电力通信系统的雷电防护问题

浅议电力通信系统的雷电防护问题

黄琛松

（南方电网超高压输电公司南宁局，广西南宁市530021）

电力系统通信网络是现代化电力系统中不可或缺的重要组成部分之一。在计算机以及互联网络的高速发展下，被用于电力通信系统中的终端技术设备也越来越精密，其集成度也相对较高，但是在这些具备高精密性的设备内部具有内置的集成性较高的模块，这些集成模块相应的过压能力以及过流保护能力比较弱。当雷电灾害发生的时候，容易造成一定程度的机器损害的事故发生，严重的话甚至会导致网络大范围故障甚至整体瘫痪，系统所储存的信息和数据流失，对电力系统以及电网的整体安全造成了极大程度的威胁。笔者通过对某试验性电力通信系统方面的防雷措施的具体实行方法以及分析，提出关于电力通信系统方面的防雷措施具体考虑的内容。

1雷电对于电力通信系统的影响

对于雷电灾害对于电力通信系统以及具体通信设备的危害具体可以分为以下几类：

（1）通信站附近建筑物（主要指通信设备，其中包含楼顶铁塔）因为直击雷电而导致的通信设备受到的各式各样的损害方式；

（2）通信站外经过金属线缆在入站是附带的一些雷电而导致的通信设备受到的各式各样的损害方式；

（3）在通信站附近受到感应电流的影响而导致的通信设备受到的各式各样的损害方式。

我们可以根据通信站的主要结构看出，对于通信电源以及其它部分的通信设备上的外接口都有可能引入雷电，但是从不同端口引入的雷电所产生的具体影响程度也是不同的。如图1中所表示出的五个对外接口的雷电的引入源。

在图1中，1号端口为主要的公共电力端口，同时也是最容易对高强度雷电脉冲产生接引效果，所以1号端口是整个结构中最为主要的防雷端口。而图1中的2号端口主要作用是用于通信以及光缆端口，其中的主要成分为金属，是引入来电的主要介质之一。通过通信电缆而引入的雷电，主要是通过对网络数据的交换依据数据设备的软件硬件进行入侵，以造成相应的损害后果。图1端口3是无线设备的电源端口，而通信设备因为其本身电力微波设备的本质而被放置于通信铁塔的最高层位置，所以其天馈线会成为直接类最为主要的攻击对象，受到天馈线的接应效果所引下来的大量电流在经过电源线以及通信线缆作为传输介质后最终到达通信设备的控制中枢部分，以达到破坏无线设备的效果。从另一个方面来讲，无线设备的控制中枢与其他设备的信号、电源以及接地线都是相互共享使用的性质，所以一部分接引下来的电流还会通过这些介质对其他的通信设备进行一定程度的破坏，所以从这一个方面来讲，无线电设备所在的这个端口同样也是重点的防雷控雷端口，只不过微波设备已经逐渐退出在电力系统中的应用。图1中的4号端口主要作为室内向室外电源的供电端口，其中室外的设备包括类似于监控录像等一系列的对于服务设备，对于这些设备来讲，他们的用电主要来源是机房的电源，对于这些设备来讲，它们本身极容易受到雷电的攻击而损坏。另外5号端口作为主要防雷功能端口——

—接地端口，其保证了所有的设备与地面有一定的连通性，其主要功能在于对接地以及交流工作的保护方面，对雷电的防护接地方面等。根据通信站所指定的一系列的防雷接地相关的规范以及要求，对于不同的设备所需要的接地需求都应该集中在接地端口这一个平台上面。当有雷电对通信站的通信设备进行一定程度地袭击导致这部分强电流顺着金属线进入到中枢机房中，其中所蕴含的欠电流就会在接地端口的作用下被大幅度的接引到地网中去，如果在接地平台出现类似电位升高电压不平衡的现象，则可能会导致绝大部分的通信设备受到一定强度的损害，因此对于接地端口的防雷措施来讲，工作人员应该认真考虑。

2电力通信系统方面的防雷措施概述

我们以某个电力通信工程作为实际讨论的例子进行详细分析。

2.1电力工程针对电源系统方面的防雷设施

在整个通信系统中都必须配备不间断的直、交流电源，对于所有设备而言，其本身必须具备一定程度的接地性。根据2006年国家指定的电子系统防雷技术规范的相应标准，已经对三峡水利工程中所有的电力通信设备进行了一定程度的防雷改造。具体的防雷措施如图2所示。

在电源柜DPJ-380里，在每1组三相交流电输出控制开关后面都会并联安装上一台三相的防雷器（规格：启动时最大电

摘要：主要分析了雷电对于电力通信系统的具体影响以及主要的防护措施。

关键词：接地保护；防雷；雷电过电压；MDF架

图1通信站各个对外接口的雷电引入源分析图

图2改造后的防雷措施示意图电力建设

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压601V，终于大的漏电流为7.5μA，最高的残压为790V），其连接的引线一端串联着一个C43/3p的保护开关。这一项防雷措施旨在防止因雷击而产生的过电压从电力线直接进入到配电系统当中。

