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浅析电力通信自动化系统的防雷和接地保护

时间:2022-11-18 08:05:05 来源:网友投稿

【摘要】电力通信自动化系统是电力系统的重要组成部分。夏季是雷雨高发的季节,电力通信自动化系统经常会遭遇雷击,导致电力通信的控制系统、监控系统等相关的系统受到影响,严重时可能会使得电力系统瘫痪,影响周围区域居民的正常工作及生活,为了保证电力系统的安全稳定运行,必须要重视电力通信自动化系统的防雷及接地保护工作。鉴于此,本文主要分析电力通信自动化系统的防雷和接地保护。

【关键词】电力通信;自动化系统;防雷

一、雷电对通信自动化系统的危害

雷电的表现形式主要包括直击雷、感应雷和球形雷三类。雷电对通信自动化系统的危害如下。

(一)直击雷的危害

直击雷击中建筑、通信自动化设备、通信光(电)缆、信号线和操作人员,可能会造成建筑损毁、设备损坏、人员伤亡和电气短路引起火灾等严重后果,因此直击雷发生的概率虽然很小,但其危害十分大,所以不能掉以轻心。

(二)感应雷的危害

感应雷是由直击雷引起的,感应雷产生于导体中并沿导体传播,损坏与导体相连的某些设备或设备中的某些器件(这些设备或器件的耐冲击水平较低)。通信自动化设备中有大量的集成电路通过金属导线相连,并且通信自动化机房也通过电力电缆和各种通信传输电缆以及信号线与外界相连,这就为感应雷的侵入提供了良好的条件;加上设备中采用了大量高集成度的微电子电路,其耐冲击水平较低,容易被感应雷损坏,产生各种各样的设备故障。

二、通信自动化系统中的防雷设施

(一)系统电源

通信自动化系统的电源是维持整个系统运行的重要组成部分,如果电源损坏,通信自动化系统的电力供应随即会消失,所以做通信系统的防雷设施,首先要考虑系统电源。系统电源的主要构建有:监控中心、变压器系统、整流系统、交流、直流系统等。雷击伤害系统电源主要表现在以下几个方面:(1)系统变压器遭遇雷击损坏,致使电源供电系统损坏;(2)雷击所产生的雷电流进入控制中心,干扰系統电流控制中枢,造成系统运行故障;(3)雷电流通过直、交负荷干扰电能表及其他自动化设备,引发的电源供电故障。

(二)通信自动化机系统的防雷接地与接地网

1.防雷接地与接地网

(1)高阻值电阻,通常情况下,系统遭受雷击出现故障是因为系统承载的电压、电流过大,在防雷接地装置中加入高阻值电阻可以有效的阻隔过压电流对系统的伤害,将伤害范围固定在电力系统的某一范围,在减少电力系统故障损失的同时,提高了抢修效率;(2)接地网是建立在电力系统建筑物之上的内地网(包括铁塔,建筑物等),这些建筑物必须组建成一个完整的联合接地网,当电力系统遭遇雷击时,接地网内设施可以通过接地线转化电压、电流强度,以保证系统中工作地线、保护地线、防雷地线的安全使用。

2.防雷接地与接地网的设置要求

(1)电力系统中建筑物的使用设施,有金属框架的其电源线必须与接地线相连;(2)建筑物上避雷带应设在联合接地网控制的分为内,并且每隔5m与暗装避雷网连接一次并焊牢;(3)暴露在外边的接线焊点,要进行系统的防腐处理,在保证其使用寿命的同时,增加整体接地网的稳定性。

三、电力通信自动化系统的防雷和接地保护

(一)电源系统的防雷接地保护措施

通信自动化电源系统主要由直流配电、交流配电、监控模块、整流模块等模块组成,电源系统的变压器高压侧输电线路可能会遭遇直击雷,然后雷击电流经过变压器供电线路传输到电能表、计算机以及其他的综合自动化设备之中。

(二)通信自动化机房建筑物防雷接地保护及接地网设置

建筑物楼顶经常会安装一些附属设备,比如标志灯等,这些设备的电源线金属护层的上下端、金属框架必须要与建筑物女儿墙上的避雷带焊接在一起,焊点需要进行防护处理。设置在女儿墙上的避雷带,每隔5m~10m需要与暗装避雷网连接一次,如果焊接点暴露在空气之中,需要进行防腐处理。建筑物的楼顶一般都设有微波天线,为了防止天线遭遇雷击,需要在天线上设置避雷针,避雷针的引下线应就近连接在暗装避雷网上。避雷针必须要符合国家《建筑物防雷设计规范》标准,垂直接地体的长度一般在1.5cm~2.5cm左右,通常情况下,垂直接地体的间距需要控制在身长的1.5~2.0倍左右,接地体焊接点需要进行防腐处理,如果浇筑在混凝土体中则不需要,一般情况下,接地体上端距离地面的距离应大于0.7m。接地线应尽量保证直、短,截面积最好控制在35mm2~95mm2之间,接地线引入长度需要控制在30m以下,材料一般为镀锌扁钢或者多股的铜线,接地汇集线的材料一般为铜,大多设计成为排状或者环形,截面积应大于或等于120mm2。

(三)通信电缆、光缆线路防雷

通信电缆及光缆敷设之前,施工人员必须要做好工程勘察工作,对线路敷设区域的气候情况进行详细地观察,线路设计时尽量避免经常遭遇雷击的地方以及向阳坡、临江侧山坡。光缆及电缆线路应具备一定的防雷功能,直埋光缆需要做好防雷措施。

总之,经过电力通信自动化工作者日常的精心维护,通信自动化防雷系统得到了进一步完善,通信设备抗雷击和防过电压水平有了明显提高。事实证明,只有认真仔细全方位的考虑雷击因素,才能有效地降低通信自动化系统设备被雷击的可能,使雷电损害降到最低。

参考文献

[1]孙昊.浅析电力通信自动化系统的防雷和接地保护[J].科技创业家,2013(24):135.

[2]聂景庆.浅谈电力通信自动化系统的防雷和接地保护[J].民营科技,2010(12):3,74.

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