摘  要：隨著農(nóng)電系統(tǒng)的不斷發(fā)展和自動(dòng)化水平的不斷提高，農(nóng)電系統(tǒng)的眾多縣級(jí)電力局的調(diào)度自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已初步形成了規(guī)模。RTU和變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的干擾的處理、局端機(jī)房的防雷處理日益成為調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的核心安全。文本結(jié)合本單位的實(shí)際情況，簡單介紹和分析了一個(gè)相對(duì)實(shí)用的縣級(jí)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)防雷和防干擾的方案。

　　引言：
　　雷電對(duì)于電力調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備的危害分成兩種，一種是直擊雷造成的設(shè)備損害，一種是感應(yīng)雷造成的設(shè)備損壞。

(1)直擊雷
我們一般將雷電直接擊中線路設(shè)備或終端設(shè)備并經(jīng)設(shè)備入地的雷擊過電壓、過電流稱為直擊雷。直擊雷具有電壓高、電流大的特點(diǎn)，其破壞性。在實(shí)際當(dāng)中直擊雷直接擊中計(jì)算機(jī)設(shè)備的頻度并不高。而真正對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)造成危害的絕大多數(shù)是感應(yīng)雷。
    (2)感應(yīng)雷
　　所謂感應(yīng)雷也就是在雷云形成過程中，雷云與大地之間的感應(yīng)電場和雷擊大地和地面物時(shí)，雷閃電流產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁場作用于各種傳輸線路上，感應(yīng)產(chǎn)生出過電壓、過電流，經(jīng)傳輸線路進(jìn)入設(shè)備系統(tǒng)而形成的雷擊稱之為感應(yīng)雷。
　　我局變電站及供電所通訊及自動(dòng)化室是由電源設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等構(gòu)成的一個(gè)綜合系統(tǒng)。我局變電站及供電所通訊自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是點(diǎn)多、面廣、線長，既有強(qiáng)電設(shè)備，又有大量的通信弱電設(shè)備。電力線路、傳輸和控制線路是易遭雷擊或雷電感應(yīng)的薄弱點(diǎn)。由于上述原因，我局變電站及供電所通訊調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的防雷薄弱環(huán)節(jié)相對(duì)來說較多，因此易遭雷害，特別是感應(yīng)雷害和反擊雷害。
　　　　　　　　　　肅寧電力局變電站及各供電所雷害分析表
　　　　　　　　　　　　　

　　那么如何防止這些雷害和干擾對(duì)我局調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)造成的危害呢？

　　一、建設(shè)可靠的接地系統(tǒng)。

　　我局的接地系統(tǒng)采用聯(lián)合接地方式。為了保證雷電流快速泄放，保障網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，防止寄生電容耦合干擾，保護(hù)設(shè)備及人身的安全，解決環(huán)境電磁干擾及靜電危害，各機(jī)房內(nèi)都必須有良好的接地系統(tǒng)，接地電阻要不大于1Ω。考慮到具體現(xiàn)場情況，對(duì)于地網(wǎng)的要求，不僅要將地阻值降低，還要根據(jù)地理環(huán)境和土壤電阻率的不同而優(yōu)化設(shè)計(jì)地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，以保證大電流下地時(shí)均勻快速地向大地?cái)U(kuò)散。接地體的鋪設(shè)以放射線形接地體  

　　另外，在機(jī)房接地系統(tǒng)中構(gòu)建一個(gè)整體等電位系統(tǒng)式非常關(guān)鍵的，這當(dāng)中還要包括進(jìn)屋交流電源的電纜外皮接地、暖氣管道接地、自來水管等的接地，這些都是在機(jī)房等電位接地中容易疏漏的地方。如下圖

