电力系统防雷技术应用研究论文
摘要: 雷击对电力系统的破坏会产生严重后果,因而电力系统内外部的防雷要求也越来越高了。因为科技进步使得防雷技术不断发展,而雷电这种自然现象对电力系统的危害还是会一直存在,故而要想让电力系统安全供电,重点还是应该做好防雷工作。文章主要通过雷电对电力系统运行的影响论述来探讨电力系统防雷技术的应用,以期为电力系统的安全运行提供有益建议。
关键词: 电力系统;防雷技术;应用
作为自然现象之一的雷电会对电力系统造成击穿、线路损害、设备失灵等不同的损坏,而且还雷电涌流还会进入系统二次设备,让相关保护装置出现失灵之类的恶性事故,由此严重威胁电力系统的安全运行。也正是因为如此,人们一直在研究雷电及相关的防雷技术,通过大量的研究来研发更为有效的雷电保护装置,为电力系统的安全运行保驾护航。
1雷电与电力系统运行
尽管雷电属于自热现象,但是却是电力系统运行中的不可抗力,雷电是因为正电极存在负电荷而产生,能够在电场周围形成强大的高压,让空气绝缘被影响,受到损坏,而雷电间各种电极不断进行大量放电,尽管放电时间短且不会超过100,不过电流强度却高达100000A。闪电在放电中产生电火,在短时间内周围空气突然膨胀后爆鸣,从而产生了自然雷电现象。电力系统很容易被雷电所袭击,电力、设备与系统都会被电磁、热力影响,造成线路、电线等出现熔毁问题。并且电雷带来的高强度电压、电磁会极大影响电路与电线的绝缘体,只要存在高强度电压,电压强度就会很大,由此出现闪络问题,而这种问题在电力设备、线路等绝缘物体上发生就会让电力系统设备与线路出现损坏。尽管雷电会破坏电力系统的安全运行,不过只要采取合理的防范方法,就能够预防雷电灾害。当下,避雷针(线)安装、电力系统设备绝缘性提升、避雷保护装置设置等是比较常用的雷电防护措施。
2防雷技术在电力系统的应用
避雷器作为雷电流泄放通道,还可以被看成是等电位连接体,安装要对地,而在线路上并联,一般都处于高阻抗环境。雷击可以在一瞬间被避雷器导通,把雷电电流引向地上,同时让设备、线路、大地在等电位上,让电力系统不会因为强电势差而被损坏。雷击能量就打,只使用避雷器是无法完全把雷电流引入地上,也会损坏自身。所以,应该将功能不一样的避雷过压保护器件放置在各个电磁场强度空间。不同器件分工合作,让电流入地,保证低残压,也让避雷器的使用寿命更长。
电源系统防雷
所谓电源系统防雷就是利用避雷过压保护计算机系统电源与相关的交流配电部分,蒋避雷器安装在雷电波可能侵入的电力进线部位。电源系统有很多不一样保护级别。电源避雷器的'选择应该要与额定通流容量、电压保护水平相适应,让避雷器能够抵御雷电冲击。电影避雷器中残压特性十分重要,要想避雷器的保护效果更好就应该要使其残压更低。另外,必须兼顾避雷器能够具有很高的最大连续工作电压。原因就是如果最大连续额定工作电压不够高,避雷器会很快损坏。电源避雷器需要贴上失效警告指示,还有方便监管、维护的遥测端口。电源避雷器要有阻燃作用,防止失效与自毁情况下的起火问题。电源避雷器通常都具有失效分离装置。如果不能避雷就会自动断开电源系统,而且电源系统也会正常运行。在安装电源避雷器的过程中,要注意和电源系统的连接线越短越好,所使用的阻燃型多股铜导线的横截面面积不能超过25mm2,要紧密地并排,可以绑扎布放。避雷器接地线所使用的25mm2到35mm2的阻燃型多股铜导线,要么尽量就近入地,要么就近和交流保护接地汇流排或者直接和接地网连接。
通信系统防雷
一般数据线路上会串联接口避雷器,而且是以不影响数据传输作为应用依据。数据接口的工作带要宽、物理接口要合适,并且还要考虑到接口速率,以更好地保护避雷器。数据设备接口的连接为了增加插损,要少用转接方法,这样才可以让信号更好地传输。而在选择速率高的数据设备接口时,要考虑起驻波比、极间电容、漏电流小、响应时间快的数据避雷器。从信号工作电压层面选择动作电压、限制电压合理的数据接口,以保护避雷器。选择抗雷电冲击力强的数据避雷器时,应该要充分了解设备接口抗雷电要求。数据避雷器的接地连接一定要有效,就近连接接地线与被保护数据设备的地线,而接地线截面不能低于25mm2。
机房接地改造
接地系统在电力系计算机系统避雷过压保护技术中有十分重要的作用。防静电接地、防雷接地、保护接地等都属于接地技术。这些接地的用途、意义、要求都不一样,糖醋分设每个独立接地体是较为常见的,不过,由于雷击环境中,防雷接地系统和别的接地系统有电势差,所以很容易出现反击事故,让电子设备被损坏。所以,需要等电位连接全部接地系统。
3结语 总之,电力系统在不断发展,而且被运用在社会生产生活的各个行业,因此其作用极大。我国经济发展日盛,电量需求巨大,电力供应异常重要。因此,需要对电力系统进行有效保护。一直以来,雷击对电力系统的影响尤甚,因而电力系统中防雷技术的应用受到高度重视。在电力系统防雷技术应用中,我们必须要通过具体的实际情况来采取科学、有效的防雷措施。在对电力系统的防雷工作中,要积极地采取新技术新措施,保证电力系统的正常运行,为人们的生产生活创造安全、稳定的环境。
参考文献:
[1]张金国.电力系统防雷措施研究[J].科技创业家,2013(4):63
[2]王少先.电力系统防雷工程设计浅谈[J].科技资讯,2012(2):51
移动通信基站的防雷与接地问题探讨工学论文
摘要: 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题,介绍了移动通信基站防雷接地的重要性,防雷接地系统的构成和基本要求,并结合多年运维经验提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。
关键词: 移动通信;基站;防雷;接地
简介由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上,还有一部分安装在铁塔上,相对周围环境而言,形成十分突出的目标,从而导致雷击概率增多。通信设备损坏,耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害,确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们:必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统,实施基站针对性防雷。
1认清移动基站雷害的主要原因
移动基站防雷是一个复杂的系统工程,过去我们按照防雷理论[1],尽量提高基站防雷系统的泄流能力,选用了80kA甚至100kA的大型防雷器,但是防雷效果却不尽人意,经常出现基站防雷器没有明显动作,基站设备却已经发生损坏[2]。是防雷器不好吗?不,防雷器都是检测合格的入网产品。原因是没有按照基站的实际情况设计防雷系统。经调查统计了黑龙江省近两年来的雷击事故,得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低[3],完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放,所以基站设备很难遭到直击雷损害。
