電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷及其接地保護(hù)

劉仕琪

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司孝感市孝南區(qū)供電公司 湖北孝感 432000）

電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷及其接地保護(hù)

劉仕琪

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司孝感市孝南區(qū)供電公司 湖北孝感 432000）

在電力系統(tǒng)中最重要的一個(gè)組成部分就是通信自動(dòng)化系統(tǒng)，近些年來(lái)，我國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平不斷提高和發(fā)展，電力通信自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)也逐漸完善，防雷和接地保護(hù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在通信自動(dòng)化系統(tǒng)之中，本文通過對(duì)雷擊對(duì)電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的危害、通信自動(dòng)化系統(tǒng)中的防雷設(shè)施、電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷和接地保護(hù)中的先進(jìn)技術(shù)等方面對(duì)電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。

電力通信；自動(dòng)化系統(tǒng)；接地保護(hù)；防雷

引言

對(duì)電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)產(chǎn)生巨大危害的一種自然現(xiàn)象就是雷擊，當(dāng)電力通信系統(tǒng)遭收雷擊的時(shí)候，就會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等造成不良的影響，最終會(huì)使整個(gè)電力系統(tǒng)都陷入癱瘓。因此可以看出，保障整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定而運(yùn)行，建立起來(lái)一個(gè)針對(duì)于通信系統(tǒng)的完備的防雷接地保護(hù)是如今我國(guó)所有對(duì)電力工作者研究?jī)?nèi)容中的一個(gè)十分重要的課題。

1 雷擊對(duì)電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的危害

本文深入研究了雷擊對(duì)于電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的巨大危害，并針對(duì)電力通訊自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷保護(hù)問題進(jìn)行了深入的探討。感應(yīng)雷、直擊雷、球形雷是雷擊的三種主要形式，它們對(duì)于通信自動(dòng)化系統(tǒng)的具體危害如下：①感應(yīng)雷的危害，感應(yīng)雷一般是由直擊雷引起，感應(yīng)雷一般是通過干擾信號(hào)，對(duì)通信系統(tǒng)的控制中樞進(jìn)行破壞，嚴(yán)重歲還連接設(shè)備中的一些零部件。由于通信電力系統(tǒng)中存在著非常復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，故電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)由于感應(yīng)雷產(chǎn)生的超強(qiáng)信號(hào)而遭到破壞。②直擊雷的危害，當(dāng)電力系統(tǒng)與直擊雷接觸后，電力系統(tǒng)設(shè)備的一些硬件組織會(huì)受到，比如信號(hào)接收器、電纜、光纜、自動(dòng)化控制設(shè)備等，直擊雷在引發(fā)電力事故的同時(shí)，時(shí)常還會(huì)引發(fā)火災(zāi)，從而給發(fā)電廠和整個(gè)電力系統(tǒng)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。

2 通信自動(dòng)化系統(tǒng)中的防雷設(shè)施

2.1 系統(tǒng)電源

在通信自動(dòng)化系統(tǒng)中維持整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的重要組成部分是系統(tǒng)的電源，一旦電源遭到破壞，整個(gè)通信自動(dòng)化系統(tǒng)電力的供應(yīng)就會(huì)被切斷，因此，做好通信自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷設(shè)施，第一個(gè)要考慮的就是系統(tǒng)的電源。系統(tǒng)電源種主要的構(gòu)建有：變壓器系統(tǒng)、整流系統(tǒng)、交流、直流系統(tǒng)、監(jiān)控中心等。雷擊對(duì)于系統(tǒng)電源的傷害主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：①當(dāng)控制中心進(jìn)入了雷擊種所產(chǎn)生的雷電，系統(tǒng)電流控制中樞就會(huì)收到干擾，從而造成系統(tǒng)運(yùn)行故障；②電能表及其他自動(dòng)化設(shè)備受到雷電中直、交負(fù)荷的干擾，從而引發(fā)的電源供電故障；③雷擊損壞統(tǒng)變壓器，從而損壞電源供電系統(tǒng)。

