电源系统防雷（精选12篇）
电源系统防雷 篇1
1 前言
城市中每一栋建筑都具备接地的线路系统, 而在智能楼房建筑逐渐覆盖城市取代旧楼的今天, 建筑物中装置的接地线路系统需要具有理想的防雷效果。这样在雷雨天时[1], 如果雷电打到楼房建筑上, 系统也可以通过线路将雷电带来的巨大电流引导到地层中, 以此维护建筑的完整以及内部居民的安全。同时, 接地系统还能令楼房建筑之中的各种设备以及电气拥有电压平均的、电位平衡的雷电阻隔构造。在帮助楼房建筑进行接地线路规划时, 必须重点强化线路系统的防雷效果, 令内部居民能够放心在楼房建筑内部生活。
2 建筑内电气装置接地系统的防护设计
2.1 接地系统存在的问题和防护设计方式
城市不少建筑在装置线路以及电气时, 会把许多电气和线路都安装在楼房的外部, 并且地面部分的某些线路容易出现短路。这些情况致使装置在外部的导电线路结构中存在一定的故障电压。当出现线路存在故障电压并且未能马上处理时, 就可能形成电弧并导致着火情况。所以在对线路进行规划设计时, 对于建筑内部的配电间必须设计重复接地的一段线路, 同时其中如果存在总配电装置, 也需要进行反复接地的设计, 在建筑之中存在许多配电的设备以及线路, 在这些线路内部的中间部分和尾端, 需要通过重复接地的设备对这些重要部分进行防雷保护。除此之外, 在设计时还应该进行多点保护设置, 同时要妥善选用保护线路及电气的漏电维护系统的类别。
2.2 防雷系统存在的问题和防护设计方式
在打雷时, 雷电一般通过直接劈打的方式接触耸立的建筑或者物体, 而当城市电气设备的装置数量越来越多, 打雷时雷电能够经由一些金属材质的物品或者导电设施, 通过传输电流的方式毁坏楼房建筑的内部, 或者通过电流引导对建筑之中活动的人员带来威胁[2]。因为雷电迫害楼房以及居民的方式出现了变化, 防雷的系统也随之进行了更新。从前一般只需单纯在楼房建筑上装置一根避雷针设施或者装置阻挡电流的避雷带, 但是现在都需要实施ADBSGP。目前打雷时所带来的电流会通过通信装置、网络线路以及某些无线的装置和设备传输并侵犯楼房建筑的内部。当发生这种类型的雷击情况时, 通常会给楼房内部的民众带来恶劣的损失和侵害。
目前不少城市楼房建筑之中都装置了具有防雷作用的电涌维护设备。这种保护装置在运行是能够压制附近的浪涌电流, 同时还能够对过电压进行防控, 以此保障建筑内部各个电气装置以及线路的安全。通过电涌设备能在一段非常短暂的事件中, 将维护传导线路移动并转接到附近的等电位结构内部, 令电气装置上多处电压都可以转换为等电位水平, 同时将由雷电打击而出现的强大脉冲传输至地层。随后这些设备上不同端口原本存在的电位差值会逐渐复原并下降, 由此一来连接在线路系统之中的装置以及设备就可以获得保障与维护。概括来说, 电涌维护装置在楼房建筑的线路中除了包括信息方面的维护装置之外, 还有针对电源设备装置的电涌设备, 此外具有绝缘能力的火化隙装置和其中的等电位线路连接都是关键部分[3]。如果按照电涌设备之中的电流传输实际流通量来说, 能够划分成过电压维护装置、雷电防护装置以及相应的SPD。在整体电路结构之中的进入以及输出电缆中, 需要装置上电涌保护器装置。如果雷电落下时对电缆线路造成直接侵害, 或者电缆在运作时对过电压产生明显的感应, 就能经由电涌装置对电压指数以及电位进行调整, 令系统之中的设备在不同的端口上都能够达到一个相等、平衡的电压水平, 这样就能达到维护线路设备的效果。
3 对楼房建筑之中的雷电防护接地线路系统进行设计的方式
对于当前的楼房建筑来说, 在内部装置具有防雷作用的接地系统对于线路设计而言是非常关键的环节。通常将楼房建筑之中的雷电防护设计系统能够划分成三个不同的类别:即专业电气设计领域中所说的一类线路、二类线路以及三类线路。对于许多用于居住的楼房建筑来说, 通常选择装置二类的线路系统, 这个系统具备理想的雷电防护效果, 如果楼房建筑之中装置了某些具有爆炸可能的设备或者堆放了一些容易起火的物品, 就需要选择一类的雷电防护系统设计, 这个类别的雷电防护线路系统通常包含电路的引下线部分、接闪装置以及平衡电压的均压环部分, 同时其中还有连接地层的线路结构。在一类设计中, 对接闪装置进行设计时, 技术人员通常会选择装置避雷针设备以及避雷带, 或者将这两种具有避雷效果的设备结合起来。在对避雷带设施进行装置时, 需要顺着房屋的边角, 楼房中的窗檐以及屋脊部分进行敷设。对于建筑楼房外层的一些金属材质部分和某些建筑构件, 则必须和雷电防护设备进行贯通衔接。对于楼房上方的接闪装置, 则需联合其中的引下线进行衔接并利用电焊方式相互关联。在一些楼层较高的建筑楼房中, 引下线部分需要尽可能选择钢筋材质或者水泥材质充当系统之中的引下线, 在系统的引下线结构之中包含两条关键的钢筋材质, 这个部分的钢筋材料在粗细上需要超过12毫米, 设计和装置时需要通过电焊技术或者特殊的捆绑方式将两根关键的主钢筋互相连接。在系统之中的引下线部分, 可以设定多个进行测量的准确位置, 将连接地层电压电位平衡的连接板互相衔接起来。设计引下线结构能够通过多点将接收到的雷电迅速导出, 并且可以节约许多设计及安装材料, 在实际装置施工方面更加便捷, 并且不会对楼房外部设计的美观性造成破坏[4]。
对于建筑楼房的地线连接系统进行设计时, 为保证设计的品质可以选择通过外圈部分的一些桩基以及基础梁所装置的钢筋形成一个完整的闭环, 假如在设计环境中无法利用基础梁内部的钢筋进行衔接, 就需要选择直径为4mm、长度为40mm的扁形钢条充当其中的连接主体, 让楼房以外的系统能够敷设为完整的圆环形状, 同时要保证环形的闭合性, 并在水平方向上进行接地。设计时需要将系统之中全部的闭环结构以及桩基部分联合起来。
4 结束语
无论在哪个时期, 接地线路系统都能够发挥维护楼房建筑以及民众安全的作用, 所以要保证接地线路设计完善, 在正式投入运作使用之后, 能够发挥优良的防雷效果。要想楼房建筑之中的接地线路系统能长期稳定运作, 就需要做好设计工作, 对于其中的连接必须保证等电位, 同时对于楼房建筑中的信号传输线路、电能的电源线路以及其中金属材质的管网, 都需要设计对应的电涌维护设备, 并等电位通过线路直接实施对应的连接, 同时对于建筑时钟的保护区, 同样需要进行等电位设计。
参考文献
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[4]郑志刚.高层智能建筑防雷接地系统的设计[J].科技致富向导.2013, 12 (09) :342-345.
