戴堂云 喻子易 湖北省電力局(430077)
周文俊 武漢水利電力大學(430072)
1 前言
隨著電力系統容量的增加和自動化水平的不斷提高，電力調度自動化系統已使用了相當數量的計算機、RTU和其它微電子設備。縣級電力調度及其變電所由于所在地土壤電阻率較高或地處山區等，其地網上接地電阻往往很難達到規程的要求，其防雷工作更要加強。由于一些微電子器件工作電壓僅幾伏，傳遞信息電流小至μA級，對外界的干擾極其敏感，而雷電流產生的瞬變電磁場對微電子設備的干擾和損害尤為嚴重。在雷雨季節，有的縣電力局調度大樓和電力局所屬自動化顯示系統、通訊聯絡系統(Modem、載波機、程控交換機等)等常常損壞，造成較大的直接和間接經濟損失，影響當地電力系統的正常調度、工農業生產和人民的日常生活。盡管有些電力調度自動化系統采取了一定的防雷措施，但仍常出現雷害事故。本文通過在幾個縣級電力調度自動化系統防雷的實踐，提出縣調自動化設備防雷的簡單而有效的措施。
2 電源與UPS的過電壓保護
感應雷或沿電源線進入室內的雷電侵入波會使電源電壓急驟升高，從而導致UPS及其后接設備損壞。有些UPS中盡管裝有壓敏電阻，但還是很難保護自己及后接微電子設備。
對電源裝置，可靠而有效的防雷方法是采用四級保護。第一級用三級氣體放電管，將大的雷電限制到后續保護系統可允許的范圍；第二級用限流模塊；第三級用壓敏電阻；第四級用TVS管，使輸出的箝位電壓達到規定的要求。采用上述四級保護后，UPS或被保護電源一般不會因雷擊而損壞。
3 載波機過電壓保護
載波機遇雷擊易損壞的部分通常為電源盤、用戶話路盤及高頻電路盤。高頻電路盤上通常裝有壓敏電阻，具有一定的耐雷水平；電源部分可采用上述電源過電壓保護方式；用戶話路盤由于鈴流電壓與通話電壓不一致，需要在保護裝置上精心考慮，使之在兩種不同電壓下均能有效地保護用戶話路部分。最好的辦法是將保護器件置于載波機內，考慮到實際情況，外置保護模塊應設計考慮的周全一些。
為取得很好的效果，用戶話路盤、程控交換機通訊線、Modem及信號線的過電壓保護應采用四級保護。過電壓保護器最好能同時具有保護模塊失效自動報警、過電壓次數自動記錄、停電后記錄的過電壓次數不丟失等功能。
4 接地電阻與屏蔽
4.1 接地
良好的接地是防雷中至關重要的一環。接地電阻值越小過電壓值越低。因此，在經濟合理的前提下應盡可能降低接地電阻，其要求如表1所示。
表1 接地電阻要求
接地網名稱
接地電阻（Ω）
一般
高土壤電阻率
通信調度綜合樓
<1
<5
通信站（樓）
<5
<10
獨立避雷針
<10
<30
配電變壓器（≥100KVA）
<4
<10
通信調度綜合樓的通信站應與同一樓內的動力裝置共用接地網并盡可能與防雷接地網直接相連。通信機房內應敷設均壓帶，并圍繞機房敷設環行接地母線。
在電力調度通信綜合樓內，需另設接地網的特殊設備，其接地網與大樓主地網之間可通過擊穿保險器或放電器連接，以保證正常時隔離，雷擊時均衡電位。
接地的其它方面均應嚴格按有關規程辦理。
4．2 屏蔽
為減少雷電電磁干擾，通信機房及通信調度綜合樓的建筑鋼筋、金屬地板均應相互焊接，形成等電位法拉第籠。設備對屏蔽有較高要求時，機房六面應敷設金屬屏蔽網，將屏蔽網與機房內環行接地母線均勻多點相連。
架空電力線由站內終端引下后應更換為屏蔽電纜；室外通信電纜應采用屏蔽電纜，屏蔽層兩端要接地；對于既有鎧帶又有屏蔽層的電纜，在室內應將鎧帶與屏蔽層同時接地，而在另一端只將屏蔽層接地。電纜進入室內前水平埋地10m以上，埋地深度應大于0.6m；非屏蔽電纜應穿鍍鋅鐵管并水平埋地10m以上，鐵管兩端應接地。若在室外入口端將電力線與鐵管間加接壓敏電阻，防雷效果會更好。
5 綜合性防雷措施與應用
為避免雷害，對電力調度自動化系統，應采用“整體防御、綜合治理、多重保護”的方針。除采用上述保護與接地措施外，配電變壓器高低壓側均應裝接金屬氧化物避雷器，并且高低壓側避雷器與變壓器二次側中性線三點聯合接地。程控交換機室外進出線、Modem等應裝過電壓保護器；當RTU等裝置離顯示屏較遠時應裝信號線過電壓保護器。根據上述原理和方法，我們在多雷區——湖北省通山縣電力局與安陸市電力局等單位進行了防雷措施實施。除進行適當的地網改造外，在易受雷擊的設備前安裝了ZGBZ-Ⅱ型載波機過電壓保護器、DGBZ-Ⅱ型電源過電壓保護器、MGBZ-Ⅰ型Modem過電壓保護器和XGBZ-Ⅱ型信號線過電壓保護器。通過兩年的實際運行考驗，凡按以上防雷接地要求進行改造且安裝了過電壓保護器的被保護裝置均安然無恙。整個縣級電力調度自動化系統由每年雷擊至使調度設備連年受損，變為平安無事。
6 結論
嚴格按防雷接地規程辦事，應用新技術新裝置，采用綜合性的防雷措施是確保電力調度自動化系統極大減少雷害的重要手段。良好的接地與屏蔽并安裝過電壓保護器后可使被保護裝置的耐雷水平提高10倍以上。
(收稿日期：2008-03-14)
