淺析電力通信自動化系統的防雷和接地保護

徐英杰 王朝志 高暖

【摘要】電力通信自動化系統是電力系統的重要組成部分。夏季是雷雨高發的季節，電力通信自動化系統經常會遭遇雷擊，導致電力通信的控制系統、監控系統等相關的系統受到影響，嚴重時可能會使得電力系統癱瘓，影響周圍區域居民的正常工作及生活，為了保證電力系統的安全穩定運行，必須要重視電力通信自動化系統的防雷及接地保護工作。鑒于此，本文主要分析電力通信自動化系統的防雷和接地保護。

【關鍵詞】電力通信；自動化系統；防雷

一、雷電對通信自動化系統的危害

雷電的表現形式主要包括直擊雷、感應雷和球形雷三類。雷電對通信自動化系統的危害如下。

（一）直擊雷的危害

直擊雷擊中建筑、通信自動化設備、通信光（電）纜、信號線和操作人員，可能會造成建筑損毀、設備損壞、人員傷亡和電氣短路引起火災等嚴重后果，因此直擊雷發生的概率雖然很小，但其危害十分大，所以不能掉以輕心。

（二）感應雷的危害

感應雷是由直擊雷引起的，感應雷產生于導體中并沿導體傳播，損壞與導體相連的某些設備或設備中的某些器件（這些設備或器件的耐沖擊水平較低）。通信自動化設備中有大量的集成電路通過金屬導線相連，并且通信自動化機房也通過電力電纜和各種通信傳輸電纜以及信號線與外界相連，這就為感應雷的侵入提供了良好的條件；加上設備中采用了大量高集成度的微電子電路，其耐沖擊水平較低，容易被感應雷損壞，產生各種各樣的設備故障。

二、通信自動化系統中的防雷設施

（一）系統電源

通信自動化系統的電源是維持整個系統運行的重要組成部分，如果電源損壞，通信自動化系統的電力供應隨即會消失，所以做通信系統的防雷設施，首先要考慮系統電源。系統電源的主要構建有：監控中心、變壓器系統、整流系統、交流、直流系統等。雷擊傷害系統電源主要表現在以下幾個方面：（1）系統變壓器遭遇雷擊損壞，致使電源供電系統損壞；（2）雷擊所產生的雷電流進入控制中心，干擾系統電流控制中樞，造成系統運行故障；（3）雷電流通過直、交負荷干擾電能表及其他自動化設備，引發的電源供電故障。

（二）通信自動化機系統的防雷接地與接地網

1.防雷接地與接地網

（1）高阻值電阻，通常情況下，系統遭受雷擊出現故障是因為系統承載的電壓、電流過大，在防雷接地裝置中加入高阻值電阻可以有效的阻隔過壓電流對系統的傷害，將傷害范圍固定在電力系統的某一范圍，在減少電力系統故障損失的同時，提高了搶修效率；（2）接地網是建立在電力系統建筑物之上的內地網（包括鐵塔，建筑物等），這些建筑物必須組建成一個完整的聯合接地網，當電力系統遭遇雷擊時，接地網內設施可以通過接地線轉化電壓、電流強度，以保證系統中工作地線、保護地線、防雷地線的安全使用。

2.防雷接地與接地網的設置要求

（1）電力系統中建筑物的使用設施，有金屬框架的其電源線必須與接地線相連；（2）建筑物上避雷帶應設在聯合接地網控制的分為內，并且每隔5m與暗裝避雷網連接一次并焊牢；（3）暴露在外邊的接線焊點，要進行系統的防腐處理，在保證其使用壽命的同時，增加整體接地網的穩定性。

三、電力通信自動化系統的防雷和接地保護

（一）電源系統的防雷接地保護措施

通信自動化電源系統主要由直流配電、交流配電、監控模塊、整流模塊等模塊組成，電源系統的變壓器高壓側輸電線路可能會遭遇直擊雷，然后雷擊電流經過變壓器供電線路傳輸到電能表、計算機以及其他的綜合自動化設備之中。

（二）通信自動化機房建筑物防雷接地保護及接地網設置

建筑物樓頂經常會安裝一些附屬設備，比如標志燈等，這些設備的電源線金屬護層的上下端、金屬框架必須要與建筑物女兒墻上的避雷帶焊接在一起，焊點需要進行防護處理。設置在女兒墻上的避雷帶，每隔5m～10m需要與暗裝避雷網連接一次，如果焊接點暴露在空氣之中，需要進行防腐處理。建筑物的樓頂一般都設有微波天線，為了防止天線遭遇雷擊，需要在天線上設置避雷針，避雷針的引下線應就近連接在暗裝避雷網上。避雷針必須要符合國家《建筑物防雷設計規范》標準，垂直接地體的長度一般在1.5cm～2.5cm左右，通常情況下，垂直接地體的間距需要控制在身長的1.5～2.0倍左右，接地體焊接點需要進行防腐處理，如果澆筑在混凝土體中則不需要，一般情況下，接地體上端距離地面的距離應大于0.7m。接地線應盡量保證直、短，截面積最好控制在35mm2～95mm2之間，接地線引入長度需要控制在30m以下，材料一般為鍍鋅扁鋼或者多股的銅線，接地匯集線的材料一般為銅，大多設計成為排狀或者環形，截面積應大于或等于120mm2。

（三）通信電纜、光纜線路防雷

通信電纜及光纜敷設之前，施工人員必須要做好工程勘察工作，對線路敷設區域的氣候情況進行詳細地觀察，線路設計時盡量避免經常遭遇雷擊的地方以及向陽坡、臨江側山坡。光纜及電纜線路應具備一定的防雷功能，直埋光纜需要做好防雷措施。

總之，經過電力通信自動化工作者日常的精心維護，通信自動化防雷系統得到了進一步完善，通信設備抗雷擊和防過電壓水平有了明顯提高。事實證明，只有認真仔細全方位的考慮雷擊因素，才能有效地降低通信自動化系統設備被雷擊的可能，使雷電損害降到最低。

參考文獻

[1]孫昊.淺析電力通信自動化系統的防雷和接地保護[J].科技創業家，2013（24）：135.

[2]聶景慶.淺談電力通信自動化系統的防雷和接地保護[J].民營科技，2010（12）：3，74.