淺析電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷和接地保護(hù)

內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏蘭察布市商都供電分公司 馬建偉

夏季是雷電多發(fā)的季節(jié)，很多建筑物、尤其是在空曠地帶的突出物都非常容易被擊中，從而造成事故。根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)和具體的研究情況來(lái)看，雷電實(shí)際上可以分為直擊雷、感應(yīng)雷和球形類三種。比較容易造成顯著傷害的雷電是直擊雷和感應(yīng)雷。

對(duì)于直擊型的雷電來(lái)說(shuō)，其本身所擁有的破壞能力是非常巨大的。雷電在嚴(yán)重的情況下，甚至可以使整個(gè)電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)損毀和癱瘓，每一個(gè)子系統(tǒng)都沒(méi)有辦法穩(wěn)定的運(yùn)行，甚至還有可能會(huì)對(duì)相關(guān)工作人員、負(fù)責(zé)人員、維修人員造成比較嚴(yán)重的人身傷害?？傮w來(lái)說(shuō)，雷電帶來(lái)的不僅僅是經(jīng)濟(jì)損失，還有可能是人員的傷亡這樣不可估量的代價(jià)。作為建筑物，只要能夠有效的設(shè)置防雷措施，那么這些建筑物受到雷電影響的可能性就會(huì)大幅度的降低。

而對(duì)于感應(yīng)雷來(lái)說(shuō)，它其實(shí)也可以對(duì)電力系統(tǒng)造成非常嚴(yán)重的影響，感應(yīng)雷會(huì)在導(dǎo)體中傳播，從而對(duì)電力系統(tǒng)中的裝置造成損傷。并且這一種雷電是并不容易被發(fā)現(xiàn)的，但是它的破壞卻非常的顯著和明確，帶來(lái)的損毀也可能是毀滅性的。感應(yīng)雷非常容易造成通信口損傷，或者使得整流模塊被進(jìn)一步破壞，這種形式的雷電會(huì)對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的核心設(shè)備與部件產(chǎn)生非常明顯的威脅[1]。

1 受到雷擊容易出現(xiàn)損傷的結(jié)構(gòu)和部位

電源對(duì)于整個(gè)電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)實(shí)際上的重要作用，它的主要作用就是為整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供基礎(chǔ)能源，如果說(shuō)電源被損毀，那就沒(méi)有辦法完成相應(yīng)的能源供給，電力供應(yīng)如果消失，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)必然會(huì)出現(xiàn)停止的現(xiàn)象，因此必須要考慮完成對(duì)電源的防雷工作。

舉例來(lái)說(shuō)，變壓器的損壞就是會(huì)使得整個(gè)電源的供電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損傷；如果感應(yīng)雷能夠進(jìn)入到控制中心，對(duì)電流的控制情況進(jìn)行比較嚴(yán)重的干擾與破壞，那么就會(huì)使供電系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)相應(yīng)的故障，也沒(méi)有辦法完成供電任務(wù)與工作；如果雷電通過(guò)的是各類自動(dòng)化設(shè)備，那么也對(duì)電源供電造成比較嚴(yán)重的影響。

整個(gè)工程體系本身是非常復(fù)雜的，需要各電子設(shè)備和部件進(jìn)行彼此配合工作，接地這一工作本身是有著非常突出的意義的。通過(guò)接地工作的順利完成，可以非常良好的促進(jìn)整個(gè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效果的大踏步增加與提升，使得整個(gè)電子通信的抗干擾能力得到非常良好的改善和鞏固。

接地本身是一種非常良好的途徑，可以降低阻抗，地線是一種非常良好的低阻抗路徑，如果受到干擾沒(méi)有完成接地，那么相應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)品非常容易發(fā)生漏電事故，也沒(méi)有辦法高效穩(wěn)定的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，接地工作對(duì)于整個(gè)電子通信工程來(lái)說(shuō)是非常重要和核心的內(nèi)容之一，必須要通過(guò)各個(gè)手段進(jìn)行全方面的處理與增強(qiáng)。

