ITU-T K 40 FRENCH-1996 Protection Against LEMP in Telecommunications Centres《电信中心的抗雷电电磁脉冲(LEMP)保护 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 LESPERTURBATIONS0ROTECTION DES CENTRES DE TLCOMMUNICATIONCONTRE LES IMPULSIONS LECTROMAGNTIQUESDUES LA FOUDRERecommandation UIT-T K.40(Antrieurement Recommandation

2、du CCITT)RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE KPROTECTION CONTRE LES PERTURBATIONSPour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T.Recommandation K.40 (10/96) iAVANT-PROPOSLUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est un organe permanent de lUnion internationale destlcomm

3、unications (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

4、, dtermineles 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 Recom

5、mandation UIT-T K.40, 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 exploi

6、tation 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 seuleme

7、ntquelques 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 le

8、s microfilms, sans laccordcrit de lUIT.ii Recommandation K.40 (10/96)TABLE DES MATIRESPage1 Introduction 12 Domaine dapplication 13 Rfrences 14 Dfinitions 25 Configuration de rfrence. 26 Besoins de protection . 27 Mesures de protection 37.1 Principes gnraux: zones de protection contre la foudre (LPZ

9、) 37.2 Mise la terre . 57.3 Liaison quipotentielle: rseau CBN minimal57.4 Cheminement des cbles. 78 Mesures de protection additionnelles. 78.1 Gnralits 78.2 Blindage 7Appendice I Simulation des effets des impulsions LEMP Montage dessai. 7Appendice II Gestion de la protection 10II.1 Nouveaux centres

10、de tlcommunication . 10II.2 Centres de tlcommunication existants. 10Bibliographie . 12Recommandation K.40 (10/96) iiiRSUMLa prsente Recommandation propose des directives en matire de conception des systmes de protection des structuresde tlcommunication contre les impulsions lectromagntiques engendre

11、s dues la foudre (LEMP). Le concept dezones de protection contre la foudre y est prsent sous la forme dun ensemble dans lequel sont fusionnes des mesuresde protection particulires telles que la mise la terre, lquipotentialit, le cheminement des cbles et leur blindage. Desinformations sur la simulati

12、on des effets des impulsions LEMP ainsi quune liste de pointage des mesures de protectiondans les btiments actuels et en construction y figurent galement.Recommandation K.40 (10/96) 1Recommandation K.40Recommandation K.40 (10/96)PROTECTION DES CENTRES DE TLCOMMUNICATION CONTRELES IMPULSIONS LECTROMA

13、GNTIQUES DUES LA FOUDRE(Genve, 1996)1 IntroductionLa prsente Recommandation a pour objet dexposer les principes dinstallation et dessai ncessaires pour protger unestructure de tlcommunication contre les impulsions lectromagntiques dues la foudre (LEMP, lightningelectromagnetic pulse). Elle est axe s

14、ur la conception dun systme de protection efficace de lenvironnement desstructures de tlcommunication.Les directives techniques dinstallation figurant dans la prsente Recommandation sont fondes sur les normes suivantes,tablies par le Comit dtudes 81 de la CEI: Protection des structures contre la fou

15、dre, Partie 1 Principes gnraux(CEI 1024-1) et Protection contre limpulsion lectromagntique gnre par la foudre; Partie 1 Principes gnraux(CEI 1312-1).Les principes de base de la protection des structures contre les impulsions LEMP, savoir la mise la terre, le blindageet lquipotentialit, figurent dans

16、 les Recommandations K.27 et K.35. Si, aprs lapplication de ces principes unestructure, les rsultats de lvaluation des risques par la mthode de la Recommandation K.39 font apparatre que desmesures de protection additionnelles sont ncessaires, on trouvera dans la prsente Recommandation des indication

17、s surles mesures spciales prendre. Les centres de tlcommunication surmonts dantennes ou dont les antennes sontproches prsentent un risque accru car ils sont davantage exposs aux clairs directs; de ce fait, il faut accorder uneattention particulire ce type de structure.2 Domaine dapplicationLes presc

18、riptions de la prsente Recommandation sappliquent aux structures actuelles et nouvelles, telles que les centresde tlcommunication, les grandes installations dabonn et les installations distantes; elle contient des conseils sur laconception et linstallation de mesures de protection contre les impulsi

19、ons LEMP afin de limiter les dommages auxquelssont exposs les quipements et le cblage lintrieur de ces structures.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 vi

