淺談電力通信設(shè)備防雷和接地檢測(cè)

【摘要】在我國(guó)科技快速發(fā)展的帶動(dòng)下，智能化設(shè)備、集成電路等在電力通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，在很大程度上提高了電力通信事業(yè)的發(fā)展，但同時(shí)也給電力通信網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)提出了更高的要求。本文分析通信設(shè)備防雷接地檢測(cè)中相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)提出有效的建議，供有關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】電力通信設(shè)備；防雷；接地；檢測(cè)

雷擊是電力通信設(shè)備主要的災(zāi)害形式，由于雷電具有很強(qiáng)的隨意性，往往給電力通信設(shè)備造成嚴(yán)重的破壞，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此，在電力通信設(shè)備運(yùn)行階段，需要做好防雷措施，根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏νㄐ畔到y(tǒng)實(shí)際情況，制定科學(xué)合理的防雷計(jì)劃，為電力通信系統(tǒng)提供安全保障。目前，我國(guó)通信事業(yè)正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，加強(qiáng)對(duì)電力通信設(shè)備防雷與接地檢測(cè)的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.電力通信設(shè)備遭受雷擊的方式

常見(jiàn)的電氣設(shè)備往往具備一定的防雷措施，而通信設(shè)備中相關(guān)元件的防雷水平較低，在信號(hào)線、電源線中沒(méi)有設(shè)置相應(yīng)的過(guò)壓保護(hù)，如果信號(hào)相關(guān)的通道、附件布置有失妥當(dāng)，附近的雷擊也會(huì)使地面產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，對(duì)通信設(shè)備造成嚴(yán)重的影響。具體來(lái)說(shuō)，通信設(shè)備遭受雷擊的方式主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）直擊方式。通常情況下，建筑物頂端都會(huì)設(shè)置避雷裝置，當(dāng)其遭受雷擊時(shí)，避雷裝置會(huì)將雷擊電流轉(zhuǎn)移到接地系統(tǒng)中，對(duì)避雷裝置保護(hù)范圍內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)、物、設(shè)備等進(jìn)行有效的保護(hù)。但是通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，雖然有避雷裝置的保護(hù)，但通信設(shè)備依然存在被雷電直接擊中的可能，這也是造成危害最大的雷擊方式，可能導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備報(bào)廢，影響通信系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2）閃電脈沖放電具有電場(chǎng)強(qiáng)、峰值大、變化率大、放電頻譜范圍廣等特點(diǎn)，架空導(dǎo)線等通信系統(tǒng)中金屬設(shè)備都會(huì)受到強(qiáng)大感應(yīng)電流的影響，產(chǎn)生過(guò)電流，當(dāng)過(guò)雷電感應(yīng)過(guò)電流通過(guò)通信系統(tǒng)設(shè)備，會(huì)給通信系統(tǒng)信號(hào)造成很大的干擾，甚至造成設(shè)備損壞，造成通信系統(tǒng)癱瘓。

3）雷電通過(guò)接地體或大地，損壞通信設(shè)備接地絕緣。發(fā)生這種情況會(huì)使得通信系統(tǒng)避雷引入線接地電阻增加，從而造成地電位急劇上升，對(duì)通信設(shè)備造成反擊傷害。若雷擊產(chǎn)生的電流過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致接地網(wǎng)電阻抬升地電位到設(shè)備絕緣水平以上，破壞通信設(shè)備。

2.電力通信設(shè)備接地技術(shù)概述

1）接地技術(shù)定義。進(jìn)行接地的主要目的就是為了避免觸電事故發(fā)生，切實(shí)保護(hù)通信設(shè)備安全，即利用接地線將通信設(shè)備金屬外殼與大地相連，構(gòu)成一個(gè)完整的回路，保證通信設(shè)備中產(chǎn)生的漏電、靜電、雷擊電流釋放到大地，保證人身安全，確保通信設(shè)備安全。另外，接地技術(shù)還包括利用磁場(chǎng)排除、靜電消除等方式，有效的降低通信設(shè)備故障發(fā)生率。

2）接地方式。目前，常見(jiàn)的接地方式主要包括并聯(lián)接地與分散接地兩種。其中，分散接地方式就是各類(lèi)設(shè)備分別接地，分別與接地系統(tǒng)進(jìn)行連接。然而這種方式會(huì)增加接地系統(tǒng)，給通信設(shè)備接地系統(tǒng)帶來(lái)潛在的危害，增加了設(shè)備受干擾的幾率。因此，現(xiàn)階段，通信設(shè)備接地方式往往選擇并聯(lián)接地，并聯(lián)接地不會(huì)產(chǎn)生環(huán)形回路，消除了其對(duì)通信設(shè)備的干擾。

3）一般情況下，電力通信設(shè)備接地采用直流地接大地法以及直流地懸浮法。其中直流地懸浮法下，設(shè)備接地線不會(huì)直接接觸大地，而是通過(guò)統(tǒng)一獨(dú)立基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行連接，采用這種方式需要避免交直流之間的相互連接，避免交直流相連對(duì)通信設(shè)備造成干擾；而所謂的直流地接大地法，實(shí)際上是將通信設(shè)備數(shù)字電路等位地與大地直接連接，減少接地系統(tǒng)禍合，避免其對(duì)通信設(shè)備的干擾。但是采用直流地接大地法需要將接地電阻控制在4歐姆以內(nèi)。同時(shí)直流地接大地法還能夠有效的防治靜電、高頻干擾等對(duì)通信系統(tǒng)的影響。

