ITU-T K 39 FRENCH-1996 Risk Assessment of Damages to Telecommunication Sites Due to Lighting Discharges《雷电放电引起电信场所破坏的危险评估 系列K 干扰防护 5号研究组 18pp》.pdf

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1、UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS5)4 4 + SECTEUR DE LA NORMALISATIONDES TLCOMMUNICATIONSDE LUIT(10/96)SRIE K: PROTECTION CONTRE LESPERTURBATIONS%VALUATION DES RISQUES D ENDOMMAGEMENT DESINSTALLATIONS DE TLCOMMUNICATION PAR LA FOUDRERecommandation UIT-T K.39(Antrieurement Recommandation du CC

2、ITT)RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE KPROTECTION CONTRE LES PERTURBATIONSPour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T.Recommandation K.39 (10/96) iAVANT-PROPOSLUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUnion internationale destlcommunica

3、tions (UIT). Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met cesujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale.La Confrence mondiale de normalisation des tlcommunications (CMNT), qui se runit tous les quatre ans, dte

4、rmineles thmes dtudes traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T lesquelles laborent en retour des Recomman-dations sur ces thmes.Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans laRsolution n 1 de la CMNT (Helsinki, 1er-12 mars 1993).La Recommanda

5、tion UIT-T K.39 que lon doit la Commission dtudes 5 (1993-1996) de lUIT-T, a t approuve parla CMNT (Genve, 9-18 octobre 1996)._NOTES1. Dans la prsente Recommandation, lexpression Administration est utilise pour dsigner de faon abrgeaussi bien une administration de tlcommunications quune exploitation

6、 reconnue de tlcommunications.2. Les termes annexe et appendice aux Recommandations de la srie K ont la signification suivante: une annexe une Recommandation fait partie intgrante de la Recommandation; un appendice une Recommandation ne fait pas partie de la Recommandation, il contient seulementquel

7、ques explications ou informations complmentaires spcifiques cette Recommandation. UIT 1997Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque formeque ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les micr

8、ofilms, sans laccordcrit de lUIT.ii Recommandation K.39 (10/96)TABLE DES MATIRESPage1 Introduction 12 Domaine dapplication 13 Rfrences 14 Dfinitions 25 Gnralits 26 Mcanismes de couplage 26.1 Couplage rsistif . 26.2 Couplage magntique . 26.3 Couplage lectrique 36.4 Couplage lectromagntique. 37 Princi

9、pes dvaluation du risque. 37.1 Frquence des dommages (F) . 37.2 Risque dendommagement (R) 48 Calcul des zones risque . 59 Evaluation des facteurs de probabilit p 610 Facteur de dommages indirects (d ) 911 Niveau de risque acceptable (Raccept) 9Appendice I Exemple Evaluation du risque dendommagement

10、dun centre de tlcommunication avec mtdantenne proche. 10Recommandation K.39 (10/96) iiiRSUMLa prsente Recommandation servira de base aux responsables de la production dans lvaluation des risques de gravesdommages dus la foudre. Elle comporte une analyse des risques, notamment les effets de chocs de

11、foudre frappantdirectement les installations ou tombant proximit et les surtensions transmises par des services entrants,principalement les rseaux dalimentation et de communication. Elle traite en outre des plus efficaces mesures deprotection additionnelles, destines aux installations dont la protec

12、tion de base est insuffisante.Une partie de la prsente Recommandation porte sur les risques datteinte corporelle encourus par le personnel prsentsur le site pendant les orages.La prsente Recommandation est fonde sur un concept issu du Comit dtudes 81 de la CEI, quelle modifie en vue deson applicatio

13、n aux systmes de tlcommunication.Lexemple donn dans lAppendice I concerne un centre de tlcommunication avec mt dantenne proche.Recommandation K.39 (10/96) 1Recommandation K.39Recommandation K.39 (10/96)VALUATION DES RISQUES DENDOMMAGEMENT DES INSTALLATIONSDE TLCOMMUNICATION PAR LA FOUDRE(Genve, 1996

14、)1 IntroductionLes mesures de protection contre les phnomnes de surtension alatoires tels que la foudre, sont en grande partieempiriques. On a constat, dans les systmes de communication complexes, que les zones construites taient galementexposes, alors quauparavant on considrait quelles ne ltaient p

15、as. La gnralisation des stations de radiocommu-nication ayant des mts dantenne levs pour les tlcommunications hertziennes ont augment considrablement lerisque dendommagement d des chocs de foudre frappant directement le site.Les besoins de protection doivent tre fonds sur une valuation des risques,

16、compte tenu du cot et de limportance dusystme, de lenvironnement lectromagntique, de lemplacement et de la probabilit des dommages. Les niveaux et lesmthodes de protection doivent galement tenir compte des cots de linstallation et de la maintenance des dispositifsprotecteurs.Lvaluation de la probabi

