浅析电力通信自动化系统的防雷和接地保护

摘 要：夏季雷雨多发季节，电力通信系统很容易遭遇雷击损害，导致系统被损坏，因此电力通信自动化系统在运行过程中必须要加强防雷及接地保护，本文主要电力自动化系统可能会遭遇的雷电损害的形式及防雷接地保护方法进行简单的讨论分析。

关键词：电力通信；自动化系统；防雷接地保护

中图分类号：TP308 文献标识码：A

电力通信自动化系统是电力系统的重要组成部分。夏季是雷雨高发的季节，电力通信自动化系统经常会遭遇雷击，导致电力通信的控制系统、监控系统等相关的系统受到影响，严重时可能会使得电力系统瘫痪，影响周围区域居民的正常工作及生活，为了保证电力系统的安全稳定运行，必须要重视电力通信自动化系统的防雷及接地保护工作。

一、常见的雷击损害形式

雷电主要有感应雷、直击雷、球形雷3种主要的形式，因此夏季雷雨高发季节，电力通信自动化系统可能会遭遇的雷击损害主要有直击雷损害和感应雷损害两种。直击雷损害出现的几率比较小，但损害比较严重，通信自动化设备、通信光缆等遭遇直击雷损害时，可能会导致设备损坏、电器短路、人员伤亡等严重后果，因此电力通信系统运行过程中必须要加强防护。本质上来说，感应雷损害也是由直击雷引起的，雷雨云静电感应或者放电时会发生电磁感应作用，雷电击中电力线路或电气设备附近某一区域后，该区域周围的磁场会发生剧烈的变化，导致电力通信系统的电力线路、电气设备会感应出与雷雨云相反的电荷，产生感应电压，感应电流会在导体内部进行传播，当感应电压超过电力设施的耐压值时，与导体相连的某些器件就可能会被烧毁或者击穿。通信自动化系统中有许多集成电路，它们通过金属导线进行连接，通信自动化机房正常运行时也会通过各种电力电缆、通信传输电缆等与外界连接，感应电流能够通过这些线路侵入通信自动化系统。

二、电力通信自动化系统的防雷接地保护措施

（一）电源系统的防雷接地保护措施

通信自动化电源系统主要由直流配电、交流配电、监控模块、整流模块等模块组成，电源系统的变压器高压侧输电线路可能会遭遇直击雷，然后雷击电流经过变压器供电线路传输到电能表、计算机以及其他的综合自动化设备之中。此外，220/380V供电线路也很容易遭遇直击雷或者感应雷，遭遇雷击之后，雷电流会通过供电线路继续向其他电力设备之中流窜。除此之外，雷电流还可能会通过其他的线路或者交直流负载流入电能表、计算机等设备之中。

根据国家相关的电气设备安装、检修标准，以及雷电防护区域的划分情况分析，电力通信自动化电源系统感应雷击过电压防护可以分为四级，一二级防雷器应具有较大的通流量，确保雷电流能够完全流泻到大地之中，将过电压减小到适当的数值，以免影响电源系统相关设备的正常运行。三四级的防雷器应具备较低的残压，确保线路中残余的电量能够顺利地泄放到大地之中，并将过电压减小到电源系统电气设备能够承受的数值之内，实现限压的目的。

防雷器的种类比较多，有限压型防雷器、开关型防雷器、两级防雷器等等几种，它们的性能基本一致，但具体使用过程中还存在着一些区别，防雷器的种类及型号需要根据通信局站相关系统运行的实际情况以及环境情况进行选择，开关型防雷器的残压比较高，响应的时间比较长，在变电站内部调度通信系统中应用不太合适，在电力通信自动化系统之中，限压型防雷器及组合型防雷器防雷效果较好，防雷器的通流量需要根据国家标准以及当地雷暴强度及雷击损害历史进行确定，雷暴强度较大、雷击损害次数较多时可以适当提高防雷器的通流容量。

（二）通信自动化机房建筑物防雷接地保护及接地网设置

建筑物楼顶经常会安装一些附属设备，比如标志灯等，这些设备的电源线金属护层的上下端、金属框架必须要与建筑物女儿墙上的避雷带焊接在一起，焊点需要进行防护处理。设置在女儿墙上的避雷带，每隔5m～10m需要与暗装避雷网连接一次，如果焊接点暴露在空气之中，需要进行防腐处理。建筑物的楼顶一般都设有微波天线，为了防止天线遭遇雷击，需要在天线上设置避雷针，避雷针的引下线应就近连接在暗装避雷网上。此外，通信系统建设过程中可能会设置一些塔楼，塔楼上同样需要安装避雷针，塔楼柱内的主钢筋可以作为引下线，将其与暗装避雷网连接起来。雷电流引下线应从楼顶开始安装，与建筑物环形接地体形成一个笼形结构，建筑底层均压网可以通过镀锌扁钢与周围的环形地体连接起来，焊点需要进行防腐处理。避雷针必须要符合国家《建筑物防雷设计规范》标准，垂直接地体的长度一般在1.5cm～2.5cm左右，通常情况下，垂直接地体的间距需要控制在身长的1.5～2.0倍左右，接地体焊接点需要进行防腐处理，如果浇筑在混凝土体中则不需要，一般情况下，接地体上端距离地面的距离应大于0.7m。接地线应尽量保证直、短，截面积最好控制在35mm²～95mm²之间，接地线引入长度需要控制在30m以下，材料一般为镀锌扁钢或者多股的铜线，接地汇集线的材料一般为铜，大多设计成为排状或者环形，截面积应大于或等于120mm²。

（三）通信电缆、光缆线路防雷

通信电缆及光缆敷设之前，施工人员必须要做好工程勘察工作，对线路敷设区域的气候情况进行详细地观察，线路设计时尽量避免经常遭遇雷击的地方以及向阳坡、临江侧山坡。光缆及电缆线路应具备一定的防雷功能，直埋光缆需要做好防雷措施。我国山地比较多，地线埋设比较复杂，一般情况下主要选择在光缆金属构件在接头处前后断开，光缆接头不接地的方式进行防雷，这种防雷方法操作起来比较简单，可以减少接地装置的使用，进而缩减工程建设及维护的成本。

如果是架空光缆或者电缆，钢绞线必须要进行接地处理，每隔200m左右接地一次，同时架空电缆需要配置金属护套，电缆超过1km时，杆路需要进行电气隔断处理，同时做好钢绞线接地工作，如果光缆使用了金属加强芯，需要将每隔接头处金属加强芯的电气连接断开，避免电力线路因各种原因断开后与光缆搭接在一起，损伤光缆。

结语

电力通信自动化系统对于电力电网而言十分重要，本文主要从电源系统、机房建筑物、通信光缆、电缆线路几个方面就电力通信自动化系统的防雷接地保护工作进行了探讨分析，仅为电力系统相关人员的工作提供简单的参考。

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