2防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题
当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时,由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高,基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容,这些设备一端接工作接地,无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差,因而产生差模脉冲电压[5]。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上,当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时,变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高,因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。
若把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆,防雷器对地的泄放电流为2kA,这时基站的接地排的瞬间电压为U=1×r=4kV,可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV,如不采取措施,必然造成设备损坏。
3因地制宜消减反击电压
怎样才能避免地电压反击造成的`损失呢?一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器,即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装,避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接,这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知,雷电电流沿地网泄放时,在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场,距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开,可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出:基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m,条件允许时宜间距10~15m。实际上除电力线路外,基站的铁塔遭雷击次数最多,与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害,如果铁塔地网边缘距离基站大于5m,应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线,补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。
对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开,因为山顶基站的接地电阻较大,接地引线较长,雷电流泄放相对缓慢,所以地电压反击比较严重。
降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站,可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体,埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑,最好选择阴暗潮湿的地方,制作横向辐射接地网,辐射接地网长度应小于30m,塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。
4适当地选用电源线路保护空开
防止雷电波侵入避雷的响应特性有远近软硬之分:气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙,当线中电压超过防雷器的击穿电压后,防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降,放电能力较强,残压相对较高,恢复电压低于原来的击穿电压,属于硬响应特性;属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管,其特点是响应时间短,放电电流小,残压低,而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路,所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度,应设避雷器分路保护空开。
5实现分级防雷
防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数,一般来讲,泄流能力强的防雷器,响应时间长,残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求,所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次,实现多级防护,对雷电能量逐级减弱,使各级防雷器残压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况,从交流电力网高压线路开始,根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求,采取分级协调的防护措施,进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求,选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。
实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时,要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的,如两级防雷器靠近或线缆长度较短时,可利用专门的退耦器件,这是无距离要求。
参考文献
[1]YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范[S].