在整个整流电源柜的两路三相交流电输入开关设备后分别安装（以并联的方式）一台三相防雷器（规格：启动时最大电压601V，终于大的漏电流为7.5μA，最高的残压为790V），并且同时在防雷器一段连接引线上串联一个与上文规格一样的C63/3p开关，并且还要串联上一个C32/2p型号的保护开关，这样可以对雷击所引起的过电压进入通信整流设备进行有效地防止。

在负荷载控制器上有两路-48V的直流电源输入设备，并且在其母排上并列安装着两台直流防雷器（规格：启动时最大电压210V，终于大的漏电流为3.5μA，最高的残压为348V），并且在其连接的引线一端串联着一个C33/3p的保护开关，这样可以对电压经过电源线到达通信设备内部而造成损害进行有效的防范。

2.2对于线缆方面的防雷措施

在整个通信设备的网络结构中，通信线缆包括有光缆和电缆，它们之间纵横交错，各式各样的电缆都是随处可见，从户外一直延伸到了室内，当雷电脉冲产生的时候能够对回路中的暂态电压进行一定的感应。为了使得线缆设备不受雷电的损害，我们需要对整个通信系统范围内的所有电缆进行防雷改造。

首先就是将原有被锈蚀损坏了的电缆支架进行拆除并更换，其中支架之间的间距大小为1000mm，支架主要采用的是50×5mm的角钢，并且进行一定的镀锌处理。并且对原有的地线进行拆除处理，更换新的地线设备（规格：60mm×50mm的扁铁）。在地线以及电缆支架之间进行合理的连接，并且每个200m 安设一个接地点，切记在换置的过程中要按照相关的接地规范操作。对于其特殊的土壤条件来讲，将接地电阻进行严格的控制10Ω以下，将地线与原有的接地近点相连。对电压较高的动力电缆，应该放置在电缆架的最底层，并且对原来的钢绞线、水泥杆进行拆除处理。在总配线架上使用保安单元将交换机以及外线进行一定程度的接通，这样可以最大程度的防止设备受电流而导致的损坏现象。

2.3对通信设备方面的防雷措施

在通信设备的防雷过程中最具有代表性的就是在微波系统方面的防雷，它本身带有天线的收发装置，同时也有一定的波导馈线传输功能，并且在机房与天线铁塔之间安置有一定数量的钢绞线，这些钢绞线的主要功能在于对电缆进行支撑或悬挂。钢绞线以及过桥在电气方面与铁塔相互连通，当电缆进入机房的外侧部分的同时，将钢绞线、过桥以及电缆的外护层相连在一起。并且以最小距离与接地网之间相互连接，以达到减小进入机房内部的雷电的压幅值。在微波塔上安装新型的避雷针，在每一个站点的楼面敷设上一层避雷带，以直接对雷击的直接损害进行防护。

因为电力工程所处的地理位置环境比较复杂看，所以，针对每一个站点接地网方面的建设都不尽相同。就目前看来，经过了一系列的防雷措施改造后，明显的减少了因雷电袭击而造成的损失，能够最大限度的对设备正常运行进行保证。

3结语

对于电力通信系统而言，其包含的防雷保护以及过电压保护都是一项极具系统化的工程，在防雷改造的过程中，不仅仅依据的是防雷设备的性能，更重要的是必须对设备所处的地理环境进行详细全面的考虑，必须慎重的遵循整体布防、全面防范的建设思想，合理运用均压、泄流以及屏蔽等各式各样的防雷技术手段，构件一个完整完善的雷电防护体系，才能对雷电造成的损害达到根本性质的防范，才能最大程度的降低雷电侵袭所造成的损害。

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制、参数显示随时化、报警内容语言化、控制组件模块化以及调速过程程序化的特点。

4变频技术在矿山机电设备的应用前景目前，变频技术在矿山机电设备中的应用还有很大的发展空间，其广泛应用也会在很大程度上推动我国相关产业的发展，我国矿山的数量很多，在以后的设备升级中对变频器的需求量很大，加上电子技术的迅速发展，矿山改造过程中对变频器的需求也会呈现出多功能的趋势，变频器的控制也会成为矿山管理中的重要工作环节。

5结语

目前变频节能技术在我国矿山机电设备中的应用越来越广泛，但是尚未得到全面的普及，变频节能技术在我国矿山机电设备中的应用还有相当大的发展空间，就目前来看，解决变频节能技术与矿山机电设备中的匹配问题，是使之得到广泛应用的关键所在，只要将匹配性问题解决好，那么变频节能技术将会有更加广阔的应用空间。

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