20、gueur au moment de la publication de la prsenteRecommandation. Toute Recommandation 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 e

21、n vigueur est rgulirement publie.1 Publication 1024-1-1 de la CEI:1993, Protection des structures contre la foudre, Partie 1: Principes gn-raux Section 1: Guide A Choix des niveaux de protection pour les systmes de protection contre la foudre.2 Publication 1312-1 de la CEI:1995, Protection contre li

22、mpulsion lectromagntique gnre par la foudre Partie 1: Principes gnraux.3 Publication 1312-4 de la CEI:1995, Application guide for protection against LEMP.4 Recommandation UIT-T K.27 (1996), Configurations quipotentielles et mise la terre dans les btiments detlcommunication.5 Recommandation UIT-T K.3

23、5 (1996), Configurations quipotentielles et mise la terre dans les installationslectroniques distantes.6 Recommandation UIT-T K.39 (1996), Evaluation des risques dendommagement des installations detlcommunication par la foudre.7 Manuel UIT-T (1978), Protection des lignes et installations de tlcommun

24、ication contre la foudre.2 Recommandation K.40 (10/96)4 DfinitionsTous les termes et dfinitions dfinis dans la Publication 1024-1 de la CEI sappliquent la prsente Recommandation.Les termes et dfinitions additionnels suivants sappliquent galement.4.1 liaison quipotentielle: moyen permettant dtablir u

25、n contact direct ou indirect (passant par un dispositif deprotection contre les surtensions) entre des lments mtalliques.4.2 rseau quipotentiel commun (CBN, common bonding network): principal moyen pour tablir la liaisondquipotentialit et la mise la terre lintrieur dun btiment de tlcommunication. Il

26、 sagit dun ensemble decomposants mtalliques qui sont, intentionnellement ou non, interconnects pour constituer le principal rseauquipotentiel du btiment. Au nombre de ces composants figurent la structure ou larmature mtallique du btiment, lescanalisations sanitaires mtalliques, les conduits de distr

27、ibution lectrique en courant alternatif, les conducteurs deprotection, les chemins de cble et les conducteurs dquipotentialit. Le rseau CBN a toujours une topologie maille etest connect au rseau de terre (dautres informations sont donnes dans la Recommandation K.27).4.3 rseau quipotentiel commun min

28、imal (MCBN, minimum common bonding network): configurationminimale ncessaire pour la protection contre les impulsions LEMP dans un centre de tlcommunication. On peutinstaller des liaisons dquipotentialit supplmentaires pour amliorer la protection contre les impulsions LEMP etrduire les risques de dg

29、radations. Comme indiqu dans diverses parties de la prsente Recommandation, lefficacit deces amliorations peut tre value par la mthode de la Recommandation K.39.4.4 LPS systme de protection contre la foudre (lightning protection system).4.5 LPZ zone de protection contre la foudre (lightning protecti

30、on zone).4.6 dispositif de protection contre les surtensions; parasurtension: dispositif servant limiter les surtensionstransitoires et driver les courants de pointe. Il contient au moins une composante non linaire.5 Configuration de rfrenceDans la configuration de rfrence autrement dit, le type den

31、vironnement des tlcommunications pour lequel lesprescriptions de la prsente Recommandation doivent tre envisages il y a lieu de prendre en considration lespylnes de tlcommunication sur le toit du btiment ou proximit de la structure.Dans cette configuration, un clair atteignant directement le pylne d

32、e tlcommunication est la source du phnomnedes impulsions LEMP. Lorsque le courant de foudre traverse le pylne, il cre un champ lectromagntique intense;limpulsion se couple avec les cblages internes et externes des quipements se trouvant dans la structure detlcommunication, induisant des surtensions

33、et des surintensits pouvant dtruire des composants lectroniques de cesquipements.En raison de llvation du potentiel de terre, un mcanisme de couplage rsistif se produit galement et une partie ducourant de foudre circulera dans les crans des cbles, produisant des diffrences de potentiel entre conduct

34、eurs et cran.Le couplage rsistif peut galement amorcer les parasurtensions installs lentre des cbles de tlcommunication; laperturbation due aux impulsions LEMP est alors propage par lme du cble de tlcommunication, ce qui peutendommager celui-ci si la tension de claquage de lisolation entre le blinda

