电力领域防雷解决方案

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    1 行业应用概况

     电力领域是防雷、接地产品及工程的重点应用领域，主要涉及发电、输变电、电力通讯三大应用部分。围绕这个领域，国家出台了大量的行业标准、法规加以要求和约束。

     随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力系统的众多部门已使用了相当数量的计算机、RTU 和其它微电子设备。一些微电子器件工作电压仅几伏，传递信息电流小至微安级，对外界的干扰极其敏感，而雷电流产生的瞬变电磁场对微电子设备的干扰和损害尤为严重。在雷雨季节，有的电力局调度大楼和电力局所属自动化显示系统、通信联络系统(Modem、载波机、程控交换机等)等常常损坏，造成较大的直接和间接经济损失。

     电力通信资源随着发展日见丰富，电力通信网已由过去单一的载波通信方式发展到现在拥有微波、光纤、卫星等多种通信方式。目前全国电力专用通信网已建成数字微波通信电路64000 公里，电力线载波65 万话路公里，光纤通信电路约6000 公里，卫星通信地球站36 座，交换机总容量约60 万门；几十个城市建成了800MHz 集群移动通信系统以及大量的城市电缆系统和寻呼系统。

    电厂作为发电环节，对提高电能质量起着至关重要的作用。厂内发、输、变生产环节应用了大量的微电子设备——包括计算机数据通信、终端设备、程控电话等，以及实时监控系统的温度、流量、压力传感器、二次仪器仪表均采用微机处理各种信号，这些通信、技术设备的硬件部分大多采用TTL 或COMS 集成电路，其工作电压均较低，对于温度、流量、压力等传感器更是mV 级的弱信号；由于系统传输距离较远，传输线较长，因此遭受感应雷击的机率也就大大增加，加之硬件设备的工作电压较低，抗雷击的能力减弱，为了保证各种电子设备的安全运行，加装电涌保护器十分必要。电涌保护器也可以防护因功率设备投切、开关动作等引起的操作过电压危害。

     另外，电厂的接地装置很重要，承担着将电力故障电流、雷电流、静电等有效导入大地，减小跨步电压的任务。接地的防腐蚀性能对安全接地起着至关重要的作用。传统的镀锌钢材作接地材料的应用越来越少，以铜材为主导的接地材料越来越被广泛应用。

     由于近年各省市电力能源紧缺，近两年发电项目纷纷上马。2004 年度实际开工的发电厂就达到了1.8 亿千瓦，按照每千瓦5000 元的造价计算，2004 年开工的电厂若全部建成投产，总投入为9000 亿元。中国电力发展了五十多年后，目前的总装机容量近4.5 亿千瓦，而2004 年一年新开工的电厂，已经是目前总装机容量的40％。

     电厂的防雷系统通常在几百万的造价等级，对防雷有更为严格的有求，涉及全系列产品的大批量应用。

     该领域项目需求表现形式较为多样化。电厂、变电站、变电所、电力通讯所等不同性质的应用环境解决方案也存在较大差异化。从用户角度上看，电力系统的很多生产及工作环境均涉及防雷、接地的改造与完善。针对新的在建项目，则多为通过配套设计院的标准化设计形成需求。

    2 解决方案

    产品安装部位与使用说明

    电源部分：在每一个自动化控制机房的电源配电线路均按有关标准安装相应级别电源浪涌保护器，并保证各级间连接线的长度满足能量配合的要求及电涌保护器接地的可靠。选择产品型号：根据电源制式不同在良欧全系列电源浪涌保护器中选取。

    网络信号部分：与以太网连接的各网络设备的网线端口均须安装与网络线相匹配的信号浪涌保护器，在双以太网中各网段的连接线接口也须安装。根据不同情况串联安装在网络机架或终端设备端口处，利用短跳线与交换机、网关、路由器、电脑网卡等设备连接，并就近将浪涌保护器的地线与接地汇集排连接。

    机电控制部分：控制机房内测控单元及智能设备控制主机与电厂内各发电机组、升降压部分、励磁控制单元等机电控制部分连接的RS232、RS422、RS485 等工业控制信号传输线的两端应安装相应网络协议及接口的浪涌保护器。根据线路的不同可直接安装于线路上或设备接口上，并尽可能地靠近被保护的设备。

    避雷针部分：在厂内保护厂区设备的避雷塔上安装限流型避雷针，以衰减雷击泄放电流时产生的电磁场强度，达到减小设备及线路感应过电压的目的。 接地部分：电厂对接地的要求十分严格，为达到阻值符合要求并长期保持稳定、避免频繁地进行维护影响正常的发、供电工作的目的，同时由于电厂的接地装置的等效面积都较大，可有选择地使用一定数量的铜包钢接地极或离子接地单元替代垂直接地体，与传统接地装置结合，经济合理地解决电厂的接地问题。

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    3 参照标准

    IEC 60364-4-43 1977 过电流保护

    IEC 60364-4-473 1977 过电流保护措施

    IEC 60364-5-534 1997 过电压保护器件

    IEC 60536 1976 按照电压保护划分电气和电子设备等级

    IEC 60536-1992 防止电击保护导则（已等效为国标：GB/T12501.2-1997）

    IEC 1000-4-4 电气瞬态过程的防护试验方法

    IEC 1000-4-5 浪涌防护试验方法

    IEC 61312-3 1996.10 第3 部分电涌保护器（SPD）的要求（草案）

    K 11 1990 过电压和过电流防护的原则

    K15 1995 远供系统和线路中继电器对雷电和邻近电力线路引起的干扰的防护

    DL/T 547-94 电力系统光纤通信运行管理规程

    DL/T 544-94 电力系统通信管理规程

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