电源系统防雷 篇2
1、总则
2、技术术语
3、通信电源系统防雷与接地的组成4、通信电源系统耐雷电冲击指标
5、通信电源系统防雷措施
5．1电力线路防雷措施
5．2电源设备防雷措施
5．3太阳电池、风力发电机组、市电混合供电系统防雷措施
6、接地
7、避雷器的选择
8、附录A 本规定用词说明
附录B 逼雷器的残压要求
附加说明
条文说明
1总则
1．01 为确保通信局站通信设备和工作人员的安全。以及站内通信设备的正常工作，防止
通信局站由于电源系统引入的雷害，特制定此规定
电力系统防雷措施应用探析 篇3
【关键词】电力;防雷;措施
0.引言
计算机系统是以耐压能力较低的电子设备组成的，在国内，尤其是雷电频繁的地区，易发生雷电对电力企业计算机系统的干扰和破坏事故，致使各类电子设备损坏。计算机系统不能安全可靠运行所带来的间接损失可能远远超出设备本身的价值，如导致系统的中断或瘫痪，造成的损失则更难估量。
1.防雷技术
1.1 防雷保护的三道防线
雷电破坏的主要方式是直接对建筑物或构筑物发生闪击，巨大能量集中在闪击点，直接损坏建筑物结构。外部防雷措施是利用金属接闪体迎击雷电，利用下线将电流导向大地，从而保护建筑物的安全。因此外部防雷是整体防雷中的第一道防线。
雷击损坏计算机系统的主要方式是雷击瞬间产生的电磁脉冲（雷电的二次效应）感应在电源或通信线路上。由于线路上产生的高达数百万伏的浪涌过电压和数百千安的瞬间电流，是普通的电子设备难以承受的，因此，阻塞沿电源或通信线路引入的过电压波危害设备（内部避雷保护）并限制被保护设备上的浪涌过电压幅值（过电压保护）就成为防雷保护的第二、三道防线。
1.2 防雷保护的技术措施
IEC的防雷技术组（TC/81）在对雷电现象作了大量实验和研究的基础上，提出了分级保护、整体防雷的理论体系，即：整体防雷保护应该是外部防雷、内部避雷过压保护和接地技术的统一体。在具体技术措施上可归纳为均压-分流-屏蔽-接地技术，这是避雷保护中最重要和最有效的4个要素。
2.防雷技术的应用
避雷器是一种雷电流的泄放通道，也是一种等电位连接体，在线路上并联对地安装，常态时处在高阻抗状况。雷击瞬间迅速导通，将雷电电流泄入大地，同时使大地、设备、线路处在等电位上，从而保护设备免遭强电势差的损害。由于雷击或雷击感应的能量相当大，靠单一的避雷器件，很难将雷电流全部导入大地而自身不会损坏。因此，IEC确立了分级、分区防雷的理论体系。其核心内容是对不同电磁场强度的空间采用功能不一的避雷过压保护器件。各器件的协调工作，既能保证大电流入地，又能保证低残压，同时也使避雷器的寿命得到延长。
2.1 电源系统的防雷保护
电源系统防雷保护就是对与计算机系统电源有关的各级交流配电部分进行避雷过压保护，要求在可能有雷电波侵入的电力进线处安装避雷器。其技术原则如下：
2.1.1 电源系统防雷保护分多个不同的保护级别。根据保护级别的不同，选择合适标称放电电流（额定通流容量）和电压保护水平的电源避雷器，并保护避雷器有足够的耐雷电冲击能力。
2.1.2 残压特性是电源避雷器的最重要特性，残压越低，保护效果就越好。同时，还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。因为最大连续额定工作电压偏低，则易造成避雷器的损坏。
2.1.3 电源避雷器应有失效告警指示，并有遥测端口，以方便监控、管理和维护。
2.1.4 电源避雷器必须具有阻燃功能，在失效或自毁时不会起火。
2.1.5 电源避雷器必须具有失效分离装置。在避雷器失效时，能自动与电源系统断开，而又不影响电源系统的正常供电。
2.1.6 电源避雷器安装要求：①避雷器与电源系统的连接引线应尽可能短，并应采用截面积不小于25mm2的阻燃型多股铜导线，紧凑并排或绑扎布放。②避雷器的接地线应用25～35mm2的阻燃型多股铜导线，尽可能就近入地，或就近与交流保护接地汇流排、接地网直接连接。
根据以上原则，某送电所计算机系统的电源系统防雷保护是在低压配电柜、计算机房总开关电源输出端及设备开关插座实施三级避雷过压保护：第一级，采用DEHNventi1VGA280/4型避雷器（最大通流量100kA，测试波形8/20 祍,残压小于2.5kV），并联安装在低压配电房的市电总开关的输出端；第二级，采用DEHNguard385/3+1型避雷器（最大通流量40kA，测试波形8/20祍,残压小于1.5kV），并联安装在计算机房的交流配电屏的输出端；第三级，采用ASP品牌国内组装的插座式浪涌保护器（最大通流量15kA，测试波形8/20祍,残压小于600V），安装在计算机房内的通信机柜、服务器等中心设备前端，接线方式为并联联接。
2.2通信系统的防雷保护
通信系统避雷过压保护的技术原则如下：
2.2.1 接口避雷器通常串联在数据线路中，其选择和应用必须以不影响数据传输为前提。
2.2.2 应根据接口速率，选择工作带宽、物理接口合适的数据接口保护用避雷器，与数据设备接口的连接应尽量少用转接的方式以免增加插损，影响信号输送。
2.2.3 对于速率较高的数据设备接口，应选择极间电容、漏电流、插损、驻波比尽可能小、响应时间尽可能快的数据避雷器。
2.2.4 应根据信号工作电压的不同，选择动作电压和限制电压合适的数据接口保护避雷器。
2.2.5 根据设备接口的抗雷电要求，应选择有足够大的耐雷电冲击能力的数据避雷器。
2.2.6 数据避雷器必须有可靠的接地连接，该接地线应与被保护的数据设备的地线就近可靠连接，接地线截面应不小于25mm2。
根据以上原则，通信系统采用2只DEHNUGKF/RJ45型避雷器（最大通流量5kV，测试波型8/20祍，残压小于35V）分别串接在服务器RJ45信号接口和通信机柜中的专线MODEM进线端RJ45接口。
3.计算机房的接地改造
在计算机系统避雷过压保护技术中，接地系统起着很关键的作用。接地技术包括防雷接地、保护接地、工作接地、信号接地、防静电接地等。这几类接地的意义、作用和要求是有区别的，比较常见的是分设各个独立接地体，但在发生雷击时因防雷接地系统对其它接地系统存在电势差，容易造成反击事故，损坏电子设备。从整体防雷技术的观点来看，应将所有接地系统等电位连接。
新型4G基站的电源系统防雷研究 篇4
随着通信行业的快速发展, 通信网络的规模也在不断扩大, 其基站的数量也在不断地增加。那么这些基站的防雷保护如何能更高效更安全, 是通信网络运营商一直在思考的问题。众所周知, 这些基站上的天线大多安装在铁塔和合适的建筑物上, 形成了相对比较醒目的目标, 更容易受到雷击的损害。而基站周围环境相对复杂, 电线纵横交错, 使得其形成的电磁环境非常恶劣, 因此, 加强这些基站对雷击的防御能力是迫在眉睫的事情。
1 4G基站与3G基站
1.1 3G基站
3G基站的电源系统通常由接地系统、直流供电系统和交流供电系统组成。直流供电系统由蓄电池和开关电源构成, 而交流供电系统由低压变压器、油机发动机和交流配电屏组成。无论是直流供电系统还是交流供电系统都必须有良好的接地装置, 这样不但可以提高通信质量而且会使基站系统更加安全。基站电源系统的接地装置主要包括直流工作接地、交流工作接地、机架屏蔽接地和防雷保护接地。
1.2 4G基站
4G基站和3G基站基本一样, 现阶段各个设备商采用的都是BBU+RRU的形式。BBU是基带处理单元, 是一个放在机架上的框子, 内部插上各种处理的板子。RRU是射频单元, 从外观上看是一个铁壳, 外部是散热装置, 有天线接口、电源接口和一些其他的接口。BBU和RRU之间一般是通过光纤连接的。
2 4G基站的电源系统防雷研究
2.1 雷电危害电源系统的主要途径
雷电是由高能的低频成分与极具渗透性的高频成分组成。对于基站来说, 雷电的危害主要来自于由雷电引起的雷电电磁脉冲的耦合能量。金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击以及空间通道的辐射能量是雷电危害的主要来源。
