1事故過程
1999年6月22日12:30,天津市寧河縣供電局小李變電站的遠動設(shè)備遭受雷擊,致使遠動設(shè)備停止運行,造成局調(diào)度對小李變電站實時監(jiān)控中斷。調(diào)度人員接到警告信號后,立即通知遠動人員趕到現(xiàn)場。通過檢查,發(fā)現(xiàn)以下情況:
(1)用于進行遠動信息傳輸?shù)臄U頻電臺的電源被擊壞,數(shù)據(jù)口RS-232損壞;
(2)為遠動裝置提供電源的UPS輸入端整流可控硅被擊壞;
(3)遠動裝置中的網(wǎng)關(guān)機主板和RS-232口及RS485/232轉(zhuǎn)換盒均被擊壞;
(4)遠動裝置中的DPM-420監(jiān)控模塊共有7塊被擊壞,其中RS-485口全部損壞,部分模塊的電源和顯示板損壞。
由于設(shè)備受損嚴重,受損設(shè)備數(shù)量多,搶修人員無法及時修復,只能申報停運。
2事故原因分析
(1)小李變電站地處靠近渤海灣的空曠平原地帶,屬于寧河縣的雷電多發(fā)區(qū),且變電站附近沒有其它高大建筑物,因此極易遭受雷電襲擊。
(2)據(jù)站內(nèi)值班員反映,當時值班員在主控室中,只是聽到站區(qū)附近有雷聲,而當值班員聽到一個很大的雷聲時,遠動設(shè)備已經(jīng)損壞停運。因此,可初步推斷此次雷害是由于感應雷或引導雷所致。
(3)遠動設(shè)備的工作電源是由UPS提供的,而市電是由站用電接入的。從現(xiàn)場損壞的設(shè)備情況分析,可以判定雷電感應電壓是通過市電220V電源線進入UPS,將UPS電源入口整流可控硅和擴頻電臺的電源燒壞。
(4)從網(wǎng)關(guān)機與擴頻電臺的RS-232接口及網(wǎng)關(guān)機與各監(jiān)控模塊的RS-485接口被損壞的角度分析,也不能排除雷電感應電壓是由擴頻電臺的天饋線端侵入,經(jīng)RS-232接口侵入網(wǎng)關(guān)機,再通過RS-485接口將監(jiān)控模塊擊壞的可能性。
(5)從設(shè)備的損壞情況看,監(jiān)控模塊受損最嚴重,模塊的顯示部分、數(shù)據(jù)接口和電源部分均有損壞,并且部分元器件嚴重燒毀。這表明雷電感應電壓在監(jiān)控模塊已經(jīng)沒有下泄路徑,故爾將模塊嚴重燒毀。擊穿外殼導入接地極。
3防止遠動設(shè)備雷害事故的對策
3.1良好的接地系統(tǒng)是防止雷害的保障
(1)變電站內(nèi)的防雷接地極不要與安全保護接地極相連,兩接地極之間應相距5m以上,如果2個地線在同一室內(nèi),為防止電殛應加裝隔離式地極保護器。
(2)遠動機的直流地(或稱邏輯地)與大地的關(guān)系有2種,即直流懸空地和工作直流電源地。接地極的接地電阻要小于0.5Ω。遠動機的直流地不可與市電交流地線相短接或混接,以保證直流地線上無交流電流,減少干擾。因此在遠動機安裝后,要對交流和直流地線進行短路檢測,保證無誤。
(3)遠動機柜、UPS的金屬外殼、擴頻電臺的金屬外殼必須用2.5mm2銅線并做銅鼻子與接地極相連,稱之為保護地。它與交流工作地線在機房外接到同一接地極上。
(4)應采用較大截面的接地連線或采用同截面的銅絞線,這樣可有效地降低接地引線的感抗壓降。
3.2加裝專用避雷器是防止雷害的最佳方案
專用避雷器有電源避雷器、無線電臺饋線避雷器、數(shù)據(jù)口避雷器等。電源避雷器與被保護設(shè)備并聯(lián),無線電臺饋線避雷器和數(shù)據(jù)口避雷器與被保護設(shè)備串聯(lián)。正常時,避雷器能承受相應的工作電壓而不被擊穿。當有雷電波侵入時,避雷器迅速導通,將雷電流導入大地,從而有效地保護遠動設(shè)備。
(1)在選擇避雷器時應盡量選擇非線性特性較好、通流容量大、動作反應快、殘壓小的避雷器,這樣才能確保避雷器安全、有效、快速地動作,從而保證被保護設(shè)備免遭雷害。經(jīng)過調(diào)研、分析,選用了法國賽特公司的產(chǎn)品。
(2)處于多雷區(qū)的變電站,應在有可能受到雷電侵害的部位加裝專用避雷器。初步方案是在電源側(cè)加裝電源避雷器,在擴頻電臺饋線端加裝饋線避雷器,在數(shù)據(jù)口加裝數(shù)據(jù)口避雷器,形成全方位立體化防雷系統(tǒng)。
(3)防雷重點是電源系統(tǒng),因此在遠動設(shè)備的電源側(cè)采用了二級防雷方案,即在UPS入口和UPS出口分別加裝兩相電源避雷器。從而確保雷電從電源側(cè)侵入時,有效地保護UPS電源和遠動設(shè)備。
(4)擴頻天線一般架設(shè)于變電站的主控室屋頂之上,雖然在站內(nèi)所設(shè)避雷針的保護范圍之內(nèi),但也極易引入雷電。因此,在擴頻電臺的饋線側(cè)也采用了二級防雷方案,即在擴頻電臺的天線端和發(fā)射口端分別加裝饋線避雷器。如果饋線超過10m,兩側(cè)避雷器接地電阻不滿足要求的情況下,應在饋線上做“三點接地”。
(5)遠動機的各模塊都是由電子元件電路板組合而成的,極易受到外界強電磁感應電壓的侵害。因此,在測控模塊與網(wǎng)關(guān)機之間的RS-485接口及網(wǎng)關(guān)機與擴頻電臺之間的RS-232接口處分別加裝數(shù)據(jù)口避雷器,用來保護遠動設(shè)備免遭雷害。
(6)在安裝避雷器時,導線兩端的連接應可靠,宜使用壓接銅接頭,以降低接觸電阻引起的壓降。