　　如果機(jī)房或者主控室內(nèi)部存在有疏漏的從外部延伸進(jìn)來的被疏漏掉的設(shè)備，不能形成一個(gè)體系完整的等電位接地體，那么對(duì)于感應(yīng)雷或者雷電反擊造成的強(qiáng)大電壓，對(duì)設(shè)備造成的損害是致命的。因此我們強(qiáng)調(diào)不僅僅要對(duì)被保護(hù)設(shè)備進(jìn)行良好接地，對(duì)室內(nèi)的其他非保護(hù)設(shè)備也要良好接地，這樣才會(huì)在機(jī)房內(nèi)部形成一個(gè)良好的等電位環(huán)境，才會(huì)程度的避免雷擊危害的發(fā)生。
　　二、防雷設(shè)施的布局
　　1、電源部分：
　　我局變電站及供電所通訊及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是單相供電方式。在這種供電方式的整個(gè)系統(tǒng)中，中線N與保護(hù)接地線PE二線分開。根據(jù)供配電線路導(dǎo)體長距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)、防雷器件的特性、來自線路雷電流的強(qiáng)度，以及配電系統(tǒng)中各部分的耐電水平，必須采用多級(jí)、分級(jí)防雷保護(hù)。
　　對(duì)機(jī)房供電系統(tǒng)預(yù)防LEMP，一般采用用戶總電源、用戶分電源、設(shè)備工作機(jī)房電源等多級(jí)保護(hù)方法治理，分級(jí)配置“進(jìn)戶”、“進(jìn)室”、“單機(jī)”及“直流”電源過電壓保護(hù)器予以保護(hù)。進(jìn)入機(jī)房主電源配電柜前端應(yīng)安裝三相過電壓保護(hù)器SPD1(防雷箱)，其雷電通流容量不應(yīng)低于60kA作為級(jí)保護(hù)；配電柜線路輸出端配置一臺(tái)過電壓保護(hù)器SPD2，其雷電通流容量應(yīng)不小于40kA，作為第二級(jí)保護(hù)；在UPS電源前端加裝一臺(tái)過電壓保護(hù)器SPD3,其額定雷電通流容量不小于20KA,作為第三級(jí)防雷保護(hù).
　　供電設(shè)備的正常不帶電金屬部分應(yīng)作保護(hù)接地，嚴(yán)禁作接零保護(hù)，其接地線截面積不應(yīng)小于16mm2，材料為多股銅線；供電系統(tǒng)各個(gè)SPD的接地端，應(yīng)分別連接到強(qiáng)電地的接地匯集線上，從匯集線單獨(dú)用導(dǎo)線接至室外地網(wǎng)上，接地電阻應(yīng)不大于1歐姆。
　　我局防護(hù)重點(diǎn)應(yīng)放在感應(yīng)雷防護(hù)上.其變電站通訊及調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)電源部分由為三相供電方式。根據(jù)其供電方式,本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用原則對(duì)其機(jī)房供電部分采用以下方式進(jìn)行過電壓防護(hù)。為其機(jī)房配用具有防雷功能的防雷器，集防雷、美觀、實(shí)用為一體，其配線柜內(nèi)具體防雷布線為：在配線柜的電源入口端并聯(lián)采用通流通容量80-100KA設(shè)備作為其電源部分的級(jí)過電壓防護(hù)(雙路供電)；在其電源出口端即UPS電源的前端并聯(lián)加通流容量為40KA防雷設(shè)備作為其電源部分的第二級(jí)過電壓防護(hù)；在其UPS的后端即光端機(jī)前端并聯(lián)加裝防雷器，其通流容量為20KA，作為其電源部分的第三級(jí)過電壓防護(hù).設(shè)備終端分別保護(hù)。（防雷設(shè)備分布情況有示意圖）

