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远动装置防雷对策探讨徐建国 邵伯芝 杨 斌 (天津市电力公司 天津 300010)
1 事故过程
1999年6月22日12:30，天津市宁河县供电局小李变电站的远动设备遭受雷击，致使远动设备停止运行，造成局调度对小李变电站实时监控中断。调度人员接到警告信号后，立即通知远动人员赶到现场。通过检查，发现以下情况： (1) 用于进行远动信息传输的扩频电台的电源被击坏，数据口RS-232损坏； (2) 为远动装置提供电源的UPS输入端整流可控硅被击坏； (3) 远动装置中的网关机主板和RS-232口及RS485/232转换盒均被击坏； (4) 远动装置中的DPM-420监控模块共有7块被击坏，其中RS-485口全部损坏，部分模块的电源和显示板损坏。 由于设备受损严重，受损设备数量多，抢修人员无法及时修复，只能申报停运。 2 事故原因分析 (1) 小李变电站地处靠近渤海湾的空旷平原地带，属于宁河县的雷电多发区，且变电站附近没有其它高大建筑物，因此极易遭受雷电袭击。 (2) 据站内值班员反映，当时值班员在主控室中，只是听到站区附近有雷声，而当值班员听到一个很大的雷声时，远动设备已经损坏停运。因此，可初步推断此次雷害是由于感应雷或引导雷所致。 (3) 远动设备的工作电源是由UPS提供的，而市电是由站用电接入的。从现场损坏的设备情况分析，可以判定雷电感应电压是通过市电220 V电源线进入UPS，将UPS电源入口整流可控硅和扩频电台的电源烧坏。 (4) 从网关机与扩频电台的RS-232接口及网关机与各监控模块的RS-485接口被损坏的角度分析，也不能排除雷电感应电压是由扩频电台的天馈线端侵入，经RS-232接口侵入网关机，再通过RS-485接口将监控模块击坏的可能性。 (5) 从设备的损坏情况看，监控模块受损最严重，模块的显示部分、数据接口和电源部分均有损坏，并且部分元器件严重烧毁。这表明雷电感应电压在监控模块已经没有下泄路径，故尔将模块严重烧毁。击穿外壳导入接地极。 3 防止远动设备雷害事故的对策 3.1 良好的接地系统是防止雷害的保障 (1) 变电站内的防雷接地极不要与安全保护接地极相连，两接地极之间应相距5 m以上，如果2个地线在同一室内，为防止电殛应加装隔离式地极保护器。 (2) 远动机的直流地(或称逻辑地)与大地的关系有2种，即直流悬空地和工作直流电源地。接地极的接地电阻要小于0.5 Ω。远动机的直流地不可与市电交流地线相短接或混接，以保证直流地线上无交流电流，减少干扰。因此在远动机安装后，要对交流和直流地线进行短路检测，保证无误。 (3) 远动机柜、UPS的金属外壳、扩频电台的金属外壳必须用2.5 mm2铜线并做铜鼻子与接地极相连，称之为保护地。它与交流工作地线在机房外接到同一接地极上。 (4) 应采用较大截面的接地连线或采用同截面的铜绞线，这样可有效地降低接地引线的感抗压降。 3.2 加装专用避雷器是防止雷害的最佳方案 专用避雷器有电源避雷器、无线电台馈线避雷器、数据口避雷器等。电源避雷器与被保护设备并联，无线电台馈线避雷器和数据口避雷器与被保护设备串联。正常时，避雷器能承受相应的工作电压而不被击穿。当有雷电波侵入时，避雷器迅速导通，将雷电流导入大地，从而有效地保护远动设备。 (1) 在选择避雷器时应尽量选择非线性特性较好、通流容量大、动作反应快、残压小的避雷器，这样才能确保避雷器安全、有效、快速地动作，从而保证被保护设备免遭雷害。经过调研、分析，选用了法国赛特公司的产品。 (2) 处于多雷区的变电站，应在有可能受到雷电侵害的部位加装专用避雷器。初步方案是在电源侧加装电源避雷器，在扩频电台馈线端加装馈线避雷器，在数据口加装数据口避雷器，形成全方位立体化防雷系统。 (3) 防雷重点是电源系统，因此在远动设备的电源侧采用了二级防雷方案，即在UPS入口和UPS出口分别加装两相电源避雷器。从而确保雷电从电源侧侵入时，有效地保护UPS电源和远动设备。 (4) 扩频天线一般架设于变电站的主控室屋顶之上，虽然在站内所设避雷针的保护范围之内，但也极易引入雷电。因此，在扩频电台的馈线侧也采用了二级防雷方案，即在扩频电台的天线端和发射口端分别加装馈线避雷器。如果馈线超过10 m，两侧避雷器接地电阻不满足要求的情况下，应在馈线上做“三点接地”。 (5) 远动机的各模块都是由电子元件电路板组合而成的，极易受到外界强电磁感应电压的侵害。因此，在测控模块与网关机之间的RS-485接口及网关机与扩频电台之间的RS-232接口处分别加装数据口避雷器，用来保护远动设备免遭雷害。 (6) 在安装避雷器时，导线两端的连接应可靠，宜使用压接铜接头，以降低接触电阻引起的压降。
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发表于 2003-5-14 03:58:00
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发表于 2004-5-27 17:09:00
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发表于 2004-5-28 13:43:00