通过在雷电灾害发生后对基站设备的检修可以发现, 雷电灾害发生以后, 基站的避雷天线避雷器件和接地装置大多数都是完好的, 这就说明危害基站电源系统的不是直击雷, 而是感应雷。目前, 通信基站安装的防雷设备的底线值基本都设置在3k V以上, 而在0.5~1.5k V段的电源设备的安全防护基本处于空白状态。而大多数雷电危害都出在这个区段。
2.2 4G基站的电源系统防雷研究
2.2.1 合理选址
合理选择构建4G基站的位置可以减少受到雷电危害的几率。容易受到雷击的地方包括地理位置比较高的地方, 比如山顶等。还有就是靠近潮湿和水面的地方, 比如池塘边、河边等。另外, 在地下有金属矿藏的地方也是非常容易受到雷击的地方。虽然一般情况下, 4G基站的位置比较固定, 但是, 在建造4G基站的时候可以尽量避开这些位置, 最好将位置选在地势比较开阔平坦干燥的地方。这样从第一步便可以降低遭受雷击的危险。
2.2.2 架设避雷线
架设避雷线是4G基站最基本和最有效的防雷保护措施。一般基站应沿架空线架设避雷线。避雷线的主要作用是防止雷电直接击中基站导线。除此之外, 避雷线还具有以下几点作用:可以对雷电流起分流作用, 能有效减小流过基站的雷电流, 降低电位;对导线具有耦合作用, 能降低雷击基站时绝缘子串上的电压;对导线具有屏蔽作用, 能有效降低基站导线上的感应过电压。
2.2.3 使用接地线
基站地网应与站内设备的地线连接到一起。地网设计应与较低的接地电阻搭配, 可以提高基站的防雷性能。同时, 基站地网的设计还应严格按照“邮标”进行, 并且接地电阻也应该小于10Ω。基站的总备机架与总汇流排远距离连接时, 应采用星型等电位连接, 并且应该是多级汇流排。
2.2.4 采用中央执行控制电路
中央执行控制电路是整套防护装置的电路控制核心。它可以自动检测电压是否超限、是否欠压等。它可以通过执行控制电路将基站供电的380V电源线路直接切断, 然后转换成38V的直流供电, 这样便保护基站的电源设备。
3 结论
随着经济的发展和科学技术的进步, 人们对电子产品的要求越来越高。4G技术与之前的2G或3G技术相比, 无论从速度还是质量上都提高很多。4G基站的电源系统是能维持整个基站正常运行的核心, 只有保障电源系统的正常运转, 其整个系统才不会崩溃。合理选址、架设避雷线、使用接地线、采用中央执行控制电路等方法都是有效的防雷手段。在科学技术不断发展的今天, 我们不但需要继承前人的科学成果, 还需要深入思考、开拓创新、不断前进, 争取使得基站所需要的技术更成熟、更有效。
参考文献
[1]陶纯新.通信基站电源系统的组成及其雷电防护措施[J].通信电源技术, 2008 (25) :66-68。
[2]唐兴祚.高电压技术[M].重庆:重庆大学出版社, 1998.
县区教育系统防雷安全工作通知 篇5
各镇（办）教委、县直各学校：
雷电灾害是联合国公布的最严重的十大自然灾害之一。我县地形地貌复杂，属雷电的易发区和多发区。据统计，近年来，雷击概率呈现出逐年递增的趋势。随着教育现代化的提高，电教设备、计算机网络及高层建筑物大量增加，由于雷电防护措施不到位，普遍存在着防雷安全隐患。依据《中华人民共和国气象法》、《气象灾害防御条例》、《国务院办公厅<关于进一步做好防雷减灾工作的通知>》《省气象灾害防御条例》、《省防御和减轻雷电灾害管理规定》、市人民政府办公室《关于加强防雷安全工作的通知》等法律法规及文件精神，为加强全县中小学的防雷安全工作，切实消除防雷安全隐患，现将有关事宜通知如下：
一、提高认识，加强领导。各单位要充分认识防雷安全工作的重要性，加强领导，安排专人负责此项工作，把防雷安全工作纳入重要议事日程，结合近几年全县中小学防雷安全专项整治活动中检查出的防雷安全隐患，按照防雷规范要求做好本单位的防雷安全工作。
二、加强防雷装置的安全检测。依据防雷安全管理规定，教学楼、宿舍楼等防雷装置应当每年检测一次。各学校每年春季应积极向县雷电防护技术中心申报防雷装置年度检测，并根据检测情况做好防雷安全隐患的整改工作。各单位要安排专人，协助防雷安全检测人员做好辖区内的校舍防雷安全检查检测工作。
三、加强感应雷击的防护措施。根据近年来我县雷电灾害损失统计，感应雷击造成的损失越来越大。各单位要在做好防直击雷的前提下，积极做好电教设备和计算机网络防感应雷击工作。防雷安全检测人员要重点做好计算机房、语音室等功能教室的防雷安全检查，对于发现的防雷安全隐患要及时下达《防雷安全隐患整改通知书》，相关学校要按照整改通知书的要求按时整改。
四、做好新建建筑物的防雷安全工作。新建、改建和扩建的各类教学设施的雷电灾害防护装置施工图设计文件，必须由县气象主管机构审核合格，并严格按照审核同意的施工图设计文件进行施工；防雷装置的设计和施工，必须由具备相应防雷装置设计和施工资质的.单位承担；使用的防雷产品，必须由省气象主管机构备案认可并主动接受当地气象主管机构的监督检查；雷电灾害防护装置竣工后，应当经气象主管机构验收；未经验收或者验收不合格的，不得投入使用。现已建成未经防雷装置竣工验收投入使用的建筑物，须于6月底前办理相关验收手续，以确保校舍安全。
PLC控制系统的防雷措施 篇6
【关键词】PLC；控制系统；雷电防护
0.引言
PLC控制系統是一种广泛应用于工矿企业单位、满足于实时控制要求的专用计算机系统。它的工作原理是靠存储程序、执行指令进行信息交换处理，实现外部输入信号到输出信号的转换，驱动各种类型的外部设备进行工作的自动控制系统。PLC控制系统大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元，集控制、通讯、监测为一体。要实现PLC控制系统安全可靠的工作，对PLC控制系统要尽可能降低雷电带来的损失，就必须采取系统的、综合的防雷措施。
1.PLC控制系统的防雷措施
根据瞬间过电压产生、危害途径等特点，本文从配电系统防雷、控制系统网络线路、输入输出设备防雷、构筑物防雷和合理接地等几个方面论述了PLC控制系统的防雷措施。
1.1配电系统的防雷
当雷击输电线或雷闪放电在输电线附近时，都将在输电线路上形成雷电冲击波，其能量主要集中在工频至几百赫的低端，容易与工频回路涡合。雷电冲击波从配电线路进入PLC控制系统的电源模块以及从配电线路感应到同一电缆沟内的自控网络线上进入PLC控制系统的通讯模块的几率比从天馈线和信号线路进入的要高得多。因此配电线路的防雷是控制系统防雷的重要部份。
一般的配电系统在高、低压进线都已安装有阀型避雷器、氧化锌避雷器等避雷装置，但PLC的电源机盘仍会遭受雷击而损坏。这是因为这些措施的保护对象是电气设备，而PLC控制设备耐过压能力低，同时，这些避雷器启动电压高而且有些有较大的分散电容存在，与设备负载之间成为分流的关系，从而使加在PLC控制设备上的残压较高，至少高于避雷装置的启动电压，一般为峰值2～2.5倍（单相残压不低于800V），极易造成PLC控制设备损坏。同时大型设备启停产生的操作过电压也是危害PLC控制系统的重要原因之一。由上述，用单一的器件或单级保护很难满足PLC控制设备对电源的要求，所以对电源防雷应采取多级保护措施，具体级数根据各自实际情况而定。如图所示为一典型PLC控制系统采用的三级保护方案（原有的高压避雷器保留）。
第一级在变压器二次侧，主要泄放外线等产生的过电压，其雷通量大，启动电压高（900-1800V）。第二级在各控制站PLC专用隔离变压器前，主要泄放第一级残压、配电线路上感应出的过电压和其它用电设备的操作过电压、其电流通量居中，启动电压居中（470-1800V）。隔离变压器的安装非常重要，它能有效抑制各种电磁干扰，对雷电波同样有效。末级在PLC专用电源模板前，主要泄放前面的残压，完全可达到嵌位输出，其残压低，响应时间快。