[2]张殿富.移动通信基础[M].北京:中国水利水电出版社.
[3]金山,刘吉克,陈强.YD/T 1429-2006通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法[S].2006.
[4]曹和生,吴少丰,匡本贺.GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].2008.
[5]张农.关于基站防雷接地的问题[J].邮电设计技术,2004(4).
通信局站集中监控系统的雷电防护 艾默生网络能源有限公司 戴传友 摘 要在简要分析通信局站集中监控系统雷击损坏的主要原因和雷电浪涌侵入途径的基础上,提出了监控系统雷电防护的基本措施。简单介绍了艾默生网络能源有限公司(ENP)集中监控系统雷电防护的主要技术特点。 关键词 集中监控系统 雷电浪涌 雷电防护 布线 线路屏蔽 等电位连接 浪涌保护器 LIGHTNING PROTECTION FOR ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM OF TELECOMMUNICATION STATIONS/SITES DAI Chuanyou (Emerson Network Power Co., Ltd , Shenzhen 518129 , China) Abstract The main causes of lightning damage on environment monitoring system and the probable coupling paths of lightning surge are analyzed. The lightning protection measures for environment monitoring system in telecommunication stations/sites are recommended. In addition, the main lightning protection characteristics of ENP's environment monitoring system—PSMS are summarized in briefly. Key Words environment monitoring system; lightning surge; lightning protection; routing of cables; line screening; bonding; surge protective device(SPD) 近年来,随着集中监控系统在通信局站特别是移动通信基站中的广泛应用,监控系统因遭受雷击而损坏的事故时有发生。这种状况不仅不利于通信网的长期稳定、可靠运行,还造成人力、物力和财力上的浪费。因此,如何做好集中监控系统的雷电过电压防护,有效降低雷击事故发生率,是摆在运营商和设备制造商面前的一个重要问题。 1 概述 雷电浪涌造成监控系统损坏的主要原因有: 首先,监控系统采用了大量的高集成度微电子元器件,而这些元器件本身抗干扰的能力很低。随着微电子技术的迅猛发展,微电子元器件不断涌现,其集成度越来越高,所传递的信号电流也越来越小,对外界的干扰也越来越敏感。 其次,通信局站,特别是移动通信基站的实际运行环境比较恶劣。由于大部分通信局站内设有铁塔,比周围的建筑物 / 构筑物都高,遭受雷击的可能性比较大。加之由于技术或经济上的困难,部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施,为站内监控系统留下了雷击隐患。 