17、lit de cas de surtension et la sensibilit de linstallation de tlcommunication existantepermettront sans doute daboutir une protection quilibre de lensemble du systme.Les mesures de protection visant liminer les atteintes corporelles graves au cours des orages ont une importanceparticulire dans les i

18、nstallations dotes de personnel, temporairement ou en permanence.2 Domaine dapplicationLa prsente Recommandation est une mthode dvaluation des risques dendommagement des quipements situs dansles installations de tlcommunication; elle traite de la scurit du personnel face aux dangers des surtensions

19、et dessurintensits dues des chocs de foudre.3 RfrencesLa prsente Recommandation se rfre certaines dispositions des Recommandations UIT-T et textes suivants qui de cefait en sont partie intgrante. Les versions indiques taient en vigueur au moment de la publication de la prsenteRecommandation. Toute R

20、ecommandation ou texte tant sujet rvision, les utilisateurs de la prsente Recommandationsont invits se reporter, si possible, aux versions les plus rcentes des rfrences normatives suivantes. La liste desRecommandations de lUIT-T en vigueur est rgulirement publie.1 Rapport technique 1662 de la CEI:19

21、95, Evaluation des risques de dommages lis la foudre.2 Publication 1024-1 de la CEI:1990, Protection des structures contre la foudre, Partie 1: Principes gnraux.3 Publication 1024-1-1 de la CEI:1993, Protection des structures contre la foudre, Partie 1: Principesgnraux Section 1: Guide A Choix des n

22、iveaux de protection pour les systmes de protection contre lafoudre.4 Publication 1312-1 de la CEI:1995, Protection contre limpulsion lectromagntique gnre par la foudre,Partie 1: Principes gnraux.5 Recommandation UIT-T K.20 (1996), Immunit des quipements de commutation des tlcommunications auxsurten

23、sions et aux surintensits.6 Recommandation UIT-T K.21 (1996), Immunit des terminaux dabonn aux surtensions et aux surintensits.7 Recommandation UIT-T K.22 (1995), Immunit aux surtensions des quipements connects un bus T/Sde RNIS.8 Recommandation UIT-T K.27 (1996), Configurations quipotentielles et m

24、ise la terre dans les btiments detlcommunication.9 Recommandation UIT-T K.40 (1996), Protection des centres de tlcommunication contre les impulsionslectromagntiques dues la foudre.2 Recommandation K.39 (10/96)4 DfinitionsLa prsente Recommandation dfinit les termes suivants.4.1 dispositif de protecti

25、on contre les surtensions; parasurtension: dispositif ayant pour but de limiter lessurtensions transitoires et de drouter les courants de pointe. Il contient au moins un composant non linaire.4.2 circuit (dinterface) de ligne dabonn (SLIC, subscriber line circuit); joncteur: carte imprime assurant d

26、esfonctions de ligne dabonn, place dans un centre de commutation linterface avec les lignes de tlcommunicationextrieures.5 GnralitsLes centres de tlcommunication et autres systmes dinformation comportent beaucoup dquipements lectroniquessensibles aux chocs de la foudre. Les installations non protges

27、 peuvent tre endommages par les dcharges entre unnuage et le sol se produisant plusieurs kilomtres de distance. Mme les dcharges dun nuage lautre peuvent causerdes perturbations.Les risques dendommagement dpendent dun certain nombre de facteurs dont les plus importants sont les suivants: les types d

28、e services entrants, en particulier lalimentation lectrique et les cbles de tlcommunication; la taille et la forme des btiments contenant les quipements et leffet dcran des matriaux deconstruction; lagencement du systme lectronique, notamment le cheminement des cbles et lutilisation de blindagesinte

29、rnes; des mesures de protection intgres dans la construction de btiments, inhrentes aux quipements ou auxinterfaces entre les cbles externes et internes.Les dommages physiques des installations de tlcommunications sont en grande partie des dgts matriels causs auxquipements lectroniques la suite de s

30、urtensions et de surintensits sur des lignes entrantes. La foudre frappantdirectement un btiment peut endommager gravement celui-ci par incendie, explosion ou autre destruction physique.Dans de tels cas, les quipements quil abrite subissent gnralement des dommages graves.Les logiciels du systme peuv

31、ent galement tre dtruits ou touchs, les mmoires effaces, les alarmes peuvent treinduites en erreur ou paralyses.Quoi quil en soit, les consquences les plus graves dun orage rsident souvent dans linterruption du service detlcommunication, entranant des frais levs pour labonn et pour loprateur.6 Mcani

32、smes de couplageLes phnomnes transitoires rsultant de la foudre atteignent un centre de tlcommunication ou un systme analoguepar les mcanismes de couplage ci-aprs.6.1 Couplage rsistifLa foudre touchant un objet produit une lvation du potentiel qui peut atteindre plusieurs centaines de kilovolts au p