1.2通讯线、天馈线、输入输出设备防雷
PLC控制系统通讯线一般都采用特制屏蔽双绞线，并且一般在安装时都是采取穿管直埋（或电缆沟）铺设，所以雷电在此处的感应电压不高（1KV～2KV）。但由于其直接进入PLC或计算机通讯口这一薄弱环节（正常电压一般为正负5V，12V，24V，48V等），故损害也很大。计算机数据交换或通讯频率是从直流到几十兆赫兹（据系统而定），在选用避雷器件时一般都不采用氧化物避雷器，因为它的分布电容大、对高频损耗大，除非对之进行特殊处理。选用避雷器时还应以通讯电平和频率或速率来确定，对于比较高频的讯号便需要特殊设计的防雷器以确保其阻抗与该系统对应，否则会有信号反射的现象。避雷器应靠近通讯接口处安装（减小反射损耗）。
而对于PLC的I/O模板、仪表、传感器等设备，应根据各种设备的具体情况，按设备的电压等级配置，其工作电压以安装在电路中部件的额定电压为准。防止线路在受感应雷的影响，形成过电压或电流，造成设备损坏。除了安装相应避雷器，有良好的接地和布线系统，安全距离外，还要按供电线路、电源线、信号线、通信线、馈线的情况采取屏蔽措施。网络通讯线路避雷的最好方法当然是采用光纤网络。
1.3控制站构筑物的防雷
PLC控制系统的总控站是控制和信息中心，集中了很多的计算机设备、通讯设备、仪器仪表，大多数还有电台和天馈线，是整体生产监控、调度中心，在装修中大量采用了铝、铁等金属材料，所以对防雷的要求就更高一些，其目的是要形成均压等电位屏蔽措施。控制站所在构筑物应安装避雷带、避雷网，只安装避雷针效果不好，特别是在构筑物高度低、地势空旷、临近水源的地方，极易遭受各方向的各种形式的雷击。雷电的危害途径主要通过感应而进入自控系统，所以避雷针、带、网的引下线应尽量多设几条，使雷电电流有更多的分流途径，以减小每条线上的泄放电流量从而降低感应能量。室内计算机、PLC控制系统要尽量置于远离避雷设备的导地金属体。
1.4合理接地
防雷的最终目的是“泄放”雷电电流，因而对防雷设备的“接地”切不可掉以轻心。一般接地主要有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地。如这三种接地配置不合理，极易在雷击时通过接地网对控制系统造成反击从而对设备造成损坏。
PLC控制系统是一个特殊用电系统，它包括以下几种接地：系统工作地（小于4欧），直流工作地（信号屏蔽地、逻辑地等小于2欧），安全保护地（小于2欧）。在安装时难以分开（特别是对PLC系统），对PLC系统采用联合接地较好。接地电阻取最小值，至少小于2欧。
地网分开设置时应注意避免地网之间的闪络。雷击时，会在地网及附近导体中产生很高电位，地网分开，则可能造成接闪接地体向其它接地体闪络。所以，地网之间的距离当涉及自控系统接地时应大于10M。在接地线引入室内时，若与其它地网距离太近，可局部采取既绝缘又屏蔽的措施。
2.结束语
由于计算机、PLC系统大量采用大规模CMOS集成电路和分散控制用的CPU单元，使其对瞬间过电压承受能力大幅度减弱，同时控制系统各种线路伸入到工厂的各种环境之中，采用任何一种单一的防雷器件都难以保证其安全，必须采取综合防护的措施，对症下药，将各类可能引起雷害的因素排除，才能将雷害减少至最低限。
【参考文献】
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视频监控系统防雷研究 篇7
雷电是大自然一种常见的现象, 其产生的危害一直伴随着我们。随着监控科技的进步, 监控系统在城市安全、银行、交通、小区、库房管理等各行各业中迅速普及应用, 防雷的重要性日益凸显。经验告诉我们, 防雷工作做不好, 监控设备受损, 可能会造成整个监控系统运行瘫痪, 因此, 监控系统防雷势在必行。本文针对雷电对视频监控系统造成的破坏, 针对输入端-传输端-输出端的各项设备在施工中的注意事项, 提出解决问题的办法, 从而达到对设备的保护, 有效地减少雷电对监控系统造成的破坏。
1 雷电对视频监控系统的危害
经过分析, 雷电灾害对视频监控系统的危害, 大致总结分为以下几类。
1.1 直击雷
雷电灾害直接击中处于露天环境的设备, 如摄像机, 或者雷电作用在电缆上, 造成设备直接或间接破坏, 导致设备损毁。
1.2 雷电侵入波
在监控系统设备遭受雷击或者设备发生雷电感应时, 雷电波会沿着视频监控系统的信号传输线、电源线或进入监控室的其他金属线缆等, 这些金属导线或是导体侵入到设备内部产生设备不能容忍的高电位差, 从而使设备发生损坏。
1.3 雷电感应
1) 静电感应现象:建筑物和传输线路在有带电的雷云出现时会感应出与雷云相反的束缚电荷, 这种感应电荷在信号线路上可达40~60 k V静电电位, 在低压架空线路上能够达到100k V静电电位, 而当雷云发生放电现象后, 被束缚的电荷将迅速扩散从而引发感应雷击。
2) 电磁感应现象:当周边区域发生雷击现象时, 处在电磁场中的监控设备和传输线路在雷击落实通道周围会产生强大的瞬变电磁场, 相应地能感应出较大的电动势, 会导致损坏乃至损毁视频监控设备。
以上阐述中, 我们把静电感应与电磁感应多引发的雷击破坏现象称为感应雷, 也称为二次雷, 二次雷对视频监控设备的损害要小于直击雷, 但是发生概率大, 应该引起足够重视。
2 视频监控系统防雷
2.1 采用前端设备防护直击雷
直击雷防护, 是视频监控系统防雷保护最根本的基础, 是视频监控系统防雷保护重要的组成部分。前端设备, 比如摄像头应置于接闪器 (避雷针或其它接闪导体) 滚球半径的保护范围之内。使用的摄像机由独立支撑杆安装支撑, 可以把避雷针架设在摄像机的支撑杆上, 引下线可直接利用金属杆本身或用镀锌圆钢, 图1所示为避雷针安装及保护半径示意图。避雷针的高度应按国家规范《建筑物防雷设计规范》中关于滚球半径法进行计算, 前端设备直击雷防护安装独立避雷针不具备可行性, 一般都采用将避雷针架设在摄像机的支撑杆上, 引下线可直接利用金属杆本身 (也可采用Φ8的镀锌圆钢或30×3镀锌扁钢) , 以上是从技术经济的角度考虑出发的, 但一般为了防止电磁感应现象发生, 沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管敷设, 金属管应采取可靠的接地措施。
2.2 视频监控系统传输线路防雷
传输信号线和电源线构成了视频监控系统的主要组成部分。信号线缆应该与电源线分开穿管敷设, 他们之间的最小间距应符合相关规范规程标准的规定, 信号线缆与其他线缆共杆架空敷设段之间的最小垂直间距应符合下表的要求 (表1) 。在实际工程中, 当多个情况条件不允许时, 可以全程穿金属管架空走线;或者不作全程穿金属管, 但在电缆进入监控机房和前端设备前务必穿金属管埋地敷设, 埋地长度应不<15 m, 在入户端将电缆金属外皮、金属管与防雷接地有效连接。
2.3 等电位连接
图2所示的是S型等电位连接网络示意图, 金属立杆、线缆屏蔽层、设备外壳、光纤金属加强筋、防雷器接地等都应与地网做等电位连接。监控机房等电位连接网络, 根据《建筑物防雷设计规范》国家规范标准要求, 等电位连接应采用大S型星形结构和M型网形结构。图2所示的是机房小、设备少而集中时采用大“S”型连接方式的示意图。图3所示的是机房大、设备多而分散时所采用得“M”型连接方式。
2.4 SPD安装
1) 建议对带云台的摄像机可以在其前端安装3合1组合式的防雷器, 以此可以防止雷电波沿着设备线路入侵到视频监控系统的前端设备。图4所示为防雷器的安装示意图。在监控机房所在楼层配电箱的电源进线处, 应该安装二级电源防雷器, 在监控机房重要设备的电源进线处, 应该安装三级电源防雷器, 在零电压和地电压较高的状况时, 不推荐采用3+NEP或1+NEP保护模式的电源防雷器。