圖1 雷擊設(shè)備的主要途徑

根據(jù)雷電區(qū)域的劃分和當(dāng)?shù)乩妆?qiáng)度以及雷暴日的出現(xiàn)頻率來(lái)看，通信自動(dòng)化電源系統(tǒng)過電壓的分流保護(hù)可以分為四級(jí)。其中一、二級(jí)的防雷器大多是采用有較大通流量的防雷器，因?yàn)檫@樣可以將較大的雷擊電流直接引入大地，起到限流保護(hù)的作用；三、四級(jí)防雷器根據(jù)要求多采用較低殘壓的防雷器，他們可以把殘余電量引入大地，避免電力系統(tǒng)遭到雷擊，保護(hù)了電力系統(tǒng)的安全。

2.2 通信自動(dòng)化機(jī)系統(tǒng)的接地網(wǎng)與防雷接地

2.2.1 接地網(wǎng)與防雷接地

避免雷擊破壞電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的主要技術(shù)手段之一是接地網(wǎng)與防雷接地，通過接地網(wǎng)與防雷接地可以防止通信自動(dòng)化系統(tǒng)遭受普通的雷擊，這樣的防雷設(shè)施主要由如下兩方面構(gòu)成：①接地網(wǎng)是一種內(nèi)地網(wǎng)，它是建立在電力系統(tǒng)建筑物之上的（包括建筑物，鐵塔等），但這些建筑物需要組建成為一個(gè)完整的聯(lián)合接地網(wǎng)，這樣當(dāng)電力系統(tǒng)在遭受雷擊危害時(shí)，接地網(wǎng)內(nèi)設(shè)施就可以通過接地線的方式來(lái)轉(zhuǎn)化電流、電壓強(qiáng)度，用以保證整個(gè)系統(tǒng)中防雷地線、保護(hù)地線和工作地線的安全使用。②高阻值電阻，一般情況下，由于系統(tǒng)承載的電流、電壓過大時(shí)系統(tǒng)遭受雷擊出現(xiàn)故障的主要原因，為了有效的隔斷過壓電流對(duì)系統(tǒng)造成的傷害，可以在系統(tǒng)的防雷接地裝置中采用高阻值電阻，這樣就可以將電力系統(tǒng)所受的傷害控制在一定的方位之內(nèi)，可以大大的減少電力系統(tǒng)的故障損失，并同時(shí)提高了工作人員的搶修效率。

2.2.2 防雷接地與接地網(wǎng)的設(shè)置要求

創(chuàng)建站內(nèi)聯(lián)合接地網(wǎng)（防雷接地與接地網(wǎng)）的設(shè)置要求，主要在如下幾個(gè)方面種體現(xiàn)：①在聯(lián)合接地網(wǎng)控制的范圍之內(nèi)設(shè)置建筑物避雷帶，同時(shí)與暗裝避雷網(wǎng)連接一次并且焊牢，間隔為5m；②在整個(gè)電力系統(tǒng)中建筑物的所有使用設(shè)施以及包含金屬框架的設(shè)施，他們的電源線必須與接地線相連接；③要對(duì)所有暴露在外邊的接線焊點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)全面的防腐處理，以確保所有焊點(diǎn)使用命的同時(shí)，增強(qiáng)整個(gè)接地網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性；④建筑物中設(shè)置的避雷針和接地線都應(yīng)該具有將雷電的電流直接引入大地的作用，所有接地線均要以環(huán)形的結(jié)構(gòu)圍繞在各個(gè)建筑物的周圍，并且接地線與與建筑物的距離不得超過10m；⑤建筑物上選用的避雷針必須要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不得使用非常規(guī)避雷針和消雷器等設(shè)備；⑥接地體必須要具有絕緣的性能，并且接地體的垂直長(zhǎng)度必須要小于接地線與建筑物之間距離的3倍；⑦接地匯集線要設(shè)計(jì)成排狀或環(huán)狀，搜用材料為銅，匯集線的橫截面積應(yīng)大于120mm2，也可使用鍍鋅的扁鋼；⑧接地線應(yīng)該設(shè)計(jì)較短，橫截面積在35～95mm2之間，材料可使用多股銅線[2]。

3 應(yīng)用在電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷和接地保護(hù)中的先進(jìn)技術(shù)

