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通信設(shè)備的過電壓保護(hù)電科論文
1、概 況 永安火電廠通信機(jī)房搬遷后設(shè)備經(jīng)常受到損壞,設(shè)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(dòng)非常頻繁,屬于多雷區(qū)。每年在雷雨季節(jié)程控交換機(jī)信道均被損壞十幾個(gè)甚至幾十個(gè),數(shù)字微波與遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)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(jī)計(jì)費(fèi)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(jìn)
根據(jù)以往通信設(shè)備受損情況統(tǒng)計(jì),主要體現(xiàn)在電路板集成塊燒毀或過壓保護(hù)裝置受損,從統(tǒng)計(jì)情況分析,主要是因?yàn)樵O(shè)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(yīng)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(shí)短路電流在接地電阻上產(chǎn)生的電位升高。
永安火電廠通信設(shè)備都安裝在辦公樓四樓,由一套供電系統(tǒng)向程控機(jī)房和微波載波機(jī)房?jī)?nèi)的通信設(shè)備供電。在通信機(jī)房樓頂設(shè)有避雷針和閉合均壓網(wǎng),并通過接地引下線與建筑物防雷接地系統(tǒng)相連。曾經(jīng)根據(jù)《電力系統(tǒng)通信站防雷運(yùn)行管理規(guī)程》的有關(guān)技術(shù)要求,對(duì)通信接地網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)。
然而查閱早期辦公樓的施工資料,辦公樓在施工時(shí)主體鋼筋并沒有按照均壓網(wǎng)的技術(shù)要求采用焊接方式,無法保證主體鋼筋構(gòu)成的均壓網(wǎng)相互之間可靠連接,造成了由主體鋼筋構(gòu)成的均壓網(wǎng)在技術(shù)上存在一定的問題,可能使整個(gè)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(dāng)建筑物遭受雷擊時(shí),此時(shí)辦公樓內(nèi)同一部位將可能產(chǎn)生電位差,這一電位差引入到機(jī)房?jī)?nèi),就有可能對(duì)設(shè)備造成損壞,更嚴(yán)重的可能危及人身安全。同時(shí),當(dāng)永安火電廠發(fā)生電力系統(tǒng)接地故障時(shí),短路電流流經(jīng)地網(wǎng)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(nèi)部產(chǎn)生電位差,這一電位差引入到機(jī)房?jī)?nèi),也必然危及設(shè)備和人身的安全。
結(jié)合永安火電廠接地網(wǎng)改造工作,對(duì)通信接地網(wǎng)進(jìn)行改造。改造過程中接地系統(tǒng)按照均壓等電位的原則進(jìn)行。在離辦公樓6米處挖設(shè)一個(gè)環(huán)形的接地網(wǎng),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(shù)標(biāo)準(zhǔn),并盡可能地減小接地電阻。斷開機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)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(wǎng)的連接,使通信接地網(wǎng)與防雷接地網(wǎng)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(wǎng),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(jī)房的交流工作接地、安全保護(hù)接地、直流工作接地接到機(jī)房?jī)?nèi)的接地銅排上,銅排與機(jī)房?jī)?nèi)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(jī)房環(huán)形接地母線引至辦公樓外的通信專用接地網(wǎng),從而使通信地網(wǎng)與建筑物防雷接地網(wǎng)分開,避免了將雷電引入到機(jī)房的可能。由于通信接地網(wǎng)與建筑物接地網(wǎng)相距只有10m,在建筑物遭遇雷擊時(shí),在兩個(gè)接地裝置間勢(shì)必產(chǎn)生較大的電位差,這個(gè)電位差引至樓內(nèi)也可能引起通信設(shè)備的損壞。為了避免這一電位差的影響,在兩個(gè)接地網(wǎng)之間用一長(zhǎng)25m的電感線圈相連,以減小過電壓的反擊,使得通信設(shè)備不會(huì)承受高電壓。
3、保護(hù)措施
良好的接地是防雷措施至關(guān)重要的一環(huán),接地電阻值越小過電壓值越低(改造完后實(shí)測(cè)接地電阻值為1.5Ω,滿足防雷技術(shù)要求),對(duì)整個(gè)系統(tǒng)將起到很重要的作用。因此,每年在雷雨季節(jié)前應(yīng)對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù),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(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(hù)過壓保護(hù)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(cè)和通信設(shè)備側(cè)均直接接地,直流電源“—”極對(duì)地之間在電源側(cè)和通信設(shè)備側(cè)接壓敏電阻,且電源室內(nèi)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(shè)備:配線架應(yīng)可靠接地外,音頻電纜分布很廣,由于電纜幾乎都經(jīng)過升壓站強(qiáng)電磁場(chǎng),為了保證電纜的感應(yīng)電及時(shí)泄放,音頻電纜的屏蔽層在電纜的兩端都應(yīng)接地。在音頻線路上裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備。
(3)、音頻傳輸設(shè)備:音頻傳輸設(shè)備其信號(hào)為交流信號(hào)疊加直流電壓,可采用光電隔離器將機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備與機(jī)房外設(shè)備通過光電耠合方式工作。遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)分別通過載波和微波來傳送,其傳輸信號(hào)都為低電壓的交流信號(hào),在載波和微波設(shè)備的遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)入口接光電隔離器,將機(jī)房外線路與機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備隔離開來,使過電壓無法進(jìn)入微波和載波傳輸設(shè)備。
(4)、終端與交換設(shè)備的連接保護(hù):交換機(jī)外接有維護(hù)終端、計(jì)費(fèi)終端等,交換機(jī)與終端之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,為了保證設(shè)備發(fā)生異常時(shí)相互之間互不影響,在兩設(shè)備的連接線上安裝隔離變壓器,防止終端設(shè)備受損壞時(shí)危及到交換機(jī)。但在安裝隔離變壓器時(shí)應(yīng)注意設(shè)備的通信方式,有時(shí)可能要對(duì)連接線作相應(yīng)的改動(dòng)。
4、效果
自接地網(wǎng)改造完成后,經(jīng)過近幾年時(shí)間的運(yùn)行,從設(shè)備運(yùn)行情況看,微波設(shè)備、各類終端都沒有遭遇過電壓的危害,交換機(jī)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(jīng)濟(jì)損失,提高了通信設(shè)備的正常運(yùn)行水平。今后還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā),利用《電力系統(tǒng)通信站防雷運(yùn)行管理規(guī)程》的技術(shù)規(guī)范,進(jìn)一步鞏固設(shè)備的過電壓保護(hù)工作。
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