35、ge et lme isole est dpasse. Cela peut seproduire non seulement dans les cbles de tlcommunication mais galement dans une large mesure dans lesconducteurs dalimentation lectrique, ce qui peut entraner des problmes pour les quipements connects au rseaudalimentation si leur immunit aux fortes dcharges e

36、st plus faible que le niveau de protection assur par lesparasurtensions du rseau. Voir la Figure 1.6 Besoins de protectionPour valuer les besoins de protection dune structure donne contre limpulsion LEMP, il convient de se rfrer la Recommandation K.39 et dvaluer le risque datteinte directe par la fo

37、udre de la structure principale (Rd) etdune structure proche (Ra). Si le calcul fait apparatre que le risque R est plus lev que le niveau acceptable Raccept(R Raccept), il y a lieu de prendre en considration les mthodes de protection suggres ci-aprs pour atteindre unniveau de risque acceptable.Recom

38、mandation K.40 (10/96) 3T0507120-96/d01structure du btimentquipementde commutationquipementde transmissionquipementradiolectriquealimenta-tionlectriqueMDFrpartiteurdentrecbledalimentationlectriquesystme de mise la terreexterne (lectrode en boucle)services entrantsrseau de mise la terredu pylnesystme

39、 de mise la terre interne (lectrode de terre en fond de fouille)Figure 1/K.40 Exemple de configuration de rfrenceFIGURE 1/K.40.D01 = 13.5 CM7 Mesures de protectionLes paragraphes qui suivent contiennent les mesures proposes pour obtenir la protection contre les impulsions LEMPcompte tenu de limmunit

40、 des interfaces entre les quipements et le cblage interne.7.1 Principes gnraux: zones de protection contre la foudre (LPZ)Il est intressant de diviser le site de tlcommunication protger en zones de protection contre la foudre afin de dfinirles volumes des diffrents niveaux de gravit de limpulsion LE

41、MP et pour dterminer lemplacement des pointsquipotentiels aux limites des zones. Voir la Figure 2.Les limites de ces zones sont caractrises par des modifications importantes des conditions lectromagntiques.A la frontire des zones individuelles, il y a lieu de prvoir une liaison quipotentielle de tou

42、s les lments mtalliquesentrants et de mettre en place des blindages. Les connexions aux frontires entre les zones LPZ 0 et LPZ 1 dfinissent laliaison quipotentielle. Il convient de noter que les champs lectromagntiques lintrieur dune structure sontinfluencs par des ouvertures telles que des fentres,

43、 par les courants dans des conducteurs mtalliques (tels que barresdquipotentialit, blindages de cbles et tubes) et par le cheminement des cbles.4 Recommandation K.40 (10/96)T0507130-96/d02cble dalimentationlectriqueorifice(tel que fentre)antennemt ourampefrontire entrezones LPZ 0 etLPZ 1connexiondqu

44、ipotentialitcble de tlcommunicationservices mtalliquestels que conduites deaufrontire entrezones LPZ 1 etLPZ 2dispositifFigure 2/K.40 Zones LPZ dune structure protger,0: les lments contenus dans cette zone sont exposs des conditions lectromagntiques non attnues dues la foudre. Il est utile de divise

45、r la zone LPZ 0 en zones LPZ 0A et LPZ 0B.,0: ! les lments de cette zone sont exposs aux clairs directs, raison pour laquelle ils doivent pouvoir supporter des chocs entiers. Cest ici que se produit le champ lectromagntique non affaibli. ,0: “ les lments de cette zone ne sont pas exposs aux chocs de

46、 foudre directs mais sont exposs au champ lectromagntique non affaibli.,0: les lments de cette zone ne sont pas exposs aux chocs de foudre directs. Dans toutes les parties conductrices de cette zone, lintensit sera rduite par rapport celle de la zone 0. Dans cette zone, le champ lectromagntique peut

47、 tre affaibli en fonction des blindages prvus. En ce qui concerne les btiments de tlcommunication, on trouve en pratique des installations blindes et des installations non blinde !UTRES ZONES ,0: ETC on peut dlimiter dautres zones sil est ncessaire de rduire les courants conduits et/ou le champ lectromagntique. Les prescriptions sappliquant cette zone peuvent tre tablies compte tenu des besoins de protection du systmeLPZ 2LPZ 1LPZ 0BLPZ 0A FIGURE 2/K.40.D02 = 16 CMLa Figure