2) 对监控机房电源系统防护, 按国际规范标准 (IEC防雷规范) 中跟防雷分区有关的要求, 可以将电源系统分为三级保护, 第一级选用通流容量在60KA或以上的电源SPD安装在建筑的LPZ0与LPZ1区交界处;第二级选用通流容量在40KA或以上电源SPD安装在建筑的LPZ1与LPZ2区交界处;第三级选用通流容量在20KA或以上的电源SPD安装在建筑的LPZ2与LPZ3区交界处。图4所示为视频监控系统中的防雷器安装示意图。
2.5 接地措施
从安全角度来说, 防雷保护系统应有可靠和有效的接地措施, 接地系统是防雷保护系统中的重要一环。视频监控系统前端、终端设备都应该具有良好的防雷接地措施, 而且相应接地系统均应符合国际与国家规范规程标准。另外, 雷电流的最终去处是地网, 整个防雷的效果大部分决定于地网的布设与控制。以上同种地网不共地时, 若发生特殊要求, 应该按现行国家标准《建筑防雷设计规范》的规定采取防止反击防护措施。
3 结论与建议
文章分析了雷电对视频监控系统的破坏因素, 并针对这些原因提出了有效的对策与措施, 并针对系统各个部分的设备在施工中应注意的问题, 提出了有效的意见与建议, 提高了视频监控系统在雷电天气时的安全性。视频监控系统的防雷是一项系统工程, 应该从整体入手, 着眼大局, 整体布置和布设, 同时考虑环境因素与经济效益因素, 经过精密分析研究、精心设计、认真施工, 使防雷系统能更有效地保护视频监控系统的安全。
参考文献
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牵引供电系统防雷研究 篇8
关键词：防雷保护,直击雷,避雷针,安全措施
在一定的条件下, 雷电会对人类社会造成危害。在铁路牵引供电系统方面, 由于有较长地段的线路是露天架设, 在这种情况下, 遇到极端雷电天气时, 铁路牵引系统就容易受到雷击的危害。基于这种情况, 本文主要讨论铁路牵引供电系统中牵引变电所的防雷。
1 变电所防雷等级
变电所是电力系统运行的重要场所, 在我国建筑物的防雷标准方面, 一般划分为三类不同的类别。在采取防雷措施时, 要依据不同类别的建筑标注, 选用合适的防雷措施。
建筑物年预计累计次数计算公式:
式中:N———建筑物年预计累计次数 (次/a)
K———校正系数, 在一般情况下取1;因铁路牵引供电变电所属于位于旷野的孤立建筑物, 取2
Ng———建筑物所处地区雷击大地的年平均密度 (次/km2/a)
Ae———与建筑物截收相同雷击次数的等效面积 (km2)
式中:L、W、H———分别为建筑物的长、宽、高 (m)
由公式 (1) (2) 计算可知, 一座长宽各50m, 设备高度20m, 在中低雷区 (济南铁路局管内平均值为0.3左右) , 建筑物年预计累计次数约为0.15。按照G B 50057-2010 (建筑物防雷设计规范) 中3.0.4的规定, 一般的铁路牵引供电变电所的防雷应划为第二类防雷建筑物。
2 变电所防雷措施分析
变电所是电力系统分配、组织和传输的重要设施, 在实际运行过程中, 如果由于变电所遭受雷击, 则会给电力的正常输送带来很大的麻烦, 严重时会导致局部停电、断电, 影响居民的正常生活。从这个角度来看, 采取适当的防雷措施, 减小雷电对变电所造成破坏的几率, 显得非常必要。
2.1 变电所遭受雷击的来源
雷电对变电所造成的破坏, 主要是通过如下两种方式:第一, 雷电直接击中变电所的电力设备;第二, 以雷电波的形式对变电所内的系统造成破坏。从实际情况来看, 这两种情况是目前雷电对变电所造成破坏的主要途径。
2.2 变电所防雷措施
在应对直击雷措施方面, 比较有效的就是装设避雷针或者建设合适的避雷线。变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。对于架空线路来说, 造成其损害的主要是由于雷电感应与直击雷合成的雷电波, 沿着线路直接进入变电所, 从而导致变电所的电气设备受到较大程度的破坏, 加速一些绝缘保护介质的老化。对于雷电波的有效预防措施, 根据实际的经验, 可以在变电所内部安装避雷器, 通过避雷器可以在很大程度上削减雷电波的幅度值, 从而实现降低损失的目的。在变电所实际运行过程中, 通过设计科学合理的避雷针, 可以在很大程度上降低电气设备、相关的线路系统以及建筑物受到的破坏性影响。其中, 最重要的还是, 保护电力系统工作人员的人身安全。在实际设计安装过程中, 对于35kv变电站来说, 应该根据实际情况, 安装一套独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求。而对于110kv及以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平比较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上, 因此雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备反击事故。
2.3 变电所对雷电侵入波的防护
变电站对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器或保护间隙。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻, 目前, FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器, 主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备;FC Z1系列磁吹阀型避雷器, 主要用来保护变电所的高压电器设备。
2.4 变电站的进线防护
对变电站进线实施防雷保护, 其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时, 将有行波沿着导线向变电站行进, 其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压。线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此, 在靠近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施, 如果没有架设避雷线, 当靠近变电所的进线上遭受雷击时, 流经避雷器的雷电电流幅值可超过5KA, 且其陡度也会超过允许值, 势必会对电路造成破坏。
2.5 变压器的防护
变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器, 这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。装设避雷器时, 要尽量靠近变压器, 尽量减少连线的长度, 以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时, 避雷器的接线应该与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起, 这样, 当侵入波使避雷器动作时, 作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了 (不包括接地电阻上的电压压降) , 就减少了雷电对变压器破坏的机会。
3 变电所二次设备防雷保护
