县级电网通信机房防雷研究和应用

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1、县级电网通信机房防雷研究和应用　　摘要：近年来，国家电网公司“三集五大”体系正在向着纵深方向改革，电力系统通信设备的安全稳定运行对县级供电企业扁平化、同质化管理的科学推进起着重要的技术支撑作用。目前，随着电力通信主干网络和各地区光缆线路的建成运行，电力通信取得了长足的发展，覆盖了所有变电站和基层供电所。根据上级管理部门相关资料统计，电力通信方式逐步进入以SDH、PCM设备为主，微波、扩频等设备相辅相成的综合通信网，随着高精度、高技术电子通信设备的大量使用，提高电力通信机房的防雷系统水平已刻不容缓。关键字：电力通信；防

2、雷体系；防雷措施中图分类号：E965文献标识码：A0引言8近年来，渑池县电业局通信及自动化装备水平随着“国一流”县级供电企业的创建，其信息化水平达到了前所未有的广度和深度，市县光纤连通率、县所光纤覆盖率、变电站综自化率全部达到100%，与此同时，大规模的通信、综合自动化及网络电子设备上线运行，这给设备的运行维护带来了前所未有的挑战。从防雷措施实施前两年来的运行数据统计，由于雷击造成的二次设备损害占故障的28%，那么如何保障以上设备的安全稳定运行，确保信息高速公路畅通无阻，尤其在雷电活动频繁的渑池地区，显得尤为重要和迫

3、切。1雷电的形成和危害1.1雷击损害的形式主要有以下几种［1］：1.1.1直击雷损害，即带电的云层与大地某一点之间发生迅猛的放电现象。1.1.2感应雷损害，也叫二次雷，即带电云层由于静电感应作用，使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后，云层带电迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，以致出现局部高电压，或者由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应，出现高电压以致发生的闪击的现象。1.1.3球形雷损害。雷击过电压损坏设备可分为两种情况，一种是受雷电直击，另一种受感应雷影响所致。据统计电

4、子设备受雷电直击而损坏的机率很小，而绝大多数损坏为感应雷造成，雷电行波通过传输信息的电路线传至电子设备使其某些电子元件受损。8还有一种情况值得重视的是电子设备附近的大地或其他设备的接地体，因受直击雷引起的电位升高，会使电子设备造成反击，使之对地绝缘击穿。所以凡联结有输人或输出线路的电子设备应考虑以上三条侵入途径。不论那种途径侵入的雷击过电压加在电子设备上冲击引起两种过电压，一种是：使平衡电路某点出现超过允许的对地过电压，称为纵向过电压，地电位上升引起的反击也属于从地系统侵入的纵向过电压;另一种是平衡电路线间或不平衡电

5、路线对地出现的过电压称为横向过电压。使用对称传输线的设备，横向过电压是因线路两线间存在不同的纵向过电压;或因纵向防护元件放电性能的分散性(如动作时间有快慢的差别)是造成横向过电压的原因，如果在平衡线路上的两个纵向防护元件，其中一路故障或失效这就造成了横向过电压的极限情况。2雷电侵入电力通信机房的途径2.1雷击造成电力通信机房损坏通常有3中途径［2］：2.1.1直击雷损害，雷电直接击在机房大楼或者屋顶微波接收器等金属物体上，因高电压、热效应和机械效应造成设备或建筑物的损坏。82.1.2闪电电涌沿着与设备相连的电源线、信

6、号线或者其它金属管线侵入机房内，使连接在线路中的电子设备受损。在县级电力系统中，雷电侵入电源线路过程大致为：雷电波通常是通过变电站（35kV）临近的10kV线路侵入10kV母线，再经过10kV所用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，闯入低压出线。途中经过了10kV线路阀式避雷器、母线阀式避雷器和所用变阀式避雷器3级削峰，再经过所用变低压出线的平波作用，电压幅值大为下降。但由于雷电波的电压、能量极高，且阀式避雷器等设备技术上的局限性，虽然绝大部分的雷电能量都能在到达设备之前得以消除，但雷电波幅值相对较高，在作用时间很

7、短的低能量尖峰脉冲的作用下，通过所用变压器的低压出线，仍能对机房内所有的220V交流回路中的电气二次、通信和电子设备造成危害。由二次设备雷电入侵可分如下两种情况：2.1.2.1无屏蔽措施的信号传输线路，在地面突起物体遭直击雷雷击时，强电压将临近土壤击穿，雷电流直接入侵到地埋电缆外皮，进而击穿外皮，使高电压入侵线路。2.1.2.2感应雷通过系统的综合自动化设备和信号采集的二次电缆入侵，以很高的电压直接加到远动系统的信号和传送端上，造成接收和发送端模块烧坏。2.1.3设备接地体在雷击的时候，产生瞬间高电位，形成地电位“反

8、击”而损坏电子设备。在电力通信机房发生雷电灾害的基本上都是雷电脉冲侵入通信线路以及电源线路而造成的。3电力通信系统机房的防雷措施感应雷的防护是从整体和系统上建立起三维防护体系，渑池县电业局针对35千伏变电站和通信机房现状，采取以下防雷措施：83.1外部防雷。按照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》，对机房大楼安装外部防雷装置。外部防雷