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通信設備的過電壓保護電科論文
1、概 況 永安火電廠通信機房搬遷后設備經常受到損壞,設備受損壞可能發(fā)生在任何天氣情況下。永安火電廠地處山區(qū),雷電活動非常頻繁,屬于多雷區(qū)。每年在雷雨季節(jié)程控交換機信道均被損壞十幾個甚至幾十個,數(shù)字微波與遠動信號接口的4E&M板被損壞多次。日常工作中還發(fā)現(xiàn),在非雷雨季節(jié)發(fā)生過ISDX交換機計費終端、數(shù)字微波4E&M板等被損壞,共同現(xiàn)象都是集成塊被燒毀,影響正常的通信。
2、接地系統(tǒng)的分析與改進
根據(jù)以往通信設備受損情況統(tǒng)計,主要體現(xiàn)在電路板集成塊燒毀或過壓保護裝置受損,從統(tǒng)計情況分析,主要是因為設備遭遇過電壓而造成的。通信系統(tǒng)受到的過電壓一般分為大氣過電壓和工頻過電壓。大氣過電壓是指直擊雷過電壓和感應雷過電壓;工頻過電壓主要表現(xiàn)為系統(tǒng)發(fā)生接地故障時短路電流在接地電阻上產生的電位升高。
永安火電廠通信設備都安裝在辦公樓四樓,由一套供電系統(tǒng)向程控機房和微波載波機房內的通信設備供電。在通信機房樓頂設有避雷針和閉合均壓網,并通過接地引下線與建筑物防雷接地系統(tǒng)相連。曾經根據(jù)《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》的有關技術要求,對通信接地網進行改進。
然而查閱早期辦公樓的施工資料,辦公樓在施工時主體鋼筋并沒有按照均壓網的技術要求采用焊接方式,無法保證主體鋼筋構成的均壓網相互之間可靠連接,造成了由主體鋼筋構成的均壓網在技術上存在一定的問題,可能使整個系統(tǒng)處在不同的電位上。建筑物遭遇雷擊的可能性較大,當建筑物遭受雷擊時,此時辦公樓內同一部位將可能產生電位差,這一電位差引入到機房內,就有可能對設備造成損壞,更嚴重的可能危及人身安全。同時,當永安火電廠發(fā)生電力系統(tǒng)接地故障時,短路電流流經地網的接地電阻,若接地電阻值在較大的情況下,可能造成地電位的升高,也將使接地系統(tǒng)內部產生電位差,這一電位差引入到機房內,也必然危及設備和人身的安全。
結合永安火電廠接地網改造工作,對通信接地網進行改造。改造過程中接地系統(tǒng)按照均壓等電位的原則進行。在離辦公樓6米處挖設一個環(huán)形的接地網,深埋接地體,接地體之間采用截面6×40mm2的扁鋁條連接,并作防腐處理,使接地電阻滿足電力系統(tǒng)通信站防雷技術標準,并盡可能地減小接地電阻。斷開機房內設備外殼、直流電源“+”極、環(huán)形接地母線及引下線與建筑物防雷接地網的連接,使通信接地網與防雷接地網分開。房頂?shù)谋芾揍樇熬鶋簬ㄟ^扁鐵作引下線引入到防雷接地網,但引下線與辦公樓之間用瓷屏隔開,避免將雷電引入辦公樓的可能。將機房的交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地接到機房內的接地銅排上,銅排與機房內環(huán)形母線相連,并用多根25mm2銅芯聚乙烯絕緣電力電纜作接地引下線,將機房環(huán)形接地母線引至辦公樓外的通信專用接地網,從而使通信地網與建筑物防雷接地網分開,避免了將雷電引入到機房的可能。由于通信接地網與建筑物接地網相距只有10m,在建筑物遭遇雷擊時,在兩個接地裝置間勢必產生較大的電位差,這個電位差引至樓內也可能引起通信設備的損壞。為了避免這一電位差的影響,在兩個接地網之間用一長25m的電感線圈相連,以減小過電壓的反擊,使得通信設備不會承受高電壓。
3、保護措施
良好的接地是防雷措施至關重要的一環(huán),接地電阻值越小過電壓值越低(改造完后實測接地電阻值為1.5Ω,滿足防雷技術要求),對整個系統(tǒng)將起到很重要的作用。因此,每年在雷雨季節(jié)前應對接地系統(tǒng)進行檢查和維護,確保連接緊固、接觸良好、接地引下線無銹蝕等異常情況,滿足《防雷技術標準和措施》的要求。
(1)、電源系統(tǒng):電源系統(tǒng)的交流電輸入端安裝裝防雷保護過壓保護裝置。根據(jù)要求交流380V中性線在電源室與接地母線相連接。直流電源“+”極在電源側和通信設備側均直接接地,直流電源“—”極對地之間在電源側和通信設備側接壓敏電阻,且電源室內各屏蔽層均與接地銅排連接,保證電源系統(tǒng)的可靠性。
(2)、交換設備:配線架應可靠接地外,音頻電纜分布很廣,由于電纜幾乎都經過升壓站強電磁場,為了保證電纜的感應電及時泄放,音頻電纜的屏蔽層在電纜的兩端都應接地。在音頻線路上裝設相應的保護設備。
(3)、音頻傳輸設備:音頻傳輸設備其信號為交流信號疊加直流電壓,可采用光電隔離器將機房內設備與機房外設備通過光電耠合方式工作。遠動信號分別通過載波和微波來傳送,其傳輸信號都為低電壓的交流信號,在載波和微波設備的遠動信號入口接光電隔離器,將機房外線路與機房內設備隔離開來,使過電壓無法進入微波和載波傳輸設備。
(4)、終端與交換設備的連接保護:交換機外接有維護終端、計費終端等,交換機與終端之間進行數(shù)據(jù)通信,為了保證設備發(fā)生異常時相互之間互不影響,在兩設備的連接線上安裝隔離變壓器,防止終端設備受損壞時危及到交換機。但在安裝隔離變壓器時應注意設備的通信方式,有時可能要對連接線作相應的改動。
4、效果
自接地網改造完成后,經過近幾年時間的運行,從設備運行情況看,微波設備、各類終端都沒有遭遇過電壓的危害,交換機用戶信道的損壞數(shù)量和保安單元損壞數(shù)量也大大降低,減小了經濟損失,提高了通信設備的正常運行水平。今后還應根據(jù)現(xiàn)場的實際情況出發(fā),利用《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》的技術規(guī)范,進一步鞏固設備的過電壓保護工作。
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