浅谈电力通信、自动化系统的主站防雷__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：通信论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:170

副标题#e#伴随着科学技术的发展,电力通信、自动化设备因其集成度高、工作电压低、运算速度快，其耐过电压、过电流和雷电电磁脉冲的能力差，极易遭受雷电的危害，特别是雷电电磁脉冲造成的损害更为严重。因此，国际电工委员会（IEC）将雷电灾害称为“信息时代的公害”。为了消除这一公害，人们进行了深入的理论研究和广泛的实践探索，研发了品种繁多的电子信息系统的雷电防护产品，并从理论与实践的结合上不断完善电力通信、自动化系统的雷电防护技术。
　　一、防雷工作的必要性和重要性
　　（一）雷电灾害剧增，损失严重据中国国际防雷论坛透露，中国每年因雷击造成的人员伤亡达3000人至4000人。雷电灾害已被联合国列为“最严重的十种自然灾害之一”，被中国相关权威部门称作“电子时代的一大公害”。雷击除造成人员伤亡和财产损失外，还导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故的发生，从卫星、通信、导航、计算机网络到每个家庭的家用电器都会受到雷电灾害的严重威胁雷电灾害是十种最严重的自然灾害之一。随着信息技术的快速发展，城市高层建筑物和智能大厦的日益增多，现代计算机和网络技术在各行各业的普遍使用，对防雷系统的要求也越来越高。雷电灾害的危害程度和造成的损失也越来越大。
　　2009年6月18日，一场电闪雷鸣的暴雨经过雅典上空，闪电划过市政厅。这次闪电导致当地4000多户居民的电力供应中断。2009年7月10日，闪电差点击中美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心，当时“奋进号”航天飞机正在发射架上。在评估了闪电可能造成的损坏后，美国宇航局取消了7月11日的发射。
　　二、电力通信、自动化防雷主要的应对措施
　　1.完善的接地系统
　　接地是防雷体系中最基本的，也是最有效的措施。
　　按照“接地”的作用不同，我们可以将“地”分成“工作地”、“保护地”和“防雷地”等形式。对重要的通信设备系统，一定具备的是“工作地”，它为整个系统提供标准参考电位，有了这个参考电位，系统才能正常工作；如果系统同时由强电电源供电，还需将设备外壳接“保护地”，以保护人身安全；如果系统还有室外架空金属设备或电缆与之相连，还需要系统在合理位置接“防雷地”，以防止雷击高压串入系统中。
　　如果电力通信、自动化系统的“工作地”、“保护地”和“防雷地”是分别安装，互不连接，自成系统，我们称作“分设接地系统”。如果三者合并设在一起，形成一个统一接地系统，我们称为“合设接地系统”。合设接地系统消除了不同接地点可能存在的电位差，在发生雷击时，可以较好地抑制不同接地点之间发生的放电现象。
　　电力通信、自动化系统设备的接地及其所在整栋建筑的接地很重要。按信息产业部的标准规定，电信建筑防雷接地接冲击接地电阻不应大于10欧姆（YD5003-94《电信专用房屋设计规范》），重要的电信建筑物接地电阻应在1欧姆以下（YDJ20-88《程控电话交换设备安装设计暂行技术规定》）。若接地不符合要求，当交换机受到强电力干扰或雷击时，可能会造成严重的伤机事故。
　　在实际电力通信、自动化系统布线过程中，采用类似“分散接地”的布线方式，即工作地线和保护地线都从地线排上引出，两种地线不直接就近相连，其优点是当雷电流流过接地网时，雷电流只纵向流动，即使存在接触不良的接点，也不会造成横向干扰。
　　设备的接地处理：用一根35ｍｍ2的多股铜芯导线，单独连接到接地线线排上。不同于系统的是：
　　（1）不直接与交换机的正极就近相连，也不将机柜与带正极的缆、线随机连接。
　　（2）机柜与高架地板及底座的接触部分都进行了绝缘处理，相当于采用了“悬浮接地”方式，以防止相近面层的静电及建筑物的杂散电流串入机柜，对通信造成干扰。