1) 对于一些大规模的集成电路, 其内部的电子元件性能很高, 不过这些电子电路、电子元件的抗干扰能力、防雷击能力比较脆弱。在牵引供电系统内部, 很多地方使用到了集成电路, 以及一些性能很高的电子元件, 在这种情况下, 就需要工作人员, 根据实际雷电的频度和破坏力度, 选择安装一些保护装置。一般来说, 在牵引供电系统内部, 可以使用自动化继电保护设备, 通过这种设备, 在出现雷电时, 可以起到有效的保护功能, 降低电力系统的风险系数。
2) 在变电所的外部, 一般的牵引供电系统有雷电保护系统, 但是, 如果遇见强度较大的雷电, 仅仅依靠外部防雷系统是远远不够的。对于电路系统内部一些微电子设备, 需要进行二次防护, 进一步有效降低雷电产生的破坏影响。从目前的实际情况来看, 比较有效的二次防护系统, 是建立一套比较完整的保护网, 通过保护网, 降低电力系统受到的雷电冲击和电磁波冲击。
4 防雷接地
电力系统的变电所, 在实际运行过程中, 要按照相关的技术标准, 配置功能良好的接地设备。接地设备在正常工作状态下, 可以最大限度的引导雷电进入地表, 从而减少变电所电力系统受到的雷击影响。在变电所电力设备内部, 应该按照相关的防雷标准, 安装统一的接地网, 再加装避雷针、避雷器等设备, 从而形成比较强大的防雷能力。
5 电力系统工作技术人员要提高防雷意识
从实际发生的一些雷击事故来看, 很多牵引供电系统其实是安装有防雷保护系统的, 但是还是发生了雷击事故。其中, 主要的原因在意。牵引供电系统内部的工作技术人员缺乏足够的防雷意识, 再遇到雷电天气时, 没有提高警惕性, 一些防雷设备虽然安装了, 但是并没有开启, 在突发性的雷电袭击时, 很难做到真正的有效防护。所以, 从这方面看, 认为的因素还是非常关键的。因此, 对于牵引供电系统内部的管理, 要适当加大对工作技术人员的防雷意识培训, 强化他们的雷电预防思想, 要及时做好防护工作, 就必须从电力系统的一线负责人员抓起。
6 结束语
现代高速电气化铁路系统技术不断变得成熟和完善, 与牵引电力供电系统的技术进步密不可分。虽然牵引供电系统的应用越来越广泛, 并且其发挥的功能也日臻完善, 但是在防雷方面, 仍然不可轻视, 防雷技术虽然不是牵引供电系统的核心技术, 但是完整的防雷保护系统, 对于变电所电力系统的正常运行, 起着非常重要的最用。铁路牵引供电变电所作为铁路牵引系统中非常重要的领域, 在预防雷电和控制雷击方面, 一定要最大限度的降低雷电对电力系统产生的破坏性影响, 从而保证电力机车的平稳、安全运行。
参考文献
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中波台电源防雷设计 篇9
1 安装低压避雷器,电台不停地被雷击
长期以来,解决雷击问题的思路不符合实际,投入太少(无资金),一直没有彻底解决电源雷击的问题。
近20年来,使用低避雷器解决避雷问题,就是各个电台重点采用的方法。所有发射机制造厂,都在发射机电源输入端连接低压避雷器。发射台又在各个重点部位加装了多级低压避雷器。一般在广播发射机的输入端和机房用电配电柜的输入、输出端等多处都安装了避雷器,电源引雷击坏机房设备的情况同样严重。各种低压避雷器的典型参数如表1所示。
如果选择峰值电压U P=1700V的避雷器安装在220V电源中,在有雷击时,瞬间叠加有雷电波的工频电压在小于或等于1700V峰峰值时,供电线路中的避雷器肯定就“不动作”。而220V瞬间叠加有峰峰值为600V的电压时,卫星接收机就冒烟了。所以,低压电源线路安装低压避雷器是达不到防雷的目的。
以前有大的雷击,直接拉闸关电,发射机直接停播。小的雷击不关机,故常常引起卫星接收机、发射机中的进口调制器(激励器)等及其它播控设备多年来重复受到雷击损坏,各种不同型号的低压避雷器从来未起到保护作用(从未跳闸)。所以,低压避雷器在雷击重灾区只是一个摆设,不能视为有效的防雷设备。
2 变电站彻底解决电源雷击的国家设计方案
变电站解决电源雷击的线路设计,是必须使用防雷阻波器。阻波器是220～500kV变电所主要设备。高、中、低频阻波器是“国家高技术产业化示范工程项目”等输变电线路必须使用的避雷设备。高、中、低频阻波器能够起到完全阻止高频电流向变电站或分支线的泄漏。防雷高频阻波器专用于阻止高压工频电流(电压)进入弱电系统,使强电系统和弱电系统完全隔离,保证了人身安全和设备安全。
专用防雷阻波器实际是一个纯电感器,如图1:
使用阻波器完成的主要任务就是防雷,所以许多生产阻波器的单位专门生产了防雷阻波器。图1中的主线圈的电感量一般为2mH (工厂定型产品),假设高频雷电波频率f=100MHz时,阻波器产生的感抗为1.2MΩ(相当于开路):
电感量为2mH的阻波器对电网频率f=50 Hz来说,阻波器产生的电抗约为0.7Ω(相当于短路)。实际高频雷电波频率是大于100MHz的,所以阻波器产生的感抗远远2MΩ,阻波器完全阻止了高压工频电流(电压)进入我台的弱电系统。
由于城市建设需要,我台处于搬迁台址阶段。根据本地雷暴天气多,雷击强度大的特点,必须使用阻波器来彻底解决电源引雷而造成雷击故障的问题。变电站好的高压线电源防雷方案如图2:
在阻波器后面再使用500～1000m电缆,这样电缆芯线对电缆外金属壳产生的等效电容才足够大,使阻波器和电缆形成LC滤波器。LC滤波器能够彻底地滤除雷电波能量。总之,用阻波器、高压埋地电缆组合形成的雷电滤波器能完全阻止雷电波进入电台的供电系统。这种设计是最经济、防雷效果最好的方案。叠加在高压线上的雷电波是高功率、高频电磁波,因为阻波器对高频电磁波产生的阻抗为无穷大而将高频电磁波反射回到高压线路的远方去,且电磁波能量逐步在线路中衰减掉。
3 结语
雷电活动频繁区的防雷设计,必须通过阻波器与(埋地)高压电缆相结合的设计方案来实现防雷技术升级改造,才能使每年引起的电源引雷造成雷击故障变为零次。
摘要：我地区属于雷电活动频繁地区,春夏秋冬都发生电源引雷现象,年平均大的雷暴日达60天以上。一旦有雷击,雷击时间长的将持续12天连续不断。贵州省新闻出版广电局七0六台自建台以来,每年电源引雷引起的发射机故障率占全年发射机故障率的70%以上。每年雷击严重事故率达到20次以上,雷击引起输变电设备;发射机系统设备;卫星接收设备等多年来多次严重重复损坏。为保证广播发送设备的绝对安全,电源防雷必须加大投入,用国家电网长距离传输线路的标准建设我台变电站电源防雷系统。
配电系统的防雷和接地 篇10
关键词：10k V配电线路,10k V配电设备,防雷,接地,措施
雷击虽然是自然界中一种常见的放电现象, 但雷击过程中的直击雷、感应雷或雷电侵入波对配电系统的设备产生高电压冲击, 直接影响到配电系统的绝缘水平, 容易形成设备短路、爆炸以及火灾等问题, 最终造成配电网络大面积的停电故障。特别是随着配电系统大量采用电缆化、绝缘线和中压环网设备, 所以雷击产生的配电设备的损失都比较严重, 可见如何提高配电系统的防雷接地水平, 有效降低雷害损失, 已成为运行人员当前重要的任务。
1 10k V线路的防雷和接地
1.1 10k V裸导线线路
配电线路的防雷措施可以选择避雷线或避雷器等设施, 具体需要考虑配电线路的电压等级和线路情况, 例如10kv裸导线路可以通过架设避雷线来预防雷击, 但考虑到施工成本和便利性, 实际工程中通常仅在重要负荷处采用避雷线, 在雷电活动频繁地段采用避雷器的方式来达到防雷目的。实践数据表明, 对于架空线路按每500-600米加装一组避雷器较为有效、可靠, 只要规范做好杆塔接地措施, 便能够十分有效的降低或避免雷击事故侵害。
1.2 10k V架空绝缘线线路
随着城市配电网的改造, 大部分的配电线路都换成了交联聚乙烯电缆, 但是相比裸导线而言防雷措施并没有随之改进, 导致雷击绝缘线事故时有发生, 其原因在于雷击过电压闪络, 大气压中的大电流放电。雷电侵入架空绝缘线路时, 瞬间电流虽然时间较短, 但电流较大, 虽不能烧断导线, 但能在电缆绝缘层击穿出孔。当雷电经过两相或三相的金属性短路通道时, 就会引发数千安培工频电流, 时间在0.2秒左右, 会导致跳闸事故, 架空绝缘电缆的绝缘层会阻碍电弧滑动, 电弧根固定于击穿点处, 且在断路器动作前烧坏导线。