3.通信設(shè)備防雷預(yù)防以及保護(hù)

為了保證通信系統(tǒng)的安全，避免雷擊對(duì)通信設(shè)備造成影響，需要做好防雷預(yù)防，并采取有效的保護(hù)措施，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）對(duì)通信設(shè)備引入線的避雷保護(hù)方案。信號(hào)線、電源線以及天饋線等室外引入線都是容易遭受雷擊的通信設(shè)備，需要加強(qiáng)對(duì)其的日常檢測(cè)工作，同時(shí)在引入線中加裝避雷器，確保雷擊產(chǎn)生的過(guò)電流經(jīng)過(guò)避雷器后會(huì)分流到大地，確保通信設(shè)備的安全。

2）對(duì)電源設(shè)備的防雷措施。加強(qiáng)對(duì)電力通信系統(tǒng)電源的檢測(cè)，具體檢測(cè)方案體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，加強(qiáng)對(duì)通信電源整流電源柜、交流配電柜等的檢測(cè)，保證電源柜入口安裝三級(jí)交流電源SPD，保證交流電源放電電流大于10kA。而通信系統(tǒng)直流配電柜入口應(yīng)該裝有直流電源SPD，其放電電力不大于10kA。第二，加強(qiáng)對(duì)UPS不間斷電源設(shè)備的監(jiān)測(cè)工作，重點(diǎn)保護(hù)UPS不間斷電源輸出與輸入端。也就是說(shuō)，防雷保護(hù)設(shè)計(jì)采取第一級(jí)火花間隙放電保護(hù)，在UPS電源輸入端安裝兩級(jí)半導(dǎo)體過(guò)電壓防雷保護(hù)，在三級(jí)雷擊電流放電器間安裝解耦器來(lái)協(xié)調(diào)各級(jí)間對(duì)雷電波或浪涌電壓的有效吸收和釋放。在三級(jí)防雷保護(hù)中，通過(guò)第一級(jí)粗保護(hù)、第二級(jí)中級(jí)保護(hù)與第三級(jí)細(xì)保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)雷電流的吸收，通過(guò)地線設(shè)備將電流泄人大地。

3）對(duì)室外通信線路的防雷措施。在日常檢測(cè)過(guò)程中，檢查線桿中是否有避雷線安裝，如沒(méi)有則需要補(bǔ)裝。在電力通信系統(tǒng)中，一般選用直徑4毫米的鍍鋅鋼線作為避雷線，并通過(guò)拉線直接接地，接地電阻需要控制的10歐姆以下。另外，室外的通信線路都具有金屬外皮，或者是套入金屬管道中，需要通過(guò)接地線將線路金屬外皮以及金屬管道與大地直接相連。

4.電力通信設(shè)備防雷接地優(yōu)選措施

根據(jù)國(guó)際通行的建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，將通信機(jī)房作為一類(lèi)防雷設(shè)施，在機(jī)房建設(shè)初期就需要進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。同時(shí)，還需要加強(qiáng)對(duì)通信機(jī)房的日常檢測(cè)，確保電力通信設(shè)備始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)提出有效的電力通信設(shè)備防雷接地方式優(yōu)選建議：

1）關(guān)于地電位反擊預(yù)防措施。關(guān)于通信設(shè)備防雷技術(shù)，不僅僅體現(xiàn)對(duì)雷擊危害的防護(hù)，同時(shí)還應(yīng)該包括一些大型電力設(shè)備投切、啟停過(guò)程中給電網(wǎng)造成的波動(dòng)，從而形成浪涌過(guò)電壓，對(duì)電力通信設(shè)備也具有較大的威脅，并且其危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷擊造成的損害。因此，通信系統(tǒng)的防雷措施不僅僅是簡(jiǎn)單的安裝避雷設(shè)備，涉及很多方面，相關(guān)人員需要加以重視。

2）通信機(jī)房設(shè)備接地處理。通過(guò)對(duì)通信系統(tǒng)機(jī)房設(shè)備的接地檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，主要問(wèn)題包括高壓地網(wǎng)對(duì)通信設(shè)備接口造成影響、通信信號(hào)差、地網(wǎng)地電位瞬間上升、雷電浪涌防護(hù)較差等。所以，建議通信部門(mén)建立獨(dú)立的接零母排以及PE匯流排，PE匯流排中包括電源E地、電源機(jī)柜外殼、避雷器接地、信號(hào)等等，同時(shí)將變電站機(jī)房中零線與接零母排相連。另外，在PE匯流排與接零母排中間安裝高壓濾波電容、等電位隔離器、防靜電電阻等設(shè)備。

3）對(duì)于高山通信站來(lái)說(shuō)，其遭受雷擊的幾率更大。因此，在高山通信站機(jī)房防雷設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該盡可能減少避雷針的用量，利用避雷帶的方式保護(hù)機(jī)房邊緣以及凸起部位。另外，在機(jī)房周?chē)笤O(shè)均壓帶，以便形成一個(gè)完整的環(huán)形避雷帶，提高通信站的防雷能力。

總 計(jì)

通過(guò)上述分析可知，通信設(shè)備防雷工作是一項(xiàng)涉及面廣的系統(tǒng)性工程，需要在通信設(shè)備日常檢測(cè)工作中，加強(qiáng)對(duì)通信設(shè)備避雷系統(tǒng)的檢測(cè)，選擇合理的接地方式，確保通信設(shè)備運(yùn)行安全，提升通信系統(tǒng)整體的運(yùn)行水平，促進(jìn)我國(guó)通信事業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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