用電采集系統防雷擊措施探究

李春蓮,馮翠紅,張迎春

（國網山東省電力公司成武縣供電公司,山東菏澤,274200）

用電采集系統防雷擊措施探究

李春蓮,馮翠紅,張迎春

（國網山東省電力公司成武縣供電公司,山東菏澤,274200）

本文從用電采集系統實施防雷擊的必要性入手，如何在用電采集系統中采取的防雷擊措施進行了探討。希望通過本文的論述，更好地確保用電采集系統防雷性能的提升。

用電采集系統；防雷擊；安

用電采集系統主要是對用戶的用電信息進行采集，從而更好地掌握用戶的用電情況，并針對性的對整個用電情況進行監控。為了更好地確保其性能得以發揮，加強對其防雷工作的開展就顯得尤為重要。在現代智能電網打造過程中，用電采集系統有著十分重要的作用，其不僅是打造智能電網的物理基礎，也是確保電網安全高效運行的關鍵所在。但是在實際運行中，在用電現場安裝的用電信息采集終端設備經常出現被雷擊壞的情況，而這就會對其性能的發揮帶來影響。因而在用電采集系統防雷中，主要是注重對其自身和外部做好防雷工作，切實加強防雷擊技術措施的應用，才能更好地確保其性能得以發揮。以下筆者就此展開分析。

1 用電采集系統防雷擊的必要性

在當前用電采集系統建設和推廣及應用日益廣泛的今天，在用電信息采集過程中，采集終端是確保整個用電采集系統得以安全高效運行的載體。目前，用電信息采集終端已經在變電站、變壓器、配電房中得到了廣泛的應用，也是最為重要的計量點。但是在實際運行中，往往由于雷擊受損，導致其安全高效的運行受到影響，因而對于采集設備的運維人員而言，可謂是一種不可避免的問題和挑戰。而加強對其防雷擊工作的開展，就能有效的降低其維護工作量，切實加強對其性能的發揮，對于確保整個電力工作高效開展具有十分重要的意義。

2 具體的防雷擊措施分析

2.1 切實加強架空線路防雷擊工作的開展

因為用戶采集系統處于用電信息采集終端之內，而不同的終端之間的連接必須利用架空配電線路。若架空配電線路自身的絕緣性能低下，那么將直接影響其性能的發揮。尤其是在遭受雷擊之后將導致絕緣子出現閃絡。所以必須確保所選的器材設備具有較強的絕緣性能，切實提高線路自身的絕緣水平，最終提高線路的絕緣性能，將其給終端運行帶來的影響降到最低。因此，在實際工作中，主要是在線路中安裝避雷針，尤其是應在雷電活動較為頻繁和強烈的區域，在桿塔通過避雷針的架設，能有效的將雷電電壓弱化，提高線路耐雷水平，將閃絡的情況盡可能地減少。但是所選的避雷器必須是結合線路實際需要進行針對性的選擇。例如最為常見的10kV配電線路，則應以氧化鋅避雷針為主。而在避雷針安裝之后，還應和假設串聯間隙，從而更好地將其隔離，降低線路老化的速度。從源頭上減少雷電事故發生的幾率，從而確保供電的安全性，進而更好地利用其對用戶的用電信息進行采集。

2.2 在用電采集終端內強化雷電浪涌防護技術的應用

由于用電信息采集終端內的雷電浪涌對其危害較大，所以在發生雷電時，為了更好地將雷電浪涌給用電信息采集終端帶來的應用，就必須切實強化對其的防護。這就需要切實注重以下工作的開展：

一是嚴格按照有關標準加強對其的雷電浪涌防護。在具體的防護過程中，主要是對浪涌電壓信號進行分析的基礎上，在終端硬件中，主要是采取過壓保護電子元器件來實現，例如壓敏電阻與TVS管。其中壓敏電阻屬于限壓的保護元器件，由于其自身的非線性特點，若過壓在壓敏電阻兩極之間時，主要就是把電壓箝位進行相對的固定后，從而更好地保護后級電路。而采用TVS管時，由于其主要采取的是二極管的方式進行高效能保護的電子元器件，若其兩極遭受反向瞬態的高能量沖擊時，兩極之間的高阻抗就會成為低阻抗，從而吸收功率較高的浪涌，此時兩極之間的電壓箝就會處于預定值，進而更好地對電子線路內各種精密的元器件進行保護，避免其受到浪涌脈沖帶來的影響。

