端设备耐过电压及过电流的能力

ITU-TK.22:1995连接至ISDNT/S总线的设备的耐过电压能力

ITU-TK.27:1996通信建筑物内部的等电位连接结构及接地

ITU-TK.28:1993通信装置保护用的半导体避雷器的特性

ITU-TK.31:1993用户建筑物内部通信装置的等电位连接结构及接地

EN50310:1998内有信息技术设备的房屋中的等电位连接及接地

术语和定义

以下术语和定义适用于GB/T19856的本部分。

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

3.1

每次雷击损害的预期损失expectedlossperdamage

舀

由雷击引起的通信线路每次损害的预期服务损失的相对数量。

3.2

雷电直击架空线路引起的每次损害的预期损失expectedlossperdamagecausedbydirectlight-

ningtoaerialline

占.

雷电直击架空线路引起的每次损害的预期服务损失的相对数量。

3.3

雷电直击埋地线路引起的每次损害的预期损失expectedlossperdamagecausedbydirectlight-

ningtoburredline

Sb

雷电直击埋地通信线路引起的每次损害的预期服务损失的相对数量。

3.4

间接雷击通信线路引起的每次损害的预期损失expectedlossperdamagecausedbyindirecttotel-

ecommunicationline

6p

间接雷击通信线路引起的每次损害的预期服务损失的相对数量。

3.5

雷电直击暴露建筑物引起的每次损害的预期损失expectedlossperdamagecausedbydirectlight-

ningtoexposedstructure

占，

雷电直击有通信线路进人的暴露建筑物引起的每次损害的预期服务损失的相对数量。

3.6

等电位连接排equipotentialbondingbar

EBB

用作公共参考电位的导电排，金属装置、外来导电部件、电力线、通信线路以及其他电缆可与之连接

(见GB/T19856.1-2005中3.19)。

3.7

容许损害频度tolerablefrequencyofdamage

F,

无需采取附加保护措施，由直接雷击及间接雷击引起的通信线路预期年平均损害频度的最大值。

3.8

损害频度frequencyofdamage

F,

通信线路因雷电产生的预期损害的年平均出现次数

注:F，的倒数为损害出现的平均间隔时间，单位为年

3.9

雷电直击架空线路引起的损害频度frequencyofdamagecausedbydirectlightningtoaerialline

F,

架空通信线路因直接雷击造成预期损害的年平均出现次数。

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3.10

直击埋地线路引起的损害频度frequencyofdamagecausedbydirectlightningtoburiedline

Fvn

埋设地下的通信线路由直接雷击产生预期损害的年平均次数。

3.11

间接雷击通信线路引起的损害频度frequencyofdamagecausedbyindirectlightningtotelecom-

municationline

Fw

通信线路因间接雷击产生的预期损害的平均出现次数。

3.12

直击暴露建筑物引起的损害频度frequencyofdamagecausedbydirectlightningtoexposedstruc-

凡

有通信线路进人的暴露建筑物遭直接雷击引起的预期损害的年平均出现次数。

3.13

直接雷击电流directlightningcurrent

I

雷直击建筑物时，在屏蔽电缆和非屏蔽电缆中引起屏蔽层击穿电流I，以及导线故障电流I。的雷

电流峰值。

3.14

故障电流failurecurrent

I,

导致电缆直接起弧放电并引起损害的雷电流的最小峰值。

3.15

导线故障电流failurewirecurrent

工

在通信电缆的金属导线上流过的引起电缆损害的电流。

3.16

屏蔽层击穿电流sheathbreakdowncurrent

I

在通信电缆屏蔽层中流过、引起电缆芯内金属导线与电缆金属屏蔽层间击穿电压的电流。

3.17

损害校正因子damagecorrectionfactor

Ka

为保守估算损害频度而采用的一个因子

3.18

环境因子environmentalfactor

K.

考虑了线段安装区域对线段本身直接的和间接的雷电效应保护和屏蔽特性而采用的一个因子。

安装因子installationfactor

K;

考虑线段的安装条件(如架空安装或埋地安装)而采用的一个因子

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3.20

保护因子protectionfactor

Kp

考虑保护措施的作用而采用的一个因子

3.21

屏蔽因子shieldingfactor

凡

表征每一线段的电缆屏蔽特征的因子

3.22

线段约定长度conventionalline-sectionlength

Ld

安装第i线段所在区域的环境因子Ke;、屏蔽因子K、安装因子K;及第，线段的长度L的乘积

及，=Ke;XK,;XK;;X么

3.23

过渡点约定长度conventionaltransitionpointlength

LT

与所涉过渡点相关的构成通信线路或通信线路的两部分的若干个线段约定长度之和。

3.24

线路终端linetermination

LT

用以端接户外通信线路的物理接口。

3.25

直击雷频度directlightningflashfrequency

N,

对通信线路或通信线路在其中终止的建筑物的直击雷的预计年平均次数。

3.26

地闪密度groundflashdensity

Ng

建筑物或通信线路所在区域的平均地闪密度，以每年每平方公里闪击次数表示(见IEC61024-1-1).