　　总配线架的接地：单独从母线排上引入两#p#副标题#e#根50ｍｍ2的多股铜芯导线，其中一根接到配线架底座上，另一根接到配线架上端的接地铜排上。双线分别接地的优点是：一方面可以提高保安设备和告警信号电路的可靠性；另一方面，当通信线路上受到雷击和高压电流而通过保安器入地后，可迅速降低配线架上的电位。
　　采用联合接地方式后，使设备、地板的接地更加可靠，有效地保证了设备和人身安全。
　　2.合理的综合布线
　　布线是一项专业性很强的工作，其布线方案，在设计阶段就应该考虑到雷电安全问题。布线工作包括程控交换机的中继线、内线、电力供电线、室内接地线等。
　　设备的传输网络在室外是采用架空和埋地两种方法。其中对架空线缆应把电话线或电缆在入房前埋地,埋地长度>2ρ(ρ为接地电阻的电阻率,单位为Ω*m),实际长度>50m。而埋地一般是采用金属铠装电缆直接埋地,或非金属屏蔽电缆穿金属管直接埋地。从避雷角度来讲,在有条件的情况下入室电缆应选择埋地方式。
　　传输网络在室内应沿专用的信号电缆槽布线,避免沿大楼结构柱或紧贴外墙敷设;强弱电电缆不宜同槽敷设,以减小干扰。
　　3.确定分流限压的措施
　　进入室内的电力通信、自动化系统设备应安装线路避雷器，要求在选用避雷器件时，启动电压应为保护线路信号电压峰值的1.5倍，雷电流通量大于等于0.2KA，特性阻抗为600欧姆，工作频率0～5MHZ。
　　对室外有接收装置并有信号线与室内设备相联接的，应在天线接收装置引入线路与设备之间串入相应型号的避雷器。
　　以上线路以及设备上安装的信号避雷器应就近做好接地，接地电阻应小于4欧姆（有的个别对接地有特殊要求的要小于1欧姆）。而且其接地线不能接在避雷针、避雷带上，应接在专用避雷器接地线上并与地网直接连接。在电源线、信号线上加装保安器（俗称避雷器），雷电电磁脉冲侵袭时，及时把雷电流分流入地从而起到保护作用。选用防雷器件时，要注意其响应时间大小。有些保安器在雷电流侵入时，被保护器件被击坏了，保安器在仍完好无损，这是因为其响应时间太慢。现在市场上流行的以氧化锌电阻（又称压敏电阻）为核心器件组成的线路避雷器，反应速度比较快，使用效果比较好。
　　4、堵截通道、全面防御
　　对雷电电磁脉冲容易入侵的所有通道，如电源线、天馈线和各种信号传输线等带电金属通道，除要求合理布线、严密屏蔽外，最简便、最经济的措施是分别加装避雷装置，以堵截雷电过电压。加装避雷装置的实质是使带电金属导体实现等电位均压连接。
　　1．电源通道根据有关技术规范、雷暴日分区和防雷分区，实行合理的避雷器防护方案。在此过程中，严格遵从以下原则：
　　⑴多级防护原则；
　　⑵能量配合原则；
　　⑶绝缘配合原则；
　　⑷区别不同接地制式原则。
　　同时，在施工中应严格遵从接线、接地和接熔丝的要求。
　　2．信号传输通道电力通信、自动化系统包括的专业领域很多。如程控电话交换（语音通信）、数据通信、计算机网络、有线电视（闭路电视）、电视监控及各种控制系统等。同样是电力通信、自动化系统网络，也分为很多类型。他们的系统结构、设备配置、工作电压、工作频率、传输速率及阻抗等均有很大差别。因此，它们所要求的防雷技术方案和防雷器件也不同。好在现代科技的发展，已有针对不同电力通信、自动化系统系统防雷要求的、标准化的防雷器件与它们相适应。这就为电力通信、自动化系统防雷工程的应用提供了很大的方便。
　　信号传输系统同样应根据雷暴日分区和防雷分区及不同的系统类型、系统结构、设备配置、工作电压、工作频率、传输速率及阻抗等，选择加装不同的信号避雷装置。一般也需实行粗细两级保护。
　　5.其它一些有效的措施
　　确定电力通信、自动化机房等电位连接:即所有进出机房的金属装置、外来导电#p#副标题#e#物、电力线路、通信线路及其它电缆均应与总汇流排做好等电位金属连接。机房应敷设等电位均压网，并应和大楼的接地系统相连接。等电位网宜采用M形网络，各设备的直流地以最短的距离与等电位网相连接。
　　设备的屏蔽原则：屏蔽(包括空间和线路屏蔽)除了信号线和电源线外,机房也应作屏蔽处理,具体作法是把金属门、窗、天花龙骨和防静电专用地板接地。各点电位分布均匀，内部的工作人员和设备会得到较好的屏蔽保护。
　　结束语
　　在现代电力通信、自动化系统中，一个设计良好的防雷系统对设备的安全运行是至关重要的，只有严格按照综合防雷的原则，从各个可能的雷击引入途径进行规划保护，才能保证整个电力通信、自动化的安全运行。