针对上述问题, 可采用以下措施: (1) 增强绝缘子耐压水平, 更换防雷绝缘子来强化雷电效果; (2) 增加闪烁路径来达到熄灭电弧的效果, 增加线路局部的绝缘强度, 具体可以增加导线绝缘强度、绝缘子绝缘强度、长闪烁路径避雷器。
1.3 10k V电缆线路
自从配电网络电缆进行更新之后, 雷电导致的事故次数大大降低, 同时对配电变压器和连接的电缆也都进行了保护, 可是在安装电缆之后的10年左右, 雷电导致的事故又会明显增多, 原因在于电路电缆化之后被雷电击中的几率比较少, 因而在更新配电网络电缆时对电缆的保护不够充分。目前广泛使用的交联聚乙烯电缆在潮湿环境中容易形成水树枝, 在电场影响下变成电树枝, 受工作环境中电压反复冲击的影响会加快绝缘劣化, 导致电贯穿。由于变压器绝缘结构与电缆绝缘结构不同, 在电树枝劣化的影响下, 交联聚乙烯电缆的耐电压低于变压器电压, 是整个配电系统中绝缘效果的薄弱点。
当前提升电缆使用寿命的常见方法是采用金属氧化锌避雷器, 然而电缆自身的特点、电缆与其他电气设施连接的要求, 决定了要在电缆终端头的周围装置避雷器, 还要保证终端头的屏蔽接地。而且电缆电容是架空线路30倍左右, 电缆的储能也大于架空线路, 因此在避雷器的选择上要结合电缆的种类和参数, 综合考虑各类因素。
1.4 10k V架空与电缆混合线路
架空与电缆混合线路存在不同阻抗的线路相联, 雷电波入侵时结点处易发生电压突变, 架空线路与电缆连接的首段与末端连接处波阻抗不同, 雷电波入侵的情况下连接点之间的行波会多次折反射, 末端电压经过折反射后将高于入侵电压, 因此, 可以选择在首末端安装避雷器来避免过电压过高。通常可以在电缆的首末端加装避雷器来限制过电压。
1.5 低压线路
针对低压线路, 应该在变压器的出口位置装置一个低压避雷器, 并且处理好接地问题, 接地的电阻要低于4欧姆, 低压电力网中中性点接地时应选择在电源点接地, 而且干线、分支线终端需要反复接地, 同时其电阻要低于10欧姆。针对比较长的线路, 重复接地要多于3次, 尤其是为了避免雷电对配电线路造成损坏, 接户线上的绝缘子铁角要接地, 电阻要低于30欧姆, 这类问题在电能表装置的改造上重视起来。
2 10k V配电设备的防雷保护
2.1 配电变压器的防雷保护
配电网广泛采用△/Y0、Y/Y0接线方式的10k V变压器, 在雷电波侵入时避雷器动作, 在接地电阻上流经大电流时产生压降, 使得中性点电压升高。在中性点电位的作用下, 低压绕组上流经冲击电流。由于低压三相绕组中流经的电流大小相等、方向相同, 低压绕组中的冲击电流全部成为激磁电流, 产生很在的零序磁通, 使得高压侧感应出很高的电势, 感应电势沿绕组分布, 在中性点的幅值最大, 引起中性点绝缘击穿, 同时由于层间和匝间的电位梯度相应增大, 引起高压绕组层间和匝间击穿。
由于中性点电压是接地电阻引起的, 因此可以分开中性点接地与高压侧避雷器接地, 通过单独的接地线、接地网来接地, 同时确保接地网之间距离>5m, 借助大地的雷电波衰减作用来削除中性点电压过高导致的绝缘击穿, 如图1所示。
由图1可知, 雷电波在低压侧入侵时冲击电流流经低压绕组, 随之高压绕组有感应电动势产生, 导致高压侧中性点电压升高, 层间与匝间电位梯度升高, 最终导致高压绕组层间、匝间击穿。因此, 我们可以采用低压侧加装避雷器的方式来解决此类问题, 通过在低压侧装设低压避雷器, 同时低压侧避雷器、高压侧避雷器、低压侧中性点、变压器外壳“四点共一地”接地。
2.2 柱上开关的防雷保护
配网运行中往往忽略了柱上开关设备的防雷保护, 在柱上开关和刀闸处有些没有安装避雷器, 或者仅仅在开关一侧装设避雷器保护, 当开关断开时, 将会造成雷电波的全反射, 在雷击事故发生时造成开关设备自身的损坏。因此, 应在开关或刀闸两侧安装避雷器, 强化柱上开关的雷电保护。
2.3 电缆分支箱的防雷保护
电缆分支箱和环网柜在配电系统中的使用越来越广泛, 它的防雷问题目前成为一个突出的问题。在10k V电缆化的环网供电系统中, 必须采取措施抑制感应雷过电压。一般做法是采用避雷器, 避雷器保护点位置的选择一是每个单元均安装避雷器, 二是有选择地安装避雷器保护。第一种方法经济性较差, 这两种方法需要根据实际情况选择, 需要注意的是, 如环网回路中存在架空线路, 那么应该对架空线路两端单元安装避雷器。另外, 对于避雷器的选择, 通常推荐具备防爆脱离功能且免维护的无间隙金属氧化锌避雷器。
3 结束语
通过上述分析, 要最大限度降低雷电损害程度, 科学地建设防雷接地系统设备是关键, 因此, 配电系统的防雷与接地工作应结合实际的雷电分布情况来采取针对性的防雷方案, 严格控制电气设备、防雷设施的质量与可靠性, 确保共用接地网符合规范要求, 将防雷措施与接地措施相结合, 最大限度降低雷击对配电线路及设备造成的破坏。
参考文献
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电源系统防雷 篇11
【关键词】电力系统;配网设备;防雷保护
引言
据相关资料显示，雷电是目前造成电力系统运行灾害的重要原因之一，由于雷电的随意性，造成认为控制的极大困扰，一旦形成雷电危害，必然会造成电力设备损坏、危及建筑物安全等，甚至有可能出现人员伤亡事故，给国家及人民带来重要的财产损失，威胁人类的生命安全。因此，电力系统配网设备的防雷保护不管是从国家发展的角度，还是从电力事业的可持续发展及人们的生命安全角度来看都是十分重要的。因此，文章在分析了雷击损坏配网设备的原理的基础上，结合实际情况，提出了具体的电力系统配网设备防雷保护措施。
1.雷击损坏配网设备的原理
1.1 雷电损坏配电变压器的原理
雷电包含了三种类型，即直击雷、感应雷与雷电波入侵。其中后两种雷电类型的入侵会使配电网线路电压高达几十万伏，甚至会在正逆变换过电压的条件下，击穿配电变压器绝缘层，导致火灾与爆炸事故的发生。因此，笔者首先从以下两方面分析了正逆变换过电压原理：一是，正变换过电压的产生原理。当在低压线路中有雷电波入侵时，冲击电流会在高压绕组上出现感应电动势，并通过配电变压器低压绕组，造成高压侧中性点电位的上升，使匝间、层间的梯度电压加大，这就是正变换过电压产生的原理;二是逆变换过电压产生原理。当lOkV侧出现雷电波入侵时，就会使避雷器产生动作，以限制雷电压峰值。避雷器动作后，雷电流通过避雷器流到接地电阻上。如果我们用R来表示接地电阻，用I来表示雷电流为，那么接地电阻上的电压降为IR;当I=4kA，R=4Ω时，则IR=16kV，这个电压通过低压绕组的中性点，传递到低压绕组和低压线路上。因为低压线路和设备并不具备较高的绝缘水平，因此很可能出现对地绝缘击穿的情况，从而造成低压线路短路接地，尽管没有造成对地绝缘击穿现象，也会因为这时候的低压侧线路也会经导线波阻抗接地，最终造成雷电压IR全部或大部分加在低压绕组上。低压绕组受到这个电压后，通过低压绕组与高压绕组之间的电磁感应，在高压绕组上产生很高的过电压，这就是逆变换过电压产生的原理。
1.2 雷击损坏架空裸导线的原理
如果在架空裸导线上发生直击雷或者感应雷过电压作用，那么就会导致绝缘子闪络情况的出现。在电磁力的作用下，连续工频电流电弧也会顺着导线进行快速移动，经过热应力的作用，孤腹在弧根的带动下沿着向上的方向在导线上运动，而它移动的方向就是负荷侧。在其移动过程中，电弧弧根的温度一般是较高的，可能会会损坏导线，而孤腹的温度比弧根要低，不足以造成对导线的烧损。
1.3 雷击损坏绝缘导线的原理