3.27

容许的损害风险tolerableriskofdamage

R,

无需附加防护措施，由直接或间接雷击造成的损害风险的最大限度

3.28

损害风险riskofdamage

R,

通信线路因直接或间接雷击引起的预计每年的服务损失。

3.29

雷电直击架空线路造成的损害风险riskofdamagecausedbydirectlightningtoaerialline

Rp.

雷电直击架空通信线路引起的可能的年平均服务损失。

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3.30

雷电直击埋地线路引起的损害风险riskofdamagecausedbydirectlightningtoburiedline

Rp,

雷电直击埋地通信线路引起的可能的年平均服务损失。

3.31

间接雷击通信线路引起的损害风险riskofdamagecausedbyindirectlightningtotelecommunica-

tionline

Rw

间接雷击通信线路引起的可能的年平均服务损失

3.32

雷电直击暴露建筑物引起的损害风险riskofdamagecausedbydirectlightningtoexposedstruc-

ture

Ra

雷电直击有通信线路进人的暴露建筑物引起的可能的年平均服务损失。

3.33

浪涌保护器surgeprotectivedevice

SPD

限制瞬态过电压以及分流浪涌电流的装置，它至少包含一个非线性元件。

3.34

过渡点transitionpoints

T

在以下二者之间界面上的点:

a)外部线路与建筑物或空间之间:

丁::交换机建筑物与通信线路之间的过渡点;

Ts:用户建筑物与通信线路之间的过渡点。

b)埋地电缆和架空电缆之间或具有不同耐压的埋地电缆或架空电缆之间:

T,:纸绝缘埋地电缆与塑料绝缘埋地电缆之间的过渡点;

T,:纸绝缘埋地电缆与塑料绝缘架空电缆之间的过渡点;

Tp:塑料绝缘埋地电缆与塑料绝缘架空电缆之间的过渡点。

C)屏蔽电缆和非屏蔽电缆之间:

T,:屏蔽电缆(埋地或架空)和非屏蔽电缆(埋地或架空)之间的过渡点。

d)线路与网络中设备之间:

TM:通信线路与网络中的设备之间的过渡点

e)不同的环境之间:

To:具有相同屏蔽因子和安装因子但有不同的环境因子的两相邻线段之间的过渡点。

3.35

雷暴日thunderstormday

Td

从年平均雷暴日数分布图获得的每年雷暴日数(见IEC61024-1-1).

击穿电压breakdownvoltage

U。

通信电缆内芯的金属导线与屏蔽层间的冲击击穿电压。

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3.37

损害damage

诸如导线绝缘层穿孔或导线熔化的通信线路电缆的破坏和/或与线路相连设备的损坏引起服务中

止或服务降低至不能接受的限值以下的破坏。

3.38

环追environment

安装了通信线路的城市或乡村区域。

3.39

暴露建筑物exposedstructure

诸如通信塔或高层建筑物等按IEC61024-1-1要求需防直接雷击的建筑物

3.40

间接影响indirectinnuences

在通信线路上由间接雷击引起的过电压和过电流产生的影响。

3.41

间接雷击indirectlightning

不直接击中通信线路但通过电磁藕合和/或阻性藕合对通信线路会产生间接影响的雷电。

3.42

线段linesection

两相邻过渡点之间的部分通信线路，其特征是具有相同的屏蔽因子K,、安装因子K,、环境因子

KQ，以及电缆耐压。

3.43

防雷电缆lightningprotectivecables

具有增强介电强度，其金属屏蔽层直接或通过导电塑料护层与土壤连续接触的特殊电缆。

3.44

防雷电缆槽lightningprotectivecableducts

与土壤接触的低电阻电缆槽(例如，内含互连结构钢筋的混凝土槽或金属槽)。

3.45

抵抗能力resistibility

设备耐受过电压/过电流而不损坏的能力。

注:过电压/过电流期间设备可能失去某一功能，但过电压/过电流过去后，设备工作正常

3.46

乡村地区ruralarea

人口稠密区之外的区域。

注:在人口稠密区有大量金属管线布置在通信网络附近，乡村地区可看作暴露环境

3.47

屏蔽电缆shieldedcable

在所有的接头处屏蔽层均跨接而无间断的电缆。

3.48

通信线路telecommunicationline

可以置于不同建筑物中的设备之间通讯用的传输介质。

3.49

通信交换telecommunicationswitch

采用电气元件/电子元件换接通信服务的系统。

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

3_50

城市地区urbanarea

人口稠密的区域，该区域有大量金属管线布置于通信网络附近。

4参考结构

通信线路可由若干不同线段组成，这些线段可使用:

—埋地电缆或架空电缆;

—屏蔽电缆或非屏蔽电缆;

—纸绝缘电缆或塑料绝缘电缆

图1示出通信线路的参考结构(亦见图2及图3)，参考结构的一个实例见图2,

WIM6fsli线路终端

设各:如多路转换器、光纤网络单元(ONO)

e)通信交换机和线路终端之间的连接或不同建筑物之间设备的连接

TeL,丁,,L,TkLT

交换机或.00-0-Oeseseseseseses.线路终端

建筑物或建筑物

第1段第i段第几段

注1:点几和点TK(k-1-4)，点几和点只均是过渡点(见334)

注2:L;是第，线段的长度

b)线段

图1参考结构

电信终端设备

图2参考结构的实例

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

5环境因子凡、安装因子K、屏蔽因子凡以及过渡点约定长度L-

5.1环境因子凡

GB/T19856的本部分假定通信线路是由一个或多个线段组成(见图3).

