淺析電力通信自動化系統(tǒng)的防雷和接地保護(hù)

張燕群

摘 要：夏季雷雨多發(fā)季節(jié)，電力通信系統(tǒng)很容易遭遇雷擊損害，導(dǎo)致系統(tǒng)被損壞，因此電力通信自動化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中必須要加強(qiáng)防雷及接地保護(hù)，本文主要電力自動化系統(tǒng)可能會遭遇的雷電損害的形式及防雷接地保護(hù)方法進(jìn)行簡單的討論分析。

關(guān)鍵詞：電力通信；自動化系統(tǒng)；防雷接地保護(hù)

中圖分類號：TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

電力通信自動化系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分。夏季是雷雨高發(fā)的季節(jié)，電力通信自動化系統(tǒng)經(jīng)常會遭遇雷擊，導(dǎo)致電力通信的控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等相關(guān)的系統(tǒng)受到影響，嚴(yán)重時可能會使得電力系統(tǒng)癱瘓，影響周圍區(qū)域居民的正常工作及生活，為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須要重視電力通信自動化系統(tǒng)的防雷及接地保護(hù)工作。

一、常見的雷擊損害形式

雷電主要有感應(yīng)雷、直擊雷、球形雷3種主要的形式，因此夏季雷雨高發(fā)季節(jié)，電力通信自動化系統(tǒng)可能會遭遇的雷擊損害主要有直擊雷損害和感應(yīng)雷損害兩種。直擊雷損害出現(xiàn)的幾率比較小，但損害比較嚴(yán)重，通信自動化設(shè)備、通信光纜等遭遇直擊雷損害時，可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞、電器短路、人員傷亡等嚴(yán)重后果，因此電力通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中必須要加強(qiáng)防護(hù)。本質(zhì)上來說，感應(yīng)雷損害也是由直擊雷引起的，雷雨云靜電感應(yīng)或者放電時會發(fā)生電磁感應(yīng)作用，雷電擊中電力線路或電氣設(shè)備附近某一區(qū)域后，該區(qū)域周圍的磁場會發(fā)生劇烈的變化，導(dǎo)致電力通信系統(tǒng)的電力線路、電氣設(shè)備會感應(yīng)出與雷雨云相反的電荷，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，感應(yīng)電流會在導(dǎo)體內(nèi)部進(jìn)行傳播，當(dāng)感應(yīng)電壓超過電力設(shè)施的耐壓值時，與導(dǎo)體相連的某些器件就可能會被燒毀或者擊穿。通信自動化系統(tǒng)中有許多集成電路，它們通過金屬導(dǎo)線進(jìn)行連接，通信自動化機(jī)房正常運(yùn)行時也會通過各種電力電纜、通信傳輸電纜等與外界連接，感應(yīng)電流能夠通過這些線路侵入通信自動化系統(tǒng)。

二、電力通信自動化系統(tǒng)的防雷接地保護(hù)措施

（一）電源系統(tǒng)的防雷接地保護(hù)措施

通信自動化電源系統(tǒng)主要由直流配電、交流配電、監(jiān)控模塊、整流模塊等模塊組成，電源系統(tǒng)的變壓器高壓側(cè)輸電線路可能會遭遇直擊雷，然后雷擊電流經(jīng)過變壓器供電線路傳輸?shù)诫娔鼙?、計算機(jī)以及其他的綜合自動化設(shè)備之中。此外，220/380V供電線路也很容易遭遇直擊雷或者感應(yīng)雷，遭遇雷擊之后，雷電流會通過供電線路繼續(xù)向其他電力設(shè)備之中流竄。除此之外，雷電流還可能會通過其他的線路或者交直流負(fù)載流入電能表、計算機(jī)等設(shè)備之中。

根據(jù)國家相關(guān)的電氣設(shè)備安裝、檢修標(biāo)準(zhǔn)，以及雷電防護(hù)區(qū)域的劃分情況分析，電力通信自動化電源系統(tǒng)感應(yīng)雷擊過電壓防護(hù)可以分為四級，一二級防雷器應(yīng)具有較大的通流量，確保雷電流能夠完全流瀉到大地之中，將過電壓減小到適當(dāng)?shù)臄?shù)值，以免影響電源系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行。三四級的防雷器應(yīng)具備較低的殘壓，確保線路中殘余的電量能夠順利地泄放到大地之中，并將過電壓減小到電源系統(tǒng)電氣設(shè)備能夠承受的數(shù)值之內(nèi)，實現(xiàn)限壓的目的。

