電力通信自動化系統的防雷及其接地保護

劉仕琪

（國網湖北省電力公司孝感市孝南區供電公司 湖北孝感 432000）

電力通信自動化系統的防雷及其接地保護

劉仕琪

（國網湖北省電力公司孝感市孝南區供電公司 湖北孝感 432000）

在電力系統中最重要的一個組成部分就是通信自動化系統，近些年來，我國的工業技術水平不斷提高和發展，電力通信自動化的相關技術也逐漸完善，防雷和接地保護越來越廣泛的應用在通信自動化系統之中，本文通過對雷擊對電力通信自動化系統的危害、通信自動化系統中的防雷設施、電力通信自動化系統的防雷和接地保護中的先進技術等方面對電力通信自動化系統進行了系統的分析。

電力通信；自動化系統；接地保護；防雷

引言

對電力通信自動化系統產生巨大危害的一種自然現象就是雷擊，當電力通信系統遭收雷擊的時候，就會對控制系統、供電系統、監測系統等造成不良的影響，最終會使整個電力系統都陷入癱瘓。因此可以看出，保障整個電力系統的安全、穩定而運行，建立起來一個針對于通信系統的完備的防雷接地保護是如今我國所有對電力工作者研究內容中的一個十分重要的課題。

1 雷擊對電力通信自動化系統的危害

本文深入研究了雷擊對于電力通信自動化系統的巨大危害，并針對電力通訊自動化系統的防雷保護問題進行了深入的探討。感應雷、直擊雷、球形雷是雷擊的三種主要形式，它們對于通信自動化系統的具體危害如下：①感應雷的危害，感應雷一般是由直擊雷引起，感應雷一般是通過干擾信號，對通信系統的控制中樞進行破壞，嚴重歲還連接設備中的一些零部件。由于通信電力系統中存在著非常復雜的系統結構，故電力通信自動化系統會由于感應雷產生的超強信號而遭到破壞。②直擊雷的危害，當電力系統與直擊雷接觸后，電力系統設備的一些硬件組織會受到，比如信號接收器、電纜、光纜、自動化控制設備等，直擊雷在引發電力事故的同時，時常還會引發火災，從而給發電廠和整個電力系統造成巨大的經濟損失[1]。

2 通信自動化系統中的防雷設施

2.1 系統電源

在通信自動化系統中維持整個系統運行的重要組成部分是系統的電源，一旦電源遭到破壞，整個通信自動化系統電力的供應就會被切斷，因此，做好通信自動化系統的防雷設施，第一個要考慮的就是系統的電源。系統電源種主要的構建有：變壓器系統、整流系統、交流、直流系統、監控中心等。雷擊對于系統電源的傷害主要體現在如下幾個方面：①當控制中心進入了雷擊種所產生的雷電，系統電流控制中樞就會收到干擾，從而造成系統運行故障；②電能表及其他自動化設備受到雷電中直、交負荷的干擾，從而引發的電源供電故障；③雷擊損壞統變壓器，從而損壞電源供電系統。

圖1 雷擊設備的主要途徑

根據雷電區域的劃分和當地雷暴強度以及雷暴日的出現頻率來看，通信自動化電源系統過電壓的分流保護可以分為四級。其中一、二級的防雷器大多是采用有較大通流量的防雷器，因為這樣可以將較大的雷擊電流直接引入大地，起到限流保護的作用；三、四級防雷器根據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，避免電力系統遭到雷擊，保護了電力系統的安全。

2.2 通信自動化機系統的接地網與防雷接地

2.2.1 接地網與防雷接地

避免雷擊破壞電力通信自動化系統的主要技術手段之一是接地網與防雷接地，通過接地網與防雷接地可以防止通信自動化系統遭受普通的雷擊，這樣的防雷設施主要由如下兩方面構成：①接地網是一種內地網，它是建立在電力系統建筑物之上的（包括建筑物，鐵塔等），但這些建筑物需要組建成為一個完整的聯合接地網，這樣當電力系統在遭受雷擊危害時，接地網內設施就可以通過接地線的方式來轉化電流、電壓強度，用以保證整個系統中防雷地線、保護地線和工作地線的安全使用。②高阻值電阻，一般情況下，由于系統承載的電流、電壓過大時系統遭受雷擊出現故障的主要原因，為了有效的隔斷過壓電流對系統造成的傷害，可以在系統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所受的傷害控制在一定的方位之內，可以大大的減少電力系統的故障損失，并同時提高了工作人員的搶修效率。