最后,长期以来,通信局站设备防雷都是以防止雷电浪涌沿局外线路感应为主,对监控系统等在局站范围内的系统的防雷研究较少。但事实上,由于监控系统的连接线路较多,有些线路的敷设长度可达 100 ~ 200 米甚至更长,一旦这些线路遭受雷电电磁场的影响,将雷电浪涌传到各监控设备的接口电路中去,从而对接口电路产生影响和冲击。 近年来,国内外相关标准对局站范围内部的各种通信系统(包括监控系统)的防雷问题也日益重视。如国际电信联盟 (ITU) 的 建议 [1] 对电信中心的雷电电磁脉冲的防护提出了指导性方法,而 建议 [2] 则规定了电信中心内部的通信线路和设备端口的浪涌抗扰性要求。这两个建议的提出表明,国际上已经开始重视通信局站内部设备的雷电浪涌的抗扰性要求。而在最新的通信行业标准 YD/T5098-2001 [3] 中也已经明确提出监控系统的雷电过电压保护的设计要求。 2 雷电浪涌侵入集中监控系统的途径 任何一个电磁干扰都必须具备以下三个条件:首先是干扰源,其次是传递干扰能量的途径或媒介(耦合途径),最后是对干扰产生反应的设备(敏感设备)。干扰源、耦合途径和敏感设备被称为干扰三因素。为减小到达敏感设备的干扰能量,必须先弄清干扰源的性质、干扰的耦合方式以及敏感设备自身的耐受能力,才能有的放矢,提出最有效的解决办法。 本文所考虑的干扰源就是雷电电磁脉冲( LEMP ),它包括雷电放电电流以及雷电放电时在其周围空间产生的瞬态电磁场,反映在设备上就是雷电浪涌;敏感设备就是监控监控系统;对监控系统而言,雷电浪涌的耦合途径主要有: 1 、近场感应。雷击通信局站或其邻近区域时,会在其周围空间产生强大的瞬态电磁场,该电磁场会在处于其空间范围内的金属导线上感应出一定幅值的瞬态过电压(主要是磁场感应),感应过电压的大小主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度、各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。它主要施加在与线缆相连的设备端口上,以共模分量为主,差模分量的大小则视线缆的结构型式而定。感应过电压是造成通信局站内监控系统雷击损坏的主要原因。 2 、公共地阻抗耦合。雷击时,雷电流沿接地体入地时会引起接地体的地电位升高,如果设备或系统布置不当或者接地不当,会在接地系统与设备间产生较高的过电压(称为反击过电压),从而导致设备损坏。此外,当通过各种线缆(如信号线、数据线等)互连的设备间存在较大的地电位差时,也会导致设备的损坏。 3 、传导耦合,主要是指雷电侵入波。雷电侵入波又称为线路来波,它是指沿进局电缆以行波的方式窜入室内的雷电浪涌。雷电侵入波产生的根源可能是感应雷,也可能是直击雷,但从监控系统的角度来看,则可视为传导耦合。对于需要将监控信号上报的无人值守站(特别是移动基站),雷电侵入波是造成监控设备损坏的另一重要因素。 3 集中监控系统雷电防护的基本措施 集中监控系统具有线缆类型多、接口类型多、线缆数量大等特点,其雷电损坏以近区磁场感应过电压和雷电侵入波为主,因此监控系统的防护应针对上述特点,从整体上加以考虑,才能起到良好的防雷效果。 监控系统的雷电防护措施可以归纳为以下两个方面:其一、抑制或衰减雷电浪涌的耦合途径,主要措施包括屏蔽、合理布线、等电位连接和接地等;其二、提高监控设备本身的浪涌耐受能力,主要包括合理设计内部电路、加装电涌保护器等。 合理布线 如上所述,通信局站或其近区遭受雷击时,雷电电磁场在站内监控系统的线缆上产生的感应过电压主要取决于雷电流的变化率、线缆与雷击点的距离、线缆的长度以及各线缆间形成的回路面积以及线缆是否有效屏蔽等因素。因此,合理布线对减小感应过电压水平、降低监控设备雷击损坏率有着十分重要的意义。 在实施监控系统布线时应注意以下几个问题: 1 、局站范围内,严禁室外架空走线。