微机远动装置防雷接地措施探讨

摘 要：微机远动保护装置凭借其高度的灵活性、实用性以及便捷性在电力系统中得到了广泛地应用。然而，微机装置中存在的高集成度芯片、复杂的电路系统以及超低的工作电压等因素对防雷产生了不利的影响，也对环境的稳定性提出了更高的要求。难以预测的微机系统和极高的电压幅值都会对微机装置产生极大的威胁，因而要及时采取有效的防雷接地措施，减少遭受雷击的频率。

关键词：微机远动装置 防雷技术 接地方法

中图分类号：TM86 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-073-02

随着计算机网络信息技术的不断发展与普及，RTU设备、微机远动保护装置以及其它微电子管理设备在现代电力系统中得到了广泛地应用。微机远动装置自身具有很强的实用性和灵敏性，在实际中更方便操作，然而，正是微机远动装置拥有的这些特点使得其对运行环境有更高地要求，越来越高的芯片集成度和愈加复杂的微机电路就需要配备更加安全稳定的微机电压系统。我国每年都存在因雷击而对微机远动装置造成重大损害的现象，微机装置的雷击事故主要是由雷击在建筑物上产生的热效应和电动力作用以及雷电流产生的静电感应、电磁感应作用所造成的。此外，微机远动装置在雷雨天气会出现极高的电压幅值，使得电力系统具有很强的不可预测性，对电路运行设备产生了很大的威胁性。一旦微机远动装置中的自动化显示系统、通讯联络系统（光端机、载波机、Modem）在雷雨天受到损坏，就会对当地的电力正常调度、工农业生产以及日常生活造成重大损失。因此，在微机远动装置中配备有安全有效的防雷接地措施显得十分必要，准确掌握防雷接地技术才能更加有效地减少雷击事故的发生频率。

1 微机远动装置遭受雷击的原因

1.1 雷电波的入侵

雷电波能够通过微机装置中的低压绕组运行系统进入其低压出线，并且还会经过各种阀式避雷器的削峰以及低压出线的平波，最终才可以将雷电波发出的电压值削减。但是由于微机装置中的阀式避雷器设备存在技术上的局限性以及雷电波本身具有极高的电压，纵然雷电能量能够在达到微机设备之前被消除掉一大部分，却无法彻底阻止雷电波以尖峰脉冲的形式通过所用电力设备完成低压出线，从而使电流回到220V交流回路中。另外，还有一种原因是感应雷电波能够通过调度远动微机系统中的RTU设备和信号采集的二次电缆间接进入运动设备系统中，最后以非常高的电压传输到信号终端上，造成微机终端模块烧坏。

1.2 脉冲的负面影响

常规的电磁式保护装置内部的元器件大多为单元件的电阻、电容和电感线圈等，这些设备能够对雷电发出的尖峰脉冲形成强大的阻力，从而容易使得常规设备能够躲过低能量、高电压的冲击，减少雷击的危害性。而微机远动装置中的合闸电源直流系统的计容量比较小，整体电压耐受能力也比较弱，电力系统中整流回路功能的相互作用容易导致微机装置上脉冲电压大幅度地提高。微机装置在整体上缺少一种超大规模的集成电路运行模式，其内部的电压和电流也显示出了非常小的配备数额，一旦经受不起超强的电压就会对微机装置造成必要的损坏。

1.3 UPS感应的局限性

微机远动装置中的电源载波系统大多不具有非常强的防雷以及限制电压幅额的能力，它们的供电用电大多是由众多独立的小容量UPS来完成的，通常在其过程中利用压敏电阻对内部系统进行防雷保护。然而UPS在实际操作运行中容易发生雷击现象，并且对系统中的后接电子设备缺乏有效保护，因而为了防止微机远动装置发生雷击而被烧毁的现象发生，不能仅从UPS的质量上着手。此外，造成微机远动装置雷击烧毁的另一个因素是拥有较长的信号端RTU出线，这就为雷电通过无屏蔽电缆达到微机装置造成了条件，尤其是处在雷电多发区时，更加容易导致微机装置被雷击烧毁。而那些采用微机化防雷标准设计的装置能够较少遭到雷击，通过这项技术能够使信号和弱电部分起到屏蔽的作用，以确保电缆能够可靠接地。而通过安装防雷保护模块以及高质量的雷盾金属氧化物能够起到较好的防雷效果。