如果說(shuō)能夠?qū)⒃O(shè)備抗干擾接地措施進(jìn)行較為廣泛和良好的應(yīng)用，那么就可以更好地促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，作為一種非常良好的保護(hù)活動(dòng)，有著極大的積極效應(yīng)，如果說(shuō)能夠?qū)Ω鱾€(gè)注意事項(xiàng)進(jìn)行充分的分析，對(duì)于現(xiàn)有的執(zhí)行原則和設(shè)備技術(shù)進(jìn)行切實(shí)的遵守，不出現(xiàn)疏漏就可以較為良好的完成接地任務(wù)和工作。在具體的工作中必須要注意到，地陷本身是有非常多的種類的，其本身的特點(diǎn)也是大有區(qū)別的，必須要結(jié)合現(xiàn)有建筑的實(shí)際情況進(jìn)行分析，要按照需求選定適當(dāng)?shù)牡拙€，不可以違背基礎(chǔ)的使用規(guī)律。還有就是要想使具體工作過(guò)程中能夠擁有較好的抗干擾能力，必須要加強(qiáng)測(cè)量設(shè)備的技術(shù)安裝情況，確保能夠?qū)υO(shè)備整體的抗干擾能力進(jìn)行全面細(xì)致的分析與測(cè)試，使得能夠更好、更全面地了解設(shè)備的運(yùn)行狀況。

2 防雷措施

2.1 防雷接地與接地網(wǎng)

防雷接地與接地網(wǎng)的主要工作就是防止雷擊破壞系統(tǒng)。

防雷接地。高阻值電阻是非常重要的零部件之一，如果受到雷擊，那么可以通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備將其倒入高阻值電阻，從而有效地阻隔過(guò)閘電流，防止他們對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成損傷與破壞，如果出現(xiàn)了故障或者系統(tǒng)承載的電壓超出標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)造成傷害，可以控制在一定的范圍之內(nèi)，為檢修人員爭(zhēng)取時(shí)間，也便于日后檢修工作的開(kāi)展[2]。

接地網(wǎng)。通常來(lái)說(shuō)都會(huì)建立在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)之上，它需要與建筑物形成一個(gè)完整的聯(lián)合接地網(wǎng)，如果受到雷電的問(wèn)題影響，可以借助這一設(shè)施轉(zhuǎn)化電流電壓，從而確保整個(gè)系統(tǒng)中的工作結(jié)構(gòu)，各個(gè)設(shè)備都在安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

防雷接地與接地網(wǎng)設(shè)置條件。在完成接地網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中需要格外注意的是，如果說(shuō)建筑結(jié)構(gòu)中存在著各類金屬設(shè)備結(jié)構(gòu)和框架，還有電源線，那么這些結(jié)構(gòu)都必須要能夠保證與接地線是相連的；其次，避雷針、避雷帶的設(shè)置必須要保證能夠控制在聯(lián)合接地網(wǎng)內(nèi)，對(duì)于暴露在外的焊點(diǎn)一定要做好防腐處理，從而保證這些設(shè)施的使用能夠達(dá)到預(yù)期使用的壽命，使得整個(gè)接地網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性得到一個(gè)顯著的提升與增長(zhǎng)。

2.2 電磁屏蔽

根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)其實(shí)可以知道，直擊雷在一瞬間產(chǎn)生的電壓實(shí)際上可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)伏，而電流也是非常巨大的。通常來(lái)說(shuō)，這些非常巨大的電流會(huì)被建筑物結(jié)構(gòu)或者設(shè)備上本身?yè)碛械慕娱W器引入大地，常見(jiàn)的接閃器包括接閃桿或避雷網(wǎng)接閃等，也就是說(shuō)，在這個(gè)時(shí)候?qū)νㄐ畔到y(tǒng)造成嚴(yán)重影響的并不是大體量的電流或電壓，而是在這一過(guò)程中產(chǎn)生的電磁脈沖干擾，而可以作為干擾源的閃電電流和磁場(chǎng)實(shí)際上是無(wú)處不在的，可以直接入侵導(dǎo)線、管道儀表等眾多導(dǎo)體內(nèi)部，使得線路板被燒毀，尤其對(duì)于智能化儀表，最容易造成的就是存儲(chǔ)器中出現(xiàn)非常大量的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題與現(xiàn)象。

通過(guò)電磁屏蔽，可以使得電磁干擾在非常大的程度上出現(xiàn)降低，也是防雷的基本措施，通過(guò)電磁屏蔽可以減少交變電磁場(chǎng)對(duì)各類設(shè)備和整個(gè)系統(tǒng)的滲透與損傷，并且還可以在一定程度上減小各儀表和設(shè)備外部接線上的電壓大小。