室外架空走线有可能遭受直击雷,严重威胁监控系统的正常运行。此外,架空走线形成的环路面积较大,雷击时会产生较大的感应过电压。 2 、室外线缆的布放应尽量远离铁塔等可能遭受直击雷的结构物,应避免沿建筑物的墙角布线。 3 、室内各种监控线缆的布放应尽量集中在建筑物的中部。雷击时建筑物中部的空间电磁场相对较弱,因此将电缆布放在建筑物的中部可有效降低感应过电压。 4 、监控线缆及线槽的布放应尽可能避免紧靠建筑物的立柱或横梁。在不可避免时,应尽可能地减小沿立柱或横梁的布线长度。 线路屏蔽 屏蔽是电磁干扰防护及控制的最基本方法之一,其目的是限制或防止某一区域内外电磁场的相互耦合,将电磁场作用限制在规定的空间范围之内,即通过抑制耦合途径来减小干扰源对敏感设备的影响。对通信系统的雷电防护而言,屏蔽可分为建筑物的屏蔽、房间的屏蔽、设备的屏蔽和线缆的屏蔽。这里主要讨论线路的屏蔽。 常见的线路屏蔽方式主要有两类:其一、采用屏蔽套管或屏蔽槽等外部附加屏蔽;其二、采用屏蔽电缆。 屏蔽套管(金属管屏蔽)的主要优点是屏蔽效能良好,其主要缺点是柔软性差,施工不便。由于屏蔽槽存在较大的缝隙,其屏蔽效能比屏蔽套管的差。但由于其施工方便,如果在施工工程中做好接头和接缝处的处理,还是能取得一定的屏蔽效果。 采用屏蔽电缆是一种常用的线路屏蔽方式。尽管其屏蔽效能不如金属管屏蔽,但在线路不长(如小于 100m )、外界电磁场干扰不是太强烈时,仍具有较好的屏蔽效能。 在实施线路的屏蔽时应特别注意以下几个问题: 1 、电缆屏蔽层、屏蔽套管或屏蔽槽等屏蔽体的两端必须接地。由于感应过电压主要是由近区磁场感应所致,屏蔽体两端接地后,在屏蔽体与地回路间形成一个闭合的环路,该环路中所链接的磁场所感应出的电势在环路中形成感应电流,该电流产生的磁场方向与干扰磁场方向相反,从而抵消或减小外界干扰磁场对芯线的影响,大幅度降低芯线的感应过电压。 2 、为最大限度地利用屏蔽体的感应电流,任何影响电流流通的因素都应加以注意。如屏蔽体在整个电缆长度上必须是导电贯通的,并尽可能多点就近接地;做好屏蔽体接头和接缝处的连接,以期获得稳定的低阻抗电气连接;做好屏蔽体的接地,尽可能降低接地引线的阻抗等。 3 、在工程实际中,应充分利用现有的金属走线槽和走线架,屏蔽电缆和金属走线槽的配合使用可获得附加的屏蔽效能。 等电位连接和接地 适当的等电位连接和接地是减小反击过电压和地电位差的有效措施。 等电位连接是用连接导体或浪涌保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来导体、电气或电子设备等连接起来,其目的是减小需要防雷空间内的各金属部件以及各系统之间的电位差。通信局站的等电位连接和接地包括:由建筑物金属构架、防直击雷装置以及外来导体等相互连接而成的公共连接网,局站内各通信系统所建立的局部等电位连接网,以及上述各连接网间的连接和接地。 原则上讲,监控系统的外露导电部分所形成的局部等电位连接网可具有以下两种结构型式: S 型(星形结构)和 M 型(网型结构)。相应地,它们与公共连接网的连接方式应分别采用 Ss 型和 Mm 型。如图 1 所示。 星形结构一般适用于较小的闭环系统,系统内设备间以及设备与外界的连接线较少,容易与公共接地网隔离。当采用星形结构时,系统的所有金属组件除连接点外,应与公共连接网有足够的绝缘,即仅通过唯一的点连接到公共连接网中形成 Ss 型。此时,设备间的所有线缆应按照星型结构与等电位连接线平行敷设,以避免产生感应环路。 Ss 型等电位连接网的主要优点是能抑制外界的低频干扰。其缺点是维护和扩容比较麻烦,且在高频下易引入干扰。 网状结构一般适用于延伸较大的开环系统,系统内设备间以及设备与外界的连接线较多而且复杂。当采用网状结构时,系统的各金属组件应通过多点就近与公共接地网相连形成 Mm 型。 