　　在這其中需要說明的一點(diǎn)就是關(guān)于UPS的問題。有一部分人錯(cuò)誤的認(rèn)為UPS是具有防雷和隔離干擾的作用的。其實(shí)這是錯(cuò)誤的。UPS的功能就是在突然停電的情況下，在很短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)將備用電源投入，保證用電設(shè)備供電的連續(xù)性，使用電設(shè)備在突然停電的情況下仍能繼續(xù)工作一段時(shí)間或長期運(yùn)行。但UPS不能消除暫態(tài)過電壓，在電網(wǎng)停電UPS動(dòng)作的情況下，反而會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)過電壓。在暫態(tài)過電壓的作用下，UPS自身有可能被損壞。另外，感應(yīng)雷或沿電源線進(jìn)入室內(nèi)的雷電侵入波會(huì)使電源電壓急驟升高，從而導(dǎo)致UPS及后接設(shè)備損壞。有些UPS中盡管裝有壓敏電阻，但還是很難保護(hù)自己及后接微電子設(shè)備。對(duì)電源，可靠有效的防雷方法是在UPS的前后方都加裝防雷保護(hù)模塊。盡量將大的雷電限制到后續(xù)保護(hù)系統(tǒng)可允許的范圍，使輸出的箝位電壓達(dá)到規(guī)定的要求。采用上述保護(hù)后，UPS或被保護(hù)電源一般不會(huì)因雷擊而損壞。
2、信號(hào)部分：
　　根據(jù)變電站實(shí)際情況232線路為9針口，在其線路上加裝數(shù)字防雷器做為數(shù)據(jù)線路的保護(hù)。
　　在網(wǎng)絡(luò)傳輸線路首末兩端上加裝網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器做為網(wǎng)絡(luò)線路的保護(hù)
　　在電話機(jī)前端加裝壓敏式電話防雷器做為電話的保護(hù)。
　　在電話配線架上加裝防雷器做為電話線路的保護(hù)。
　　在視頻線路上加裝BNC接口防雷器做為監(jiān)控線路的保護(hù)。
　　3、局中心機(jī)房的防雷簡述
　　我局通信調(diào)度綜合機(jī)房的電源是單獨(dú)從配電變壓器引接的帶屏蔽電纜，但是與樓內(nèi)的動(dòng)力裝置共用接地網(wǎng)。通信機(jī)房內(nèi)敷設(shè)防靜電地板并且通過均壓帶環(huán)繞機(jī)房敷設(shè)環(huán)行接地母線后與地網(wǎng)相連。
   為減少雷電電磁干擾，通信機(jī)房及通信調(diào)度綜合樓的建筑鋼筋、金屬地板均應(yīng)相互焊接，形成等電位法拉第籠，將屏蔽網(wǎng)與機(jī)房內(nèi)環(huán)行接地母線均勻多點(diǎn)相連。
架空線纜由外部終端桿引下后如無屏蔽層則更換為帶有屏蔽層的電纜，并且屏蔽層兩端接地（非金屬光纜除外）。
    為避免雷害，我局對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，采取了“整體防御、綜合治理、多重保護(hù)”的方針。除采用上述保護(hù)與接地措施外，配電變壓器高低壓側(cè)均應(yīng)裝接金屬氧化物避雷器，并三點(diǎn)聯(lián)合接地。程控交換機(jī)室外進(jìn)出線、Modem等應(yīng)裝過電壓保護(hù)器；當(dāng)RTU等裝置離顯示屏較遠(yuǎn)時(shí)應(yīng)裝信號(hào)線過電壓保護(hù)器。
結(jié)論
　　嚴(yán)格按防雷接地規(guī)程辦事，應(yīng)用新技術(shù)新裝置，采取綜合性的防雷措施是我局電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)減少雷害的重要手段，同時(shí)也的避免了雷擊災(zāi)害對(duì)我局調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)造成的不必要的危害。
參考文獻(xiàn)：
國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50057-94
國家標(biāo)準(zhǔn)《電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則》GB7450-87
國家標(biāo)準(zhǔn) 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》

中國電力出版社《電力工程師手冊》

作者簡介：
趙江濤（1975年）男，河北肅寧縣人，從事調(diào)度自動(dòng)化工作，聯(lián)系電話13303071178              固定電話：0317-5021092
電子郵箱：snzjt1975@126.com