通常來(lái)說(shuō)，可以考慮采用屏蔽雙絞線作為信號(hào)電纜，這種屏蔽電纜是需要接地的，通常來(lái)說(shuō)會(huì)只選取一端接地、而另一端進(jìn)行懸空的處理，采用相應(yīng)的鋼管進(jìn)行保護(hù)，防止其暴露在自然條件的室外環(huán)境中，同樣，這種電纜的設(shè)置也是有相關(guān)技術(shù)規(guī)范可以遵循的，一般來(lái)說(shuō)鋼制的保護(hù)管是需要進(jìn)行埋地敷設(shè)的，這樣可以使屏蔽效果得到最大化；其次，還可以借助本身的結(jié)構(gòu)完成相應(yīng)的法拉第籠，建筑物內(nèi)部的鋼筋金屬門或墻壁等結(jié)構(gòu)形成一個(gè)法拉第籠，做到對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各設(shè)備和線路進(jìn)行保護(hù)。

2.3 等電位接地

建筑物的防雷實(shí)際上是有非常嚴(yán)格的規(guī)定的，有著相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)可以參考和遵循，具體的覆蓋情況需要按照建筑物本身的面積設(shè)備情況而定，通過(guò)構(gòu)建一個(gè)覆蓋面積足夠大的公共接地網(wǎng)，將各個(gè)設(shè)備、管道、傳感器等都完成相應(yīng)的接地工作，使得不同的設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)與公共接地網(wǎng)進(jìn)行連接，通過(guò)這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)等電位接地工作，這樣也基本可以防止雷電的侵害問(wèn)題。

2.4 電涌保護(hù)器選擇

不管是屏蔽還是接地來(lái)說(shuō)，其實(shí)都沒(méi)有辦法做到天衣無(wú)縫的電源，通常還是需要從外部進(jìn)行接入，并且沒(méi)有辦法取消架空線，通過(guò)電涌保護(hù)器就可以更好的對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)的防雷和保護(hù)工作，首先，需要完成的工作就是選型，這個(gè)工作需要根據(jù)設(shè)備本身的實(shí)際特點(diǎn)來(lái)完成。需要格外注意的就是，電壓電流是否能夠良好的與系統(tǒng)回路進(jìn)行匹配。

一般來(lái)說(shuō)，電涌保護(hù)器實(shí)際的最大操作電壓需要比回路的最大正常工作電壓略大，電流也一樣，只有這樣這一設(shè)備才可以以在整個(gè)系統(tǒng)中正常的開(kāi)展相應(yīng)的工作。同時(shí)，需要格外注意這一設(shè)備本身的安全性能是達(dá)標(biāo)的，在出廠后必須要通過(guò)認(rèn)證工作，其線路電阻值必須達(dá)標(biāo)，做到足夠的小以確保不影響其他設(shè)備穩(wěn)定工作。同時(shí)，這一設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間也必須足夠短，以應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況的變化。

2.5 降低地線阻抗

通過(guò)降低地線本身的阻抗，其實(shí)也可以對(duì)整個(gè)設(shè)備的抗干擾能力和防雷性能進(jìn)行一個(gè)較為顯著的提升。通過(guò)對(duì)接地環(huán)路的減少，可以降低地線本身的阻抗性。具體分析可以知道，采用多點(diǎn)接地這一工作本身就可以使得地線的阻抗性得到非常良好的下降，但是卻有可能會(huì)形成一定的接地環(huán)路，在這樣的情況下電路元器件十分容易與接地平面產(chǎn)生電容，在這樣大大小小不同的電容分布與影響下，如果有電流經(jīng)過(guò)，就不可避免的形成一定的回流，這樣就會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成一定程度上面的干擾。同時(shí)，如果電流會(huì)經(jīng)過(guò)地線，那么也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓。

