电力通信自动化系统防雷及接地保护探究

电力通信自动化系统防雷及接地保护探究
摘要：电力通信自动化系统是电力系统中重要的组成成分，我国工业技术快速发展，电力通信自动化技术也随之不断完善，被越来越广泛的应用到防雷和接地保护方面，本文主要对电力通信自动化系统的防雷和接地保护作进一步探究。

关键词：电力通信自动化系统；防雷；接地保护
雷击会对电力通信自动化系统造成巨大的危害，严重时会导致整个系统瘫痪。

因此，如何预防雷击事故的发生，保护电力通信自动化系统不受破坏，是目前我国广大电力工程科研工作者迫在眉睫有待解决的问题。

一、雷击对电力通信自动化系统造成的危害
本文以雷击对电力通信自动化系统的危害为切入点，对电力通信自动化系统的防雷保护问题做深入探讨。

通常情况下，雷电主要有直接雷、感应雷2种形式，下面介绍它们分别对电力通信自动化系统造成的危害。

1.直接雷带来的危害
直接雷与电力通信自动化系统接触后，会对系统设备的硬件组织造成直接损害，例如自动化控制设备、通信电缆、通信光缆、信号接收器等设备；直击雷还可能引起火灾，给电力系统和发电厂造成经济损失，而且当直接雷直接击中建筑物、自动化设备以及操作人员，可能会造成设备损坏或人员伤亡，造成严重后果。

所以，即使直击雷发生的概率不大，但危害性大，大家不可以掉以轻心。

2.感应雷造成的危害
感应雷发生于导体中并沿着导体迅速传播，进而损坏与导体连接的设备或设备中的部件，感应雷主要是由直击雷引发的。

在通信自动化设备中必然存在大量的集成电路用金属导线连接，并且通信自动化机房也要通过电力电缆与其他通信传输电缆和信号线与外界连接，这在很大程度上为感应雷的入侵提供了有利条件；另外由于设备中使用大量高集成度的微电子电路，耐冲击水平十分低，很容易遭到感应雷的破坏，产生设备故障，例如接口板受损、内部通信口损坏、整流模块损坏等；感应雷有时会引起让我们难以与雷电联系到一起的故障，但却是由雷电引发的。

感应雷造成的危害虽没有直击雷大，但它损坏的对象一般都是通信自动化设备的核心部件，给设备的正常运行造成严重影响和阻碍。

二、通信自动化系统中的防雷设施
1.电源系统
在通信自动化系统中，电源是维持整个系统正常运行的重要保障，也是自动化电力系统中的重要组成部分。

电源一旦遭到破坏，整个通信自动化系统的电力供应会立即停止，因此在通信系统的防雷设施中，应先考虑系统的电源。

一般电源遭受雷击破坏主要表现在以下几方面：
（1）由于系统的变压器遭受雷击受到损坏，导致电源的供电系统瘫痪；
（2）雷击过程中产生雷电进入控制中心，使系统的电流控制中枢受到干扰，导致系统运行出现故障；
（3）雷电流通过直流电、交负荷对电能表和其他自动化设备产生干扰，进而引发电源供电发生故障。

2.通信自动化系统的防雷接地与接地网
2.1防雷接地与接地网
防雷接地与接地网是防止电力通信自动化系统遭受雷击破坏的有效手段，使用防雷接地与接地网可以有效避免普通雷击对通信自动化系统造成危害，其主要构成为：
（1）要求高阻值电阻。

雷击致使系统出现故障的实质原因是因为系统所承载的电压和电流过大，只要在防雷接地的装置中加进高阻值电阻，就可以阻隔过压电流对系统造成伤害，而且将伤害限定在电力系统的某一固定范围内，不仅减少了电力系统故障的损失，又提高了抢修效率。

（2）建立在电力系统建筑物之上，要求建筑物组建成一个完整的接地网，这样当电力系统遭到雷击时，接地网内部的设施就可以通过接地线来转化电压和电流的强度，以确保系统中工作地线、保护地线和防雷地线免遭破坏，正常使用。

2.2防雷接地与接地网的设置
对站内联合接地网的设置要求，主要体现在以下几方面：
（1）对于有金属框架的建筑物使用设施，电源线务必与接地线连接；
（2）建筑物上面的避雷带应该设在联合接地网控制的区域内，而且每相隔5m就要和暗装避雷网相连一次并焊牢固；
（3）对于暴漏在空气中的接线焊点，要一律进行系统防腐处理，在确保其使用期限的同时，又加强了整体接地网的稳定性；
（4）建筑物的避雷针与接地线必须均能够将电流引导地面，每个建筑物的接地线都要以环形结构围绕在其周围，而且和建筑物相距最多为10m；
（5）避雷针的选用必须符合国家规定标准，杜绝使用消雷器与不正规的避雷针；
（6）接地体同时也必须是绝缘体，拥有绝缘性能，垂直长度不允许超过接地线和建筑物之间距离的3倍。

三、在电力通信自动化系统的防雷和接地保护中的先进技术应用
1.微博铁塔和天馈线
在许多大型电力通信自动化系统中，一般都要对微波铁塔进行设置，而且还要确保微波天线必须在微波铁塔的避雷针的保护范围以内，塔上的避雷针能够将侵入电力通信自动化系统的电流引接到地线。

在微波铁塔中，它的天馈线能够有效保护整个电力系统安全，是其重要组成部分，因此在对天馈线的设置中，技术人员采用了十分先进的馈线技术，把微波塔的上下走线均引到机房路口的接地线上，这样就使微波塔的接地线连通妥当。

当塔高于60米时，馈线的金属外护层还应在塔中间增加一处接地。

2.通信光（电）缆线路
对通信自动化系统进行功臣勘测之前，一定要注意其相关区域的气候改变，尽可能的避开雷雨天气和经常遭受雷击的区域，同时也要避开向阳坡与临江坡的山坡。

近年来，由于电力系统频繁遭到雷击破坏，致使系统电缆损坏严重，在经济上给电力企业造成了很大的损失，而光缆技术的应用，就是为企业解决以上难题，光缆作为高效能电力工程材料，在防雷工作领域有着不可取代的作用，其本身具有一定的防雷功能。

在安装电力通信系统防雷设施时，通常使用光缆接线技术，原因在于由光缆组成的防雷设施、放电设施其综合性能都十分强大，其应用主要表现在两方面，一是在防雷设施中使用的光缆接头其材质是金属，在和地线连接时，常常会因为外部环境变化因素而产生断裂现象，因此要确保光缆接线的安全和稳定性，应在光缆的上方设置一个屏蔽装置；二是将光缆接头和设备金融构件直接连接，这样会方便控制器监测其运行情况和状态。

虽然对于以上两种防护措施均存在争议，但资料表明这两种防护措施确实很有效果。

我国山地较多，埋设一组合格的地线非常困难，对于第一种防护措施，光缆接头不与地面接触，可以减少许多接地装置，进而减少工程的费用支出和维护工作量。

光缆技术在通信光缆线路中的应用在防雷方面有很大影响，其具备很强的防雷功能，光缆终端的控制系统也可以对其系统实行监控，如果发现问题，工作人员就能够及时根据控制器中显示的数据信息找出故障发生的原因。

总结：
先进电力工程技术的引进，在很大程度上提高了我国通信设备抗雷击能力和防过电压水平，同时在电力通信自动化工作中日常精心的维护下，通信自动化防
雷系统也逐渐变得完善。

只有认真细心全方位的考虑雷击因素，才能有效防止通信自动化系统遭受雷击危害，最大限度上降低雷电带来的损失。

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