暴露环境

图3在非暴露和暴露环境中采用埋地屏蔽电缆，暴露环境中采用屏蔽

和非屏蔽架空电缆通信线路的各个线段

注:图3和图4中所示的T.点代表具有相同屏蔽因子和安装因子，但环境因子不同的两相邻线段间的过渡点，在

GB/T19856的本部分中对To是否需保护无需评估。

每一线段安装在确定的区域且有特定的安装条件。安装线段的区域以下列环境因子表征:

非暴露区域K,=0;

暴露区域K一to

网络操作人员或设施的所有者应评估线路是安装在非暴露区域还是暴露区域。如果不能作此评

估，本部分建议城区可认为非暴露环境而乡村为暴露环境

注:附录F给出估算K。的一种经验方法

5.2安装因子

对架空或埋地的第，段线段，以安装因子K;表征，与电缆的屏蔽特性无关

安装因子值示于表1,

表1安装因子

安装条件K;,

架空1

埋地o.5

5.3屏蔽因子凡

采用屏蔽电缆以代替非屏蔽电缆是改进各个不fAl线段屏蔽因子的措施

电缆固有屏蔽因子值是单位长度屏蔽层的直流电阻值的函数，可用下式计算:

K(1)

+l(/46、

式中:

r为单位长度屏蔽层的直流电阻，固有屏蔽因子的典型测量值示于表

GB/T19856.2-2005/IEC61663-2:2001

这些数值代表电缆的固有屏蔽因子，只应在以下情况采用(见图4):

—通信线上已考虑防护的点，通信线路是被屏蔽的;或

—屏蔽层与大地连续接触(例如，裸埋地电缆或有导电性塑料外护套的电缆)

其他情况下，如果在考虑需作防护的点上通信线路为非屏蔽的，则应始终将电缆认作为非屏蔽的

(K.:=1)。在这些情况下，只有当屏蔽层至少在两端接地，屏蔽线段的屏蔽因子才会小于1。在此情况

下，屏蔽因子也随屏蔽层接地电阻而变，当屏蔽层接地电阻为几十欧姆时，实际屏蔽因子的近似值为

0.5。

表2固有屏蔽因子的典型测.值

电缆特征K

屏蔽层直流电阻等于20d2/km的屏蔽通信电缆0.3

屏蔽层直流电阻等于sf2/km的屏蔽通信电缆0.1

屏蔽层直流电阻等于1Q/km的屏蔽通信电缆0.02

架空屏蔽电缆架空非屏蔽电缆

点0段2段3段4段

r/(d2/km)无关15

Te,T2无关0.020.11

K、值T,无关0.02O'l1

T,无关0.0211

在非暴露环境埋地屏蔽电缆(K,,-0)

图4实际情况下屏蔽因子取值示例

5.4过渡点约定长度LT

每一线段有一约定长度L,;，它是安装第，线段的区域的环境因子K、屏蔽因子凡、安装因子凡

以及第:线段的长度L，的乘积:

儿，=K,;XKXK;;XL;，·二··················甲，，甲甲，(2)

GB/T19856的本部分要求约定长度是从通信线路的每个过渡点看过去计算得到的。

每一线段的屏蔽因子的数值取决于所涉过渡点的屏蔽特性以及屏蔽层的接地连接状况(见5.3),

如果线路两端之间未接有设备，每一过渡点的约定长度是构成通信线路线段的约定长度之和或者

是通信线路两部分之约定长度之和

GB/T19856.2-2005/lEC61663-2:2001

LET:一LcT，一艺L,(3)

L<T4二一艺L};(4)

1

或

L,、一名L,··········...·.·……5)

寿

式中:

L,丁、及L,T,、分别为第k线段及((k+l)点的约定长度。

如果在通信线路两端之间安装有设备，需区分以下两种情况:

a)设备与大地绝缘。

此类设备没有可接近的金属部件，其固有防共模过电压能力通常决定于通信线路的对地绝缘以及

安装于设备内部输人与输出端口之间的SPD。从保护角度来看，可忽略设备的存在，并根据式(3),

(4),(5)估算约定长度。

b)设备的金属部件与大地相连。

此类设备由于通信线路的导线(输人和输出端口)与设备的参考地之间安装