二是在電源系統加強防雷工作的開展。在用電信息采集終端中，為了更好地加強對地防雷保護，就需要將電源系統作為整個終端防護的關鍵區域。這是因為電源系統是雷電浪涌信號直接或間接的方式，從低壓配網入侵終端的重要路徑，所以其在防雷工作中屬于最為關鍵的一環。由于浪涌波形屬于瞬時而又巨大的脈沖信號，所以將其從信號和系統的視角來分析時，其與標準的沖擊信號幾乎接近，此時這一信號就會在極短的時間內發揮出巨大能量，而隨著這一沖擊心高形成的頻率分量低于300KHZ。此外若按照標準的雷電流波形對其實施傅里葉轉換之后，就能掌握其相應的頻譜分布。因此，在電源系統中，其主抑制通道的構建思路是：采取大通流量壓敏電阻和熱敏電阻之后，利用大功率的整流二極管，通過共模扼流圈和差模安規電容以及保險絲和高耐壓濾波電容形成，而將載波回路防雷抑制通道則為輔助性的通道，從而在二者的共同作用下，能對短時高能量的雷電流浪涌波進行有效的抑制。

三是利用壓敏電阻對浪涌電流進行抑制和吸收。由于壓敏電阻在整個用電信息采集終端中屬于重要的抑制環節，其主要是相線和N線之間并聯。但是其在高低電場中所表現的情況也有所不同。一般而言，在低電場下，壓敏電阻的導電主要是利用熱激發電子導電，其導體為晶粒，晶界處于高阻狀態，壓敏電阻的電阻值也較高，漏電電流則較低。而如果電場的強度比閥值電壓要高時，此時就是通過隧道擊穿來導電，當電子從晶界穿過時直接導電，這時壓敏電阻的內阻值較小，且壓敏電阻能快速的反應，從而更好地對浪涌電流進行吸收和抑制。

四是利用熱敏電阻吸收瞬時雷電浪涌沖擊信號。主要是因為熱敏電阻自身具有零功率阻值和自身寄生電容的特點，使得其在電路中為分布式阻抗，從而更有效的將不同頻率的分量削弱后達到轉移功率的目的，再利用其自身功率較高的特點，就能將瞬時的雷電浪涌沖擊信號進行有效的吸收。

五是利用載波回路和RS-485回路等進行防護。其中，載波回路主要是利用壓敏電阻鉗位電壓在短時脈沖時不大于2.5kV的特點，有效的對雷電浪涌信號進行二次吸收，再利用高頻變壓器將電磁好好隔離之后確保整個載波模塊避免雷電浪涌電流的影響。而RS-485回路主要是采取大功率放電管，并與熱敏電阻配合實施防護，既能有效的吸收雷電電流脈沖，又能有效的抑制強靜電場的放電。

2.3 強化外部雷電防護技術的應用

在對整個采集終端的內容做好防雷設計的基礎上，由于其所在環境往往較為復雜，加上雷電自身的破壞性較強，所以還應在其外部加強安全防護措施的應用。一是在接地保護時，主要是對其配電柜和電表箱可靠的接地，從而有效的將雷電送入大地。二是做好避雷工作，主要是在低壓配變和分支線以及主干線上安裝低壓避雷器進行防雷。三是對安裝的位置進行針對性的調整，在雷電高發區域，桿上變壓器安裝的用電信息采集終端，其通信天線嚴禁在變壓器上安裝，也不能與變壓器靠近，且在空間上不能太突出，預防感應電流對其帶來影響，所以主要是在電表箱的內部安裝天線。四是雷電多發區域采取屏蔽措施，尤其是在桿上變壓器，應在金屬外殼的電表箱內安裝采集終端，這樣才能確保其較為密封，避免外部感應雷形成的電磁干擾，也可以在電表箱內安裝天線，或者將其在表箱外殼的底部進行倒置和吸附，從而確保其有效的通訊。

3 結語

綜上所述，加強用電采集終端防護工作的開展具有十分重要的意義，對于確保整個電力系統安全穩定高效的運行具有不可或缺的作用，所以必須緊密結合實際，切實做好用電采集終端的防雷工作，才能避免用電采集系統被雷電傷害。

樊祥霞,郭慶闊,賈秀華.用電采集系統防雷電技術措施淺析[J].通訊世界,2016,02:224.

Electricity acquisition system lightning protection measures are explored

Li Chunlian,Feng Cuihong,Zhang Yingchun
（Its Chinese power company in shandong province chengwu county electric power supply company in shandong heze,274200）

This paper from the necessity of the implementation of the lightning protection electricity acquisition system,how to in power acquisition system lightning protection measures are discussed in this paper.Hope that through this article,protection performance of ascension.

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