33、ointdimpact, par rapport la terre loigne. Dans un centre de tlcommunication, llvation du potentiel produira descourants qui se rpartiront entre les services conducteurs mtalliques tels que les lignes de tlcommunication et leslignes dalimentation connectes au point de rfrence du systme. Les courants

34、dans les blindages de cble produisentdes surtensions entre le blindage et les conducteurs isols du cble, qui sont proportionnelles limpdance de transfert.6.2 Couplage magntiqueLes courants de foudre circulant dans un conducteur ou dans le canal de dcharge produisent des champs magntiquesdont on peut

35、 estimer que, pour les distances jusqu quelques centaines de mtres, la variation temporelle est, enprincipe, identique celle du courant. Toutefois, le champ magntique est souvent perturb et affaibli par les matriauxde construction et par les objets environnants, raison pour laquelle une analyse plus

36、 pousse peut savrer ncessairedans certains cas.Recommandation K.39 (10/96) 3Les variations du champ magntique induisent des tensions et des courants dans la filerie interne et dans le cblageextrieur.La rpartition des caractristiques des courants de foudre est donne dans la Publication 1024-1-1 de la

37、 CEI, Guide-A Choix des niveaux de protection pour les installations de protection contre la foudre.6.3 Couplage lectriqueA ct de la charge dans la partie infrieure du canal de foudre, se produit un champ lectrique de trs forte intensit, quipeut avoir des effets sur les quipements dantenne tige. A l

38、intrieur des btiments, les brouillages causs par ce champpeuvent en principe tre ngligs.6.4 Couplage lectromagntiqueMme grande distance, les champs lectromagntiques produits par la foudre imposent des surtensions considrablesaux rseaux de tlcommunication tendus. Ces brouillages par conduction appara

39、issent linterface avec lesquipements. Les champs directement rayonns ne risquent gure dendommager les quipements de tlcommunicationsitus dans un btiment ou dans une armoire.7 Principes dvaluation du risqueLvaluation du risque dendommagement dans un centre de tlcommunication doit tre faite en deux ta

40、pes; lapremire consiste valuer les besoins de base en matire de protection contre la foudre pour lobjet considr, ladeuxime choisir les mthodes de protection et la rsistance lnergie des composants de protection (lesparasurtensions) utiliss sur les rseaux de tlcommunication et dalimentation lectrique.

41、7.1 Frquence des dommages (F)Il convient de dfinir les zones risque des mcanismes de couplage dcrits ci-dessus. On part de lhypothse que lesclairs limits ces zones endommagent le btiment des tlcommunications (TS) lui-mme ou du moins lesquipements lectroniques quil abrite (Figure 1).T0507080-96/d0143

42、cble de communicationou dalimentationmtFigure 1/K.39 Zones exposes la foudreAd Zone quivalente expose aux risques dus aux chocs de foudre atteignant directement le btiment.AnZone expose aux risques dus la foudre atteignant le sol prs du btiment et touchant le centre de tlcommunication par couplage r

43、sistif ou inductif.AsZone expose aux risques dus la foudre via les services entrants (alimentation lectrique, cble de tlcommunication, etc.). AaZone expose aux risques dus la foudre tombant sur des objets proches, tels que des mts dantenne, ayant une connexion mtallique avec le centre de tlcommunica

44、tion.AaAsAndd1AdFIGURE 1/K.39.D01 = 9 cmIl faut noter que les diffrentes zones risques peuvent se chevaucher et il y a lieu den tenir compte dans le calcul de lazone totale expose au risque.Les structures leves peuvent, dans une certaine mesure, protger les btiments ou les zones proches des clairs d

45、irects.Ceux-ci entranent gnralement des dgts plus importants que les clairs indirects.4 Recommandation K.39 (10/96)On suppose par ailleurs que la zone risque As, celle des cbles entrants, a une plus grande priorit que la zone Andansle cas des clairs atteignant le sol prs du lieu protger.La somme des

46、 zones reprsente la zone risque totale du site et correspond au nombre moyen de dommages paranne (F), lintensit de foudre normalise (Ng) de 1 clair atteignant le sol par km2et par an. On part de lhypothseque les quipements de tlcommunication ont une immunit aux transitoires dus la foudre conforme au

47、x prescriptionsdes Recommandations K.20, K.21 et K.22 et que les quipements dalimentation lectrique sont conformes dautresnormes internationales. Les prescriptions porteront notamment sur les valeurs des paramtres des phnomnestransitoires, soit la tension maximale, lintensit, la charge, la raideur du courant, lnergie spcifique, etc.Les zones risque sont calcules en partant de lhypothse que le centre de tlcommunication nest pas pourvu demesures de protect