除此之外，如果本身交流電磁場(chǎng)的強(qiáng)度非常高，還會(huì)對(duì)原有的接地環(huán)路結(jié)構(gòu)造成破壞與干擾，還會(huì)使得磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而造成回路面積增加，影響通訊設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與工作。因此，選用適當(dāng)?shù)慕拥丨h(huán)路數(shù)量是非常關(guān)鍵與重要的，在一定程度上的增加可以使得阻抗降低，但是如果接地環(huán)路數(shù)量過(guò)多，會(huì)使得整個(gè)防雷效果出現(xiàn)非常顯著的下降，同時(shí)，選用適當(dāng)?shù)慕拥攸c(diǎn)、進(jìn)行足夠合理的接地環(huán)路設(shè)計(jì)，并且將電路信號(hào)源與放大器相連接，這些方法都可以使得接地環(huán)路干擾出現(xiàn)下降的現(xiàn)象。

3 防雷技術(shù)與應(yīng)用

3.1 微波鐵塔及饋線技術(shù)

微波鐵塔及饋線這一技術(shù)和方法實(shí)際上還是要將雷電產(chǎn)生的大量電流引到接地線上。在目前的情況下，有非常多的大型電力系統(tǒng)會(huì)選擇去設(shè)置微波鐵塔，在這個(gè)過(guò)程中需要格外注意的就是，必須要使得微波天線能夠處在鐵塔避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，這樣才可以將電力系統(tǒng)遭受到的雷擊良好的引流到接地線上。同時(shí)還可以考慮采取足夠先進(jìn)的饋線技術(shù)，完成相應(yīng)的天線設(shè)置，再將微波鐵塔上的天線與接地線進(jìn)行相連，從而完成后續(xù)的防雷任務(wù)與工作。

3.2 通信光纜電纜技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要格外注意的就是氣候情況。尤其是近年來(lái)，由于雷擊造成的電力系統(tǒng)故障和破壞事故是非常眾多的，同時(shí)累積造成的事故也是非常嚴(yán)重的，它會(huì)使得整個(gè)通信系統(tǒng)中的電纜被嚴(yán)重的破壞，造成的經(jīng)濟(jì)損失非常巨大，那么可以考慮借助光纜技術(shù)解決這一難題。

作為一種電力工程材料，光纜本身就擁有著十分良好的防雷性能與工作效果，并且其信號(hào)傳輸速率也非常好?？梢钥紤]采用光纜接線技術(shù)來(lái)完成防雷設(shè)施的具體現(xiàn)場(chǎng)施工與安裝，由光纜組成的防雷設(shè)施本身?yè)碛惺至己玫木C合性能，最為常見(jiàn)的兩種方式。

首先，通常來(lái)說(shuō)采取金屬材質(zhì)的光纜接頭與地線相連，但是這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上是有可能會(huì)出現(xiàn)一些斷裂現(xiàn)象與問(wèn)題的，比較容易受到周圍環(huán)境的變化與影響。因此，要想保證光接線的穩(wěn)定與良好，必須設(shè)置屏蔽裝置。

其次，還可以將光纜的接頭直接與設(shè)備的金屬構(gòu)件進(jìn)行連接，這樣也可以更好的完成防雷工作，還便于檢測(cè)設(shè)備對(duì)其余設(shè)備具體運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這是由于光纜本身的控制系統(tǒng)就可以對(duì)整個(gè)線路完成一定的監(jiān)控工作，如果說(shuō)在現(xiàn)場(chǎng)工作過(guò)程中由于意外發(fā)生造成了一些不可避免的問(wèn)題，那么工作人員也可以非常及時(shí)的借助已經(jīng)傳輸過(guò)來(lái)的各種信息和數(shù)據(jù)，對(duì)故障的源頭進(jìn)行具體定位。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)文中的內(nèi)容已經(jīng)可以非常清晰的認(rèn)識(shí)到，電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)和設(shè)備要想能夠持續(xù)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，必須要注重并認(rèn)真完成相應(yīng)的接地工作，對(duì)于防雷相關(guān)的工作，一定要提起足夠高的重視程度，才可以確保電力通信工程中的各類設(shè)備實(shí)際性能可以得到應(yīng)用與發(fā)揮，對(duì)于實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量可以得到較大程度的提升。根據(jù)近年來(lái)的事故情況，其實(shí)可以知道雷電是對(duì)相關(guān)設(shè)備和電力系統(tǒng)造成重要危害的極端天氣之一，必須要得到充分的認(rèn)識(shí)與分析，對(duì)于防雷設(shè)施必須要持續(xù)不斷的建設(shè)與完善。