Mm 形等电位连接网的主要优点是在高频时可获得一个低阻抗网络,对外界电磁场有一定的衰减作用,且维护和扩容比较方便。其缺点是理论上可能会引入低频干扰。 由于监控系统的采集设备与其它设备间存在广泛的互连,监控设备间的连接线缆也比较多,而且采用了大量的屏蔽电缆。适合于采用 Mm 型等电位连接网。同时,通信局站的实际运行经验表明,合理设计和施工的 Mm 型等电位连接网一般不会引入低频干扰。 内部电路的合理设计 在采用了合理的线缆布置、有效的线路屏蔽以及适当的等电位连接和接地措施后,到达监控设备的浪涌能量会大幅度降低,从而减小雷电浪涌对监控设备的危害。但上述措施不能完全消灭达到监控设备的雷电浪涌,特别是当部分局站没有按照相关规范的要求采取整体防雷措施而导致站内监控设备所处的电磁环境比较恶劣时,雷电浪涌对监控设备的危害仍然存在。因此,在有效抑制雷电浪涌耦合途径的同时,应提高监控设备自身的浪涌耐受水平。 由于感应过电压和反击过电压或地电位差对设备造成损坏的主要原因是共模过电压,适当提高监控设备内模块的共模耐受水平可有效地防止此类损坏。 实际运行经验表明,监控设备的损坏大部分表现在设备的接口部分,因此应审慎地设计监控设备的接口部分电路,以提高其浪涌耐受能力。为达到这一目的,可采用的方法有:优选接口芯片、采用电气 / 光电隔离技术、内置浪涌吸收电路等。 接口防护(加装电涌保护器) 运行经验表明,在综合采用上述防护措施后,基本上可以防止绝大多数由感应过电压和反击过电压或地电位差造成的监控设备的损坏。但在以下两种情况下,监控设备仍有可能因雷电浪涌而损坏: 1 、对于需要将监控信号上报的无人值守站(特别是移动基站),外引线(如 E1 线、电话线或 RS422 等信号线)可能会将较大幅值的雷电侵入波引入监控系统。 2 、当通信局站遭受直接雷击且雷击强度较大时,在站区内的长距离监控线缆中可能还会感应出较大的过电压。 此时,可采用加装浪涌保护器( SPD )来降低雷击事故率。 信号线用 SPD 的选用应注意以下几个问题: 1 、 SPD 的保护水平应满足监控设备浪涌耐受水平的需要。 2 、 SPD 应满足信号传输速率及带宽的需要,其接口应与被保护设备兼容。 3 、 SPD 的插入损耗应满足监控设备的要求。 4 、 SPD 的标称放电电流应满足标准 [3] 的要求。 4 ENP 集中监控系统( PSMS )的防雷技术特点 在认真研究集中监控系统雷击损坏原因和失效机理的基础上,我们提出了 ENP 集中监控系统的雷电防护的整体方案,该方案具有以下主要技术特点: 1 、将监控系统作为整体进行考虑,综合采用线路屏蔽、合理布线、等电位连接和接地、加装 SPD 等措施,抑制了雷电浪涌与监控系统间的耦合路径,最大程度地减小了感应过电压、反击过电压以及雷电侵入波对监控系统的危害,大幅度地提高了监控系统的整体防护性能; 2 、通过内部电路的合理设计,提高了监控设备自身的浪涌耐受能力; 3 、对于雷击重点部位,采用有效的接口防护措施,极大地提升了监控系统的雷电防护能力。主要端口的标称放电电流达 5kA 以上,远高于 YD/T5098-2001 [3] 的相关要求。 参考文献 [1] ITU-T (1996) Protection against LEMP in telecommunications centres [2] ITU-T (1998) Resistibility of internal interfaces of telecommunication centres to surge overvoltages [3] YD/T 5098-2001 ,通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范 