2 微机远动装置防雷接地措施分析

2.1 完善微机远动装置的防雷接地方法

微机远动装置的防雷接地装置能够分为内部和外部两部分，其中内部装置可以分为：笼式避雷网、专用接地装置；外部防雷接地装置包括：接地网、引下线、避雷带、均压环。只有将这两种防护装置联合起来才能够提高微机整体装置的安全可靠性，因为在大多数微机装置中都采用笼式的避雷网，因此其内部的避雷器、总配线架、设备的金属外壳等都应该安置在总接地母排上，从而通过各个弱电系统间的相互感应来降低干扰性。而微机装置内部的接地装置不应和工频交流接地装置联通，相反独立配置且总数小于4欧姆的装置才能提高微机系统的信号传输质量。

2.2 微机远动装置中低压电源的防雷保护措施

在搭设、配备电缆时，要使用屏蔽电缆，从而确保电缆两端能够安全接地；在对微机装置系统进行设计时，要严格按照防雷的要求来进行选择，并向厂家了解防雷设计，使信号端采用光电隔离装置；通过在电缆的接口处安装压敏电阻设备以及TVS管能够形成强而有效的多级保护层。想要在微机电源处安装防雷设备，仅仅使用一级制的避雷装置显然不能起到明显的作用，而通过多级防护手段的使用就能够较低微机装置的总电压。在避雷措施中，要坚持“整体防御、多重保护”的原则来进行，其具体操作方法如下：把所有RTU电缆换成屏蔽电缆，确保其安全接地；并在RTU端安装压敏电阻和防雷模块，通过加装“雷盾”（OBO V20-C）带保险的金属氧化物低压防雷装置来确保微机电源的安全；使用技术性更强的金属氧化物避雷器，并将主控制室内的10KV开关抗干扰接地铜排网并连成环，使设备通过铜排网安全接地。

2.3 排除微机装置中干扰电源的方法

微机远动装置中的直流工作设备、安全保护设备以及建筑物的防雷接地设备都处在同一个地点，因而电气设备运行过程中自身携带的电压以及无雷电时零线带电的现象都会对其造成一定的干扰。雷电流能够对微机装置形成非常严重的干扰性，并会在传输的过程中产生互感使微机装置的元件损坏，另外再加上它们之间具有共地性，这就使得雷击发出的超高电位能够通过微机设备的外壳形成高频干扰源。因此，在微机远动装置的设计过程中，要将这种危险降到最低，从接地系统共地的源头上下手，将微机远动装置中的防雷保护地、交流工作地、安全保护地和直流工作地独立开来，形成一种互不干扰的独立运作系统。交流工作地指的就是零线接地，它能够实现电源低压380V侧的中性线接地，能够提高交流电源的安全系数。而其中的直流工作地能够将电源输出端和地网连接在一起，形成相对稳定的零电位。由于微机远动装置中的TTL电路和逻辑“0”仅仅差出2V多，因而地线上的波动就会很容易造成TTL电路的数据错误，从而导致微机装置的变得不稳定。

3 结语

网络计算机技术以及微机控制技术的不断发展对微机远动装置中防雷接地设计提出了更高要求，要不断创新装置中的雷电防护技术，以确保施工设计的安全。而正确的接地方法以及优良的防雷电缆屏蔽技术能够有效减少雷击现象的发生次数，电压保护器的安装更加能够提高装置本身的抗雷击能力。对于微机远动装置中的电源部分应做到尽量避免使用单极的避雷装置，应该采用多级“减压”防护手段，从而将雷电波的超高电压降低到安全范围内。因此，为了确保微机远动装置拥有一个良好的运行环境，保证电力系统的稳定性，必须按照科学的方法来实施接地技术，并且还要不断引进新技术新装置，提高微机设备的整体防雷性能，形成多级疏导拦截雷电波体系，在更大程度上减少微机装置系统遭受雷击的可能性。

参考文献：

[1] 刘金定.微机动态轨道衡的防雷和防雷接地设计[J].计量技术，1998（04）.

[2] 刘文先.弱电设备的雷害分析及防护[J].华北电力技术，2001（12）.

[3] 余爱民.远程无线局域网基站的综合防雷[J].机电工程技术，2004（03）.