当绝缘导线上受到直击雷或感应雷过电压影响时，很可能会造成导线绝缘层与绝缘子都发生闪络、击穿情况。一般被击穿绝缘层会变成针孔状，弧根也会在这个针孔处被固定住，由于受到绝缘层的影响，连续工频电弧也不能正常的进行移动，并出现燃烧情况，造成导线烧断的严重后果。
2.电力系统配网设备防雷措施
2.1 变压器的防雷措施
对于配电变压器的防雷保护，针对于上述雷电损坏配电变压器的原理，笔者认为可以从以下三方面入手。
首先，在配电变压器的的实际应用过程中，不管是单位、企业还是个人用户等，都应当将其放在配电室中，并在建筑物顶端安装避雷针，避免出现雷击配电变压器的情况出现。
其次，做好单地接网，在变压器高压侧与低压侧安装避雷器。保障变压器低压侧的中性点、避雷器的接地线、变压器的金属外壳三者能够一起接地。
最后，更新防雷变压器类型。在电力系统配网运行时，可以通过绕组接线方式变换解决正逆变换过电压问题，选择使用低压侧设有平衡绕组的防雷型变压器，使接地电阻电压与同一铁芯形成相反磁势，最终相互抵消。
2.2 架空裸导线的防雷措施
针对架空裸导线的防雷保护，笔者认为可以从架设避雷线、安装避雷器、降低杆塔接地电阻与装设自动重合闸装置的方式实现。
首先，进行架空裸导线防雷保护的最基本措施就是架设避雷线，其主要作用就是防止雷直击导线，它是进行架空电力线路的防雷保护最有效的措施之一。具体来讲，其在架空电力线路的防雷保护中的作用主要表现为以下几点：一是通过对导线的耦合作用，将线路绝缘子进行降压;二是发挥其分流作用，将流经杆塔的雷电流尽量控制在最小，并降低塔顶电位;三是发挥其导线屏蔽功能，使导线上的感应过电压变小。
其次，是安装线路避雷器，尽管我们通过全线架设避雷线的方式来实现架空电力线路的防雷效果，但是也会存在架空线上出现过电压的可能性，而通过安装线路避雷器，可以在雷击过电压超过避雷器的保护时，阻止雷电流对架空电力线路的侵袭，而将其转移到大地，从而保护线路、设备安全。
再次，可以降低杆塔接地电阻，一般高度的杆塔降低接地电阻，对于减小雷击杆塔时的电位升高有着重要作用，是提高线路耐雷水平、防止反击的有效措施。同时，这一架空电力线路的防雷保护措施也是与上述架设避雷线措施相配合的一项有效措施。
最后，还可以装设自动重合闸装置，因为线路绝缘的自恢复性能，不少的雷击后的闪络情况时可以在线路跳闸后进行自行消除的。所以，我们可以通过配备自动重合闸装置来更好的较少或者是消除线路的雷击状况。根据相关研究发现，我国在超出110kV架空电力线路重合闸成败统计中，失败率仅为5%-25%，所以，装设自动重合闸装置对于提升架空电力线路的防雷效果中是具有重要作用的。
2.3 绝缓导线防雷措施
为更好的保障电力系统配网运行，绝缘导线的防雷保护可以从以下两方面入手：一是更换防雷型绝缘子。一般情况下，lOkV绝缘导线不采取避雷线方式进行防雷保护，而是采用防雷型绝缘子，并改变原来的铁横担而使用玻璃钢绝缘横担，这样既降低了工频建弧率，又提升了绝缘子的耐雷能力;二是设置穿刺型避雷器，其主要作用就是避免接地短路故障的发生。穿刺型避雷器包含了避雷器本体、空气间隙、穿刺线夹三个主要组成部分，当出现雷击现象时，若氧化物避雷器已经损坏，直击雷及感应雷会直接作用在导线上，使燃弧点发生转移，从而有效的预防了导线烧断事故的出现。因此，在进行具体的实际巡检时，为了能够最大限度的保障不出现跳闸故障，维护供电的可靠性与安全稳定性，相关工作人员一定要做好氧化物避雷器的检查工作。
3.结束语
综上所述，人们生活水平的提升及对用电质量与用电安全的关注，要求电力企业做好各项供电保护工作。而雷电危害作为电力系统配网设备安全保护的重要方面，已经得到了多方的普遍关注。因此，文章从三方面分析了雷击损坏配网设备的原理，并有针对性的提出了解决的对策，网能够为提高配网的可靠性與安全性提供新的思路，推动电力事业的可持续发展。
参考文献
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[2]徐航航.架空电力线路防雷与接地的研究[D].东北石油大学，2013-04.
[3]谭威.输电线路绝缘子并联间隙防雷保护研究[D].重庆大学，2011-04.
[4]王晓东.配电线路防雷保护对策分析[J].企业技术开发，2014-04.
作者简介：
孙向忠，男，大学本科，工程师，现供职于国网大庆供电公司龙凤供电区。
黄山701台防雷接地系统 篇12
新建黄山发射台地处黄山风景区海拔1820米高山上, 地质条件以中风化花岗岩为主, 表层覆盖约十几厘米厚的土夹石岩土, 土壤电阻 (ρ) 在数百至一千多欧姆米, 有的位置最高达数千欧姆米。根据黄山风景区气象资料统计, 这一区域地处空旷山峰, 年平均雷暴日数为49.6天, 年最高雷暴日数可达71天, 平均闪电强度在40KA左右, 最大闪电强度360KA。因此, 非常容易受直击雷、雷电感应和雷电波侵入, 设备受雷击危害极大。这就对我台的防雷接地系统提出了更高的要求。
综合以上自然条件, 我们采用长效降阻剂与离子棒相结合, 通过与扁铁、角铁组成综合接地网, 利用山势水系, 向植被茂盛的远处延伸, 解决 (中生代) 中风化花岗岩、土夹石岩土层电阻率高、强风雷电多雨雪等恶劣自然环境下防雷接地难题。
高频接地
首先, 在机房下方其中东侧做一个长宽高分别为5m×2.5m×1.5m的基坑 (1号避雷坑) , 在基坑底部回填500KG接地增强材料, 在接地增强材料20cm处安装3根长和高分别为2米和1.5米L型EST-L3000电解离子接地棒。在离基坑底部1.3米处用EST-120S30cc镀铜钢绞线做成50*50的网格并与电解离子接地棒的三根引上线可靠连接;然后, 在1号基坑右侧10m×7m的山体斜坡上回填, 每间隔1.5米打一根EST-1421200的镀铜接地棒, 在接地棒打到岩层后, 利用EST-120S30cc镀铜钢绞线把所有接地棒连接成一个网 (1号地网) , 在这个网上回填60cm厚度的土层夯实;再在1号基坑和1号右侧地网用EST-120S30cc镀铜钢绞线可靠连接, 两个地网分别用PVCEST-120S30cc镀铜钢绞线与机房接地预留端子可靠连接。
工频接地
首先, 在机房左侧做一个长宽高分别为5m×2.5m×1.5m的基坑 (2号避雷坑) , 基坑底部回填500KG接地增强材料, 接地增强材料20cm处安装3根长和高分别为2米和1.5米L型EST-L3000电解离子接地棒。在离基坑底部1.3米处用EST-120S30cc镀铜钢绞线做成50*50的网格并与电解离子接地棒的三根引上线可靠连接;然后, 在机房左侧用6m×7m土层挖土60cm, 每间隔2米打入一组EST-16300的镀铜接地棒, 并利用EST-120S30cc镀铜钢绞线可靠连接成一个地网 (2号地网) , 在这个网上回填60cm厚度的土层夯实;再在两个工频接地网之间利用EST-120S30cc镀铜钢绞线可靠连接, 两个地网分别用PVCEST-120S30cc镀铜钢绞线与机房接地预留端子可靠连接。如图一所示:
强化降阻
为有效降低接地电阻, 在山头上只能靠增加接地网面积, 通过避雷坑向外延伸成网, 采用长效降阻剂强化降阻。在四个避雷坑内用4.5cm×4.5cm (共70根) 扁铁按照下图方式焊接, 扁铁之间间隔60cm, 在扁铁上裹上降阻剂埋入坑中, 然后使用某公司生产的快装标准接地极JD-200×1000 (共30个) 向避雷坑外山体延伸。标准接地极采用螺栓与扁铁可靠连接, 再在扁铁上方回填60cm厚度的土层。其中在2号避雷坑还特别使用两根废80馈管 (90米左右) 剥去外皮后与扁铁可靠连接向山体延伸, 使扁铁与机房接地预留端子可靠连接。通过以上强化降阻后, 经黄山风景区防雷中心接地电阻测试:1号和4号避雷坑接地电阻为1欧姆, 2号和3号避雷坑接地电阻为0.8欧姆。