隨著電力系統(tǒng)容量的增加和自動(dòng)化水平的不斷提高,農(nóng)電系統(tǒng)的眾多縣級(jí)電力局已使用了相當(dāng)數(shù)量的計(jì)算機(jī)、RTU和其他微電子設(shè)備。
這些微電子器件的工作電壓僅幾伏,傳遞信息的電流小至微安級(jí),極易受雷電流產(chǎn)生的瞬變電磁場(chǎng)干擾,甚至損壞。
而微電子器件中TTL數(shù)字電路的抗沖擊能力最弱,10V、30ns脈寬的沖擊電壓就可使TTL電路損壞。
1、雷電流入侵途徑。
雷電可以通過(guò)電磁感應(yīng)、沿電力線和通信線等侵入微電子系統(tǒng)。
約有25%的雷電流會(huì)通過(guò)電力線侵入,約有5%的雷電流會(huì)通過(guò)通信電纜侵入,約有50%的雷電流會(huì)通過(guò)接地系統(tǒng)分流,約有20%的雷電流會(huì)通過(guò)水管、天然氣管分流人地,當(dāng)然這些金屬管必須接地良好。
2、主要防雷措施。
①盡量降低侵入電源的過(guò)電壓。
在電力線上分區(qū)加裝避雷器,通過(guò)多級(jí)避雷措施后可將侵入設(shè)備的殘壓限制到一個(gè)合理水平。
如在變壓器低壓側(cè)加裝通流容量大于40kA的三相電源避雷箱,在進(jìn)入機(jī)房的配電柜處加裝中等容量的三相電源避雷箱,最后在計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處就近加裝單相電源避雷箱。
所有的避雷器都最好加裝在防雷區(qū)的交界處,并應(yīng)就近與該區(qū)等電位接地排相連。
對(duì)于電源,具體防雷方法可采用四級(jí)保護(hù)。
第一級(jí)用三極氣體放電管將大的雷電流限制到后續(xù)保護(hù)系統(tǒng)可允許的范圍;第二級(jí)用限流模塊;第三極用壓敏電阻;第四級(jí)用TVS管(即瞬態(tài)電壓抑制器),使輸出的鉗位電壓達(dá)到規(guī)定的要求。
利用上述四級(jí)保護(hù)后,UPS或被保護(hù)電源一般不會(huì)因雷擊而損壞。
TVS管的顯著特點(diǎn)為:響應(yīng)速度快(10-12 s級(jí)),瞬時(shí)吸收功率大(數(shù)千瓦),漏電流。10-9A級(jí)),擊穿電壓偏差小(±5%UBR與±10% UBR兩種),鉗位電壓較易控制(鉗位電壓Uc與擊穿電壓UBR之比為1.2~1.4),體積小等。
它對(duì)保護(hù)裝置免遭靜電、雷電、操作過(guò)電壓、斷路器電弧重燃等各種電磁波干擾十分有效,是微電子設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)的首選器件。
②在信息傳輸線上采取防雷措施。
信息傳輸線的雷電防護(hù)原理與電源線是基本相同的,只不過(guò)通過(guò)信息傳輸線的雷電流和工作電流均較小,這樣放電器、耦合阻抗的體積都較小,可以在一個(gè)避雷器內(nèi)實(shí)現(xiàn)多級(jí)防雷措施。
另外無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)的天線工作在變電房區(qū),電磁環(huán)境惡劣,應(yīng)加裝天線避雷器。
目前避雷器的動(dòng)作電壓為7~220V。
③采取合理的接地網(wǎng)和屏蔽。
應(yīng)盡量利用建筑物的鋼筋框架形成環(huán)形接地網(wǎng),以減小雷電電磁干擾,同時(shí)能有效地分流雷電流,減輕線路避雷器的負(fù)擔(dān)。
如果配電房距機(jī)房不足30m,應(yīng)將配電房的地網(wǎng)與機(jī)房地網(wǎng)相連。
所有從室外進(jìn)入的金屬導(dǎo)體(包括水管、氣管、電纜屏蔽層)應(yīng)在進(jìn)人防雷區(qū)的交界處就近直接接地,不能直接接地的導(dǎo)體(如電力線、傳輸線等)應(yīng)通過(guò)避雷器接地,電力、通信電纜應(yīng)穿金屬管并埋地(大于0. 6m)進(jìn)入機(jī)房,穿管埋地的距離應(yīng)大于10m。
金屬管兩端應(yīng)良好接地。
室內(nèi)設(shè)備的金屬部分應(yīng)可靠接地,所有的接地必須接在同一個(gè)接地基準(zhǔn)點(diǎn)(即匯流排或均壓環(huán))上,以保證室內(nèi)設(shè)備不會(huì)因?yàn)榈仉娢簧叨a(chǎn)生電位差。
接地裝置的接地電阻越小,過(guò)電壓值越低。
因此,在經(jīng)濟(jì)合理的前提下應(yīng)盡可能降低接地電阻值,其具體要求如下:
通信調(diào)度樓,接地電阻為1~5Ω;通信站(樓),5~ 10Ω;獨(dú)立避雷針,10~ 30Ω;配電變壓器,小于100kVA時(shí)為10Ω,大于或等于100kVA時(shí)為4Ω。
以上低數(shù)值為一般土壤的要求,高數(shù)值為高土壤電阻率土壤的要求。