3.1 微波鐵塔及饋線技術(shù)

在諸多的大型電力系統(tǒng)之中，都要在通信自動(dòng)化系統(tǒng)之中設(shè)置一個(gè)微波鐵塔，與此同時(shí)要注意微波天線的位置，一定要處于微波鐵塔避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，這樣電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)所遭受的雷電流就可以通過微波鐵塔上的避雷針直接引入地線。保護(hù)整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分之一就是微波鐵塔的天饋線，因此在天饋線的安裝設(shè)置過程中，工程技術(shù)人員要使用了先進(jìn)的饋線技術(shù)手段，通過機(jī)房接口的接地線處引入微波鐵塔上下兩部分的全部走線，從而妥善連通微波鐵塔的之間的接地線。

3.2 通信光（電）纜線路

當(dāng)工程技術(shù)人員檢修工程電力系統(tǒng)時(shí)，盡量不要在雷雨天氣下操作，必須時(shí)時(shí)刻刻注意電力系統(tǒng)區(qū)域之內(nèi)的天氣變化。在最近幾年，頻繁發(fā)生電力系統(tǒng)受到雷擊而破壞系統(tǒng)的事故，事故中電力系統(tǒng)的電纜都遭到嚴(yán)重的破壞，也給相關(guān)的電力企業(yè)造成的十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而最新光纜技術(shù)的應(yīng)用，則解決了電力企業(yè)面對(duì)的這個(gè)難題。在電力工程材料中，光纜的特點(diǎn)是具有高效能同時(shí)還具備相應(yīng)的防雷功能[3]。因而通常將光纜接線技術(shù)使用在電力通信系統(tǒng)的防雷安裝設(shè)施之時(shí)，這是由于光纜構(gòu)成的放電、防雷設(shè)施的綜合性能非常突出。

光纜接線技術(shù)主要有兩種應(yīng)用形式：①由于防雷設(shè)施中應(yīng)用的光纜接頭材質(zhì)是金屬材質(zhì)，當(dāng)其與地線相連接時(shí)，斷裂現(xiàn)象經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在外部環(huán)境發(fā)生變化之時(shí)，所以要在光纜的上方安置一個(gè)屏蔽裝備，來(lái)確保光纜接線的穩(wěn)定性和安全性；②為了方便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制器的相關(guān)運(yùn)行情況，需要將金融設(shè)備構(gòu)件與光纜接頭直接相連。在建設(shè)過程中采用了光纜技術(shù)的光纜通信線路一般的都具備非常強(qiáng)的的防雷作用，能夠使用光纜終端控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控通信光纜線路，相關(guān)工作人員可以在問題出現(xiàn)的第一時(shí)間通過控制器中所顯示的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，尋找到故障源的所在。

4 結(jié)論

我國(guó)的防過電壓水平以及抗雷擊水平由于引進(jìn)了先進(jìn)電力工程技術(shù)和大量電力通信工作者的不斷維護(hù)已有了很大的提升，大量的事實(shí)也可以證明，只有將雷擊的相關(guān)因素仔細(xì)認(rèn)真地考慮全面，才可以確保降低雷電產(chǎn)生的危害和通信自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備被雷電擊到的可能性[4]。

[1]聶景慶.淺析電力通信自動(dòng)化系統(tǒng)的接地保護(hù)和防雷[J].民營(yíng)科技，2010，13（12）：110～114.

[2]項(xiàng)學(xué)勝，徐衛(wèi)文.電力通信站防雷接地系統(tǒng)建設(shè)[J].電力系統(tǒng)通信，2003，12（15）：101～105.

[3]趙向紅，魯斌，程國(guó)昌.鄂州電力通信自動(dòng)化設(shè)施防雷措施的探索[J].湖北電力，2010，14（15）：103～106.

[4]汪祁.水廠自動(dòng)化系統(tǒng)防雷接地保護(hù)設(shè)計(jì)[J].可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2012，11（14）：116～119.

TM862

A

1004-7344（2016）17-0079-02

2016-5-21

劉仕琪（1980-），男，本科，主要從事電力通信工作。