2.2.2 防雷接地與接地網的設置要求

創建站內聯合接地網（防雷接地與接地網）的設置要求，主要在如下幾個方面種體現：①在聯合接地網控制的范圍之內設置建筑物避雷帶，同時與暗裝避雷網連接一次并且焊牢，間隔為5m；②在整個電力系統中建筑物的所有使用設施以及包含金屬框架的設施，他們的電源線必須與接地線相連接；③要對所有暴露在外邊的接線焊點進行系統全面的防腐處理，以確保所有焊點使用命的同時，增強整個接地網絡的穩定性；④建筑物中設置的避雷針和接地線都應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形的結構圍繞在各個建筑物的周圍，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家標準，不得使用非常規避雷針和消雷器等設備；⑥接地體必須要具有絕緣的性能，并且接地體的垂直長度必須要小于接地線與建筑物之間距離的3倍；⑦接地匯集線要設計成排狀或環狀，搜用材料為銅，匯集線的橫截面積應大于120mm2，也可使用鍍鋅的扁鋼；⑧接地線應該設計較短，橫截面積在35～95mm2之間，材料可使用多股銅線[2]。

3 應用在電力通信自動化系統的防雷和接地保護中的先進技術

3.1 微波鐵塔及饋線技術

在諸多的大型電力系統之中，都要在通信自動化系統之中設置一個微波鐵塔，與此同時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范圍之內，這樣電力通信自動化系統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。保護整個電力系統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置過程中，工程技術人員要使用了先進的饋線技術手段，通過機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

當工程技術人員檢修工程電力系統時，盡量不要在雷雨天氣下操作，必須時時刻刻注意電力系統區域之內的天氣變化。在最近幾年，頻繁發生電力系統受到雷擊而破壞系統的事故，事故中電力系統的電纜都遭到嚴重的破壞，也給相關的電力企業造成的十分嚴重的經濟損失，而最新光纜技術的應用，則解決了電力企業面對的這個難題。在電力工程材料中，光纜的特點是具有高效能同時還具備相應的防雷功能[3]。因而通常將光纜接線技術使用在電力通信系統的防雷安裝設施之時，這是由于光纜構成的放電、防雷設施的綜合性能非常突出。

光纜接線技術主要有兩種應用形式：①由于防雷設施中應用的光纜接頭材質是金屬材質，當其與地線相連接時，斷裂現象經常會出現在外部環境發生變化之時，所以要在光纜的上方安置一個屏蔽裝備，來確保光纜接線的穩定性和安全性；②為了方便實時監測控制器的相關運行情況，需要將金融設備構件與光纜接頭直接相連。在建設過程中采用了光纜技術的光纜通信線路一般的都具備非常強的的防雷作用，能夠使用光纜終端控制系統實時監控通信光纜線路，相關工作人員可以在問題出現的第一時間通過控制器中所顯示的相關數據信息，尋找到故障源的所在。

4 結論

我國的防過電壓水平以及抗雷擊水平由于引進了先進電力工程技術和大量電力通信工作者的不斷維護已有了很大的提升，大量的事實也可以證明，只有將雷擊的相關因素仔細認真地考慮全面，才可以確保降低雷電產生的危害和通信自動化系統設備被雷電擊到的可能性[4]。

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

[2]項學勝，徐衛文.電力通信站防雷接地系統建設[J].電力系統通信，2003，12（15）：101～105.

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

[4]汪祁.水廠自動化系統防雷接地保護設計[J].可編程控制器與工廠自動化，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。