电力通讯设备防雷保护探析论文_孙学骞,孙岩岩

电力通讯设备防雷保护探析论文_孙学骞,孙岩岩

(国网河北省电力公司河间市供电分公司 河北省 062450)

摘要:雷电是日趋严重的的自然灾害之一,随着计算机网络和现代通讯技术的不断发展,联网化程度日益增加,且通讯设备与日俱增,规模不断扩大,大规模集成电路的工作电压越来越低,耐压程度越来越低,使得设备对电气环境的要求越来越高。电力通讯设备的构成是非常精密的,其中包含有大量的微电子设备,在遭受雷击的时候,强烈的电子脉冲和浪涌必然会导致微电子设备被大量破坏,导致电力通讯设备的通讯工作出现异常,因此,必须采取适当的保护措施对电力通讯设备进行防雷保护。

关键词:电力通讯设备;防雷保护

引言

雷击,是电力通讯设备非常害怕的自然现象,会严重影响到电力通讯设备的正常运行,并且会危害到传输信号的电缆、电线甚至周围的生物、建筑物等。一般情况下,雷击造成电力通讯设备出现故障的途径是比较固定的,要避免电力通讯设备被雷击侵害,就必须严密切断雷击入侵的途径,不断提升电力通讯设备防雷击的效果,避免雷击给电力通讯设备造成损害和导致经济损失。

一、通讯设备受雷害的途径

雷电是强对流所产生的,在强对流气候条件下,在云层和地面之间,就会产生雷电,雷电电流巨大,而且会导致周边温度骤升,此外雷电还会产生电磁辐射,因此会对自然界以及各种生物造成危害。通常情况下通讯设备受雷害的途径主要是以下几种:第一,直击雷。直击雷是指雷电直接击在建筑物、其它物体、大地或防雷装置上,产生电效应、热效应和机械力。通信机房线缆遭受到直接雷击会产生高温、高压和强大的机械冲击力,造成受雷物体的爆炸、燃烧,而且雷电产生的高压还会沿相关线路侵入机房,对通讯设备和人身安全构成严重威胁。雷电流可达100KA以上。第二,感应雷。感应雷是指雷电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应。静电感应是由于雷云放电时,导通道中的电荷迅速中和,在导体上感应电荷得到释放,产生很高的电位。电磁感应是由于雷电流迅速变化,其周围空间产生瞬变的强电磁场,使附近导体或进出机房的各种线缆上产生出很高的感应电动势,雷电波沿线侵入通信机房,损坏设备。第三,地电位反击。通信系统的工作接地与建筑物防雷接地引下线分开各自独立接地,其间的绝缘距离未达到安全要求时,由于雷电流幅值大,变化率高,会造成引下线间放电,出现通信系统接地引下线引入反击电流,致使通讯设备遭受雷击危害。这一类往往被人们忽视,因此它的隐蔽性和欺骗性,是要特别警惕的。

二、电力通讯设备防雷保护措施

1、电源系统防雷措施

雷电会产生非常大的过电流与过电压,电力设备无法进行一次性的泄流和限压,所以设备的电源系统就必须采取多重的防雷保护措施,至少要采取泄流与限压前后两级的保护措施。目前我国运行的《计算机信息系统防雷技术要求》规定,电源系统要采取三级的雷电防护。意思就是说要在建筑物的总配电装置上,高电压一侧安装通容量较大的防雷装置,以此作为一级保护;低电压的一侧安装阀门式的防雷装置,以此作为二级保护,三级保护则是在楼层的配电箱中安装电源避雷箱。而在一些重要的场合则要相对的多安装一些避雷措施。例如在UPS电源输出端上,安装防雷器,重要电源的输入端也安装电源终端防雷器等等。通过在多级电源上安装防雷措施,将雷击时产生的过电流彻底泄放、过电压彻底限制,从而防止雷电窜入计算机网络,起到保护设备的目的。

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2、信号系统防雷措施

通讯电缆引入雷电后果不容小觑,因此为了避免这一现象的发生,在电缆接入通讯设备之前,通常先要接入一个信号避雷器,也就是接入了一个瞬态过电压保护器,这样一来电子设备在遭受雷电击打或者是其他因素影响时,就可以阻断过电压以及雷电波的侵入,最大限度的降低雷电对系统设备的伤害。信号避雷器是串联在通信线路中的,因此信号避雷器不但要满足防雷性能,还要同时满足电力设备的网络性能指标。因而在选择信号避雷器时则要多方考虑设备的各项性能指标。

3、科学安装电缆和避雷针

在户外安装电缆时,电缆的铺设方式要保证电缆线路尽可能远离烟囱、楼房上安装的避雷针,远离高压线,将避雷针或者避雷装置安装在通讯电线的电杆上,使其远离地面。当雷电攻击电杆的时候,避雷针就可以良好吸引雷电,实现对电缆、电线的保护。为保障安全性,雷线应当选择4mm的镀锌铁线,和避雷针连接的避雷线要直接通入地下,并选择接地电阻不超过8Ω的介质如黄土、黑土、砂质粘土等进行敷设。

4、保证电力通讯设备周围的避雷系统性能的良性

保证避雷系统的完整性是保证其性能良好的前提。在电力通讯设备所在的房屋周围,所布置的避雷系统应当设备全面、安装合理、敷设完整,当发现避雷系统缺失或者故障的时候,要在雷电天气来临之前,尽快进行修复。当雷电天气来临后,电力通讯设备周围的避雷系统要能够将雷电侵入电力通讯设备时产生的瞬变电磁场有效减弱到安全范围内,使金属对电磁脉冲的入侵产生削弱甚至屏蔽作用,以此良好地保障电力通讯设备的运行正常。

5、在电力通讯设备机房周围敷设高压均带

敷设高压均带也是一个保护电力通讯设备免遭雷电侵害的必要措施。在电力通讯设备机房的屋顶四周,要用最少两根高压均带引下线连接围绕在电力通讯设备机房外围的水平闭合接地带,将接地网和电力通讯设备机房水平闭合接地带进行连接。这样做的效果在于,可以将雷电均匀的进行发散,减少过强的电磁感应的出现,将雷电屏蔽在电力通讯设备机房之外,消除雷电对电力通讯设备可能带来的各种负面影响。

结束语

总之,电力通讯设备本身非常害怕雷电的侵害,唯有采取科学的防雷措施,才能让包含有大量的微电子设备的电力通讯设备免遭雷电的侵害。在对电力通讯设备进行防雷保护时,应当采取最新的、最有效的、最值得信赖的防雷保护设备和防雷保护措施,布置好避雷针和避雷线,应对复杂的雷电天气状况,实现对于电力通讯设备的良好防雷保护效果。提升电力通讯设备的防雷保护效果,不仅是保护电力通讯设备的需要,也是维护用户用电利

益的需要,更是保障国家电力系统正常运转、提升国家电力系统工作效益的需要。

参考文献

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[4]夏广坤,张杨.电力系统及设备的防雷与接地技术研究[J].信息系统工程,2015,11:43.

论文作者:孙学骞,孙岩岩

论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期

论文发表时间:2017/6/14

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