防雷器的種類比較多，有限壓型防雷器、開關(guān)型防雷器、兩級防雷器等等幾種，它們的性能基本一致，但具體使用過程中還存在著一些區(qū)別，防雷器的種類及型號需要根據(jù)通信局站相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行的實際情況以及環(huán)境情況進(jìn)行選擇，開關(guān)型防雷器的殘壓比較高，響應(yīng)的時間比較長，在變電站內(nèi)部調(diào)度通信系統(tǒng)中應(yīng)用不太合適，在電力通信自動化系統(tǒng)之中，限壓型防雷器及組合型防雷器防雷效果較好，防雷器的通流量需要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)以及當(dāng)?shù)乩妆?qiáng)度及雷擊損害歷史進(jìn)行確定，雷暴強(qiáng)度較大、雷擊損害次數(shù)較多時可以適當(dāng)提高防雷器的通流容量。

（二）通信自動化機(jī)房建筑物防雷接地保護(hù)及接地網(wǎng)設(shè)置

建筑物樓頂經(jīng)常會安裝一些附屬設(shè)備，比如標(biāo)志燈等，這些設(shè)備的電源線金屬護(hù)層的上下端、金屬框架必須要與建筑物女兒墻上的避雷帶焊接在一起，焊點(diǎn)需要進(jìn)行防護(hù)處理。設(shè)置在女兒墻上的避雷帶，每隔5m～10m需要與暗裝避雷網(wǎng)連接一次，如果焊接點(diǎn)暴露在空氣之中，需要進(jìn)行防腐處理。建筑物的樓頂一般都設(shè)有微波天線，為了防止天線遭遇雷擊，需要在天線上設(shè)置避雷針，避雷針的引下線應(yīng)就近連接在暗裝避雷網(wǎng)上。此外，通信系統(tǒng)建設(shè)過程中可能會設(shè)置一些塔樓，塔樓上同樣需要安裝避雷針，塔樓柱內(nèi)的主鋼筋可以作為引下線，將其與暗裝避雷網(wǎng)連接起來。雷電流引下線應(yīng)從樓頂開始安裝，與建筑物環(huán)形接地體形成一個籠形結(jié)構(gòu)，建筑底層均壓網(wǎng)可以通過鍍鋅扁鋼與周圍的環(huán)形地體連接起來，焊點(diǎn)需要進(jìn)行防腐處理。避雷針必須要符合國家《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，垂直接地體的長度一般在1.5cm～2.5cm左右，通常情況下，垂直接地體的間距需要控制在身長的1.5～2.0倍左右，接地體焊接點(diǎn)需要進(jìn)行防腐處理，如果澆筑在混凝土體中則不需要，一般情況下，接地體上端距離地面的距離應(yīng)大于0.7m。接地線應(yīng)盡量保證直、短，截面積最好控制在35mm?～95mm?之間，接地線引入長度需要控制在30m以下，材料一般為鍍鋅扁鋼或者多股的銅線，接地匯集線的材料一般為銅，大多設(shè)計成為排狀或者環(huán)形，截面積應(yīng)大于或等于120mm?。

（三）通信電纜、光纜線路防雷

通信電纜及光纜敷設(shè)之前，施工人員必須要做好工程勘察工作，對線路敷設(shè)區(qū)域的氣候情況進(jìn)行詳細(xì)地觀察，線路設(shè)計時盡量避免經(jīng)常遭遇雷擊的地方以及向陽坡、臨江側(cè)山坡。光纜及電纜線路應(yīng)具備一定的防雷功能，直埋光纜需要做好防雷措施。我國山地比較多，地線埋設(shè)比較復(fù)雜，一般情況下主要選擇在光纜金屬構(gòu)件在接頭處前后斷開，光纜接頭不接地的方式進(jìn)行防雷，這種防雷方法操作起來比較簡單，可以減少接地裝置的使用，進(jìn)而縮減工程建設(shè)及維護(hù)的成本。

如果是架空光纜或者電纜，鋼絞線必須要進(jìn)行接地處理，每隔200m左右接地一次，同時架空電纜需要配置金屬護(hù)套，電纜超過1km時，桿路需要進(jìn)行電氣隔斷處理，同時做好鋼絞線接地工作，如果光纜使用了金屬加強(qiáng)芯，需要將每隔接頭處金屬加強(qiáng)芯的電氣連接斷開，避免電力線路因各種原因斷開后與光纜搭接在一起，損傷光纜。

結(jié)語

電力通信自動化系統(tǒng)對于電力電網(wǎng)而言十分重要，本文主要從電源系統(tǒng)、機(jī)房建筑物、通信光纜、電纜線路幾個方面就電力通信自動化系統(tǒng)的防雷接地保護(hù)工作進(jìn)行了探討分析，僅為電力系統(tǒng)相關(guān)人員的工作提供簡單的參考。

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