国网阳泉供电公司 山西省阳泉市 045000
摘要：一方面，随着国民经济的发展，智能电网的建设不断深入，电力通信系统的应用日益广泛，重要性不断增加；而另一方面，电力通信系统因其耐雷电过压能力差而容易损坏，造成损失。电力通信系统一旦遭受雷击而出现故障会造成调度中断或系统瘫痪，进而造成大面积停电等事故，因此，对于电力通信而言，雷击的危害是不可忽视和必须解决的。本文主要电力自动化系统可能会遭遇的雷电损害的形式及防雷接地保护方法进行简单的讨论分析。
关键词：电网通信系统；防雷电；接地保护
1 引言
近几年，我国很多电网电力通信设备因为防雷设施失效或不完善而遭受雷击，给电网造成了经济损失。为减少电力通信设备遭受雷害的损失，确保电网及工作人员的安全，保障电网的安全可靠运行，各级电力维护管理部门应强化安全意识，严格按照规定检查项目和检查周期进行维护，发现问题及时整改，尽快完善接地、防雷设施，确保电网安全可靠运行。
2 常见的雷击损害形式
雷电主要有感应雷、直击雷、球形雷3种主要的形式，因此夏季雷雨高发季节，电力通信自动化系统可能会遭遇的雷击损害主要有直击雷损害和感应雷损害两种。直击雷损害出现的几率比较小，但损害比较严重，通信自动化设备、通信光缆等遭遇直击雷损害时，可能会导致设备损坏、电器短路、人员伤亡等严重后果，因此电力通信系统运行过程中必须要加强防护。本质上来说，感应雷损害也是由直击雷引起的，雷雨云静电感应或者放电时会发生电磁感应作用，雷电击中电力线路或电气设备附近某一区域后，该区域周围的磁场会发生剧烈的变化，导致电力通信系统的电力线路、电气设备会感应出与雷雨云相反的电荷，产生感应电压，感应电流会在导体内部进行传播，当感应电压超过电力设施的耐压值时，与导体相连的某些器件就可能会被烧毁或者击穿。通信自动化系统中有许多集成电路，它们通过金属导线进行连接，通信自动化机房正常运行时也会通过各种电力电缆、通信传输电缆等与外界连接，感应电流能够通过这些线路侵入通信自动化系统。
3 电网通信防雷电原则
3.1 综合防雷原则
必须弄清楚须进行雷电防护的电力通信系统/设备的空间配置， 即有哪些通信系统/设备须进行雷电防护设计。 一般来说，电力通信系统/设备所在建（构） 筑物、电力通信电源系统、电力通信线缆、数字微波通信系统、程序交换系统、卫星通信系统、电力线载波通信系统及电力会议电视系统均应进行雷电防护设计。
3.2 科学有效性原则
进行电力通信系统的防雷技术设计，我们必须先对其进行雷电环境评估，以确定其防护等级。通常情况下，我们可采用两种方法确定电力通信系统的雷电防护等级：一是按电力通信系统重要性及所处地区雷暴日等级划分雷电防护等级，例如位于强雷区（d＞90天）的500kV以下电压等级变电站中设置的电力通信系统划分为A级，而位于中雷区（15天＜d≤40天）及多雷区（40天＜d≤90天）的500kV以下电压等级变电站中设置的电力通信系统应划分为B级。二是按防雷装置的防护效率来确定其雷电防护等级，例如防雷装置的防护效率E＞0.98时，该电力通信系统应定为A级，而当0.90＜E≤0.98时，应定为B级。
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4 电力通信系统的防雷接地保护措施
4.1 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。此外，220/380V供电线路也很容易遭遇直击雷或者感应雷，遭遇雷击之后，雷电流会通过供电线路继续向其他电力设备之中流窜。除此之外，雷电流还可能会通过其他的线路或者交直流负载流入电能表、计算机等设备之中。根据国家相关的电气设备安装、检修标准，以及雷电防护区域的划分情况分析，电力通信自动化电源系统感应雷击过电压防护可以分为四级，一二级防雷器应具有较大的通流量，确保雷电流能够完全流泻到大地之中，将过电压减小到适当的数值，以免影响电源系统相关设备的正常运行。三四级的防雷器应具备较低的残压，确保线路中残余的电量能够顺利地泄放到大地之中，并将过电压减小到电源系统电气设备能够承受的数值之内，实现限压的目的。
4.2 地电位反击的预防
雷电袭击建筑物避雷针、金属顶面、女儿墙的避雷带，由引下线将雷电流引入大地，由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速全部地与大地负电荷中和，必然引起局部地电位升高，这种反击电压少则数千伏，多则数万伏，能直接烧坏用电器的绝缘部分。另外一点值得非常注意的是：防雷的概念不仅仅是对雷电灾害的防护，还有由于大型设备起停、切投等引起的电网波动，而产生的浪涌过电压是目前电子系统最大的威胁，其危害远高于自然雷击。雷电过电压、浪涌过电压，均归于瞬态过电压（瞬态浪涌电流）的范畴之内。在通过具体分析了雷害入侵被保护系统的各种途径后，得出的结论是：防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。
4.3 通信光(电)缆线路
在对电力系统进行工程检修时，必须要注意其区域内的气候变化，尽量避免在雷雨天气下，进行电力系统维修。近几年，由于电力系统遭受雷击破坏的事故频繁发生，系统电缆破坏严重，给电力企业造成了严重的经济损失，光缆技术的应用，为电力企业解决了这一难题，光缆是一个具有高效能的电力工程材料，具有一定的防雷功能。在对电力通信系统进行防雷设施安装时，经常采用光缆接线技术，因为由光缆组成的防雷、放电设施其综合性能非常好，其主要应用形式有两种，一是防雷设施中应用的光缆接头是金属材质，在与地线相连时，经常会因外部环境发生变化而出现断裂现象，所以要保证光缆接线的安全性，好在光缆上方设置一个屏蔽装置;二是直接将光缆接头与设备金融构件相连，以方便控制器对其运行情况进行实时监测。应用光缆技术建设完成的通信光缆线路具有很强的防雷功能，光缆终端控制系统可以对其系统线路进行实施监控，一旦出现问题，工作人员会立即通过控制器中显示的数据信息，找到故障源。
5 结束语
电力通信自动化系统对于电力电网而言十分重要，本文主要从电源系统、机房建筑物、通信光缆、电缆线路几个方面就电力通信自动化系统的防雷接地保护工作进行了探讨分析，仅为电力系统相关人员的工作提供简单的参考。
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论文作者:石家伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/6
标签：防雷论文; 雷电论文; 通信系统论文; 电力论文; 过电压论文; 光缆论文; 电网论文; 《基层建设》2019年第22期论文;