转帖]远动设备的防雷及过电压保护远动设备的防雷及过电压保护 (2004-5-31) 陈国俊,谭永忠 Lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment CHEN Guo-jun,TAN Yong-zhong (Nanhai Power Bureau,Foshan,Guangdong 528200,China) Abstract:The urgency of strengthening lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment is expounded with specific measures presented. Key words:telecontrol equipment;lightning protection;over-voltage protection 摘 要:阐述了加强远动设备防雷及过电压保护的紧迫性,并提出了具体的防护措施。 关键词:远动设备;防雷;过电压保护 中图分类号:;TM862 文献标识码:B 由于早期RTU所选用元器件的局限性,RTU对雷电等电磁脉冲和过电压的耐受能力很低。当雷电等过电压和伴随的电磁场达到某一阀值时,会导致元器件甚至设备的永久性损坏,严重影响RTU的可靠运行。 变电站都有比较完善的防雷系统,因而雷电直击远动设备的可能性不大,但是,雷击附近大地、架空线路和空中雷雨云放电时直接形成的,或者由于静电及电磁感应形成的冲击过电压,却可能通过与之相连的电源线路、信号线路或接地系统,穿过各种接口,以传导、耦合、辐射等形式,侵入远动设备并酿成严重的干扰或事故。 因此,加强和改进远动设备的防护,尽量减少其遭受雷电等冲击干扰的损害,已成为变电站实现无人值班亟待解决的问题。1 远动设备雷击损坏情况 南海电力局从1993年开展调度自动化工作,1996年开始试行无人值班。但是,在每年 的雷雨季节,具备四遥功能的变电站(RTU结构见图1),都发生多次雷电损坏RTU和当地监控电脑串行口的事故,最多的一年达二十多起。损坏的程度不一,其中最严重的一次,官窑110 kV变电站因雷电损坏遥信隔离板5块,通信扩展板1块,主板1块;110 kV海北、沙涌、东二等变电站共损坏通信扩展板、主板十多块;6台监控电脑串行口损坏,给远动维护护工作带来很大的麻烦。只有很好地解决变电站远动设备防雷击损坏问题,才能保证变电站无人值班安全运行。图1 RTU结构框图2 远动设备受雷电损坏的原因 变电站远动设备与外围设备相连接 RTU各功能模板以各种方式与其他设备直接相连。变电站中比较典型的RTU电气连接见图2, 其中与当地监控电脑及微机保护装置相连的串行通信电缆均处在控制室范围内,二次测量、控制及信号电缆一部分则直接与高压场地一次设备相连。图2 RTU在变电站中的电气连接 RTU受雷电损坏的原因 a)电源线引入雷电 雷电引起的瞬时高电压,如果不加遏制,直接由电源线引入RTU,会影响其电源模块正常工作,使各功能模块的工作电压升高而工作不正常,严重时甚至会损坏模块,烧坏元器件(IC) 。 b)通信线引入雷电 由雷电引起通信线两端设备之间电位差直接作用于相对脆弱的串行通信口,会损坏RTU及与 其通信的设备的串行口,严重时会损坏整个功能板。 c)二次电缆引入雷电 直接与一次设备相连的二次连接电缆感生的感应过电压作用于RTU的各隔离板,击穿隔离板 输入隔离器件,造成RTU板件损坏。 d)接地不规范 由于接地不规范,不同接地点之间雷电时易形成较高的电位差,产生的电磁干扰会影响RTU的运行,损坏RTU模板;同时,雷电引起的地电位升高,亦通过设备的接地线引入RTU,此过电压同样会损坏RTU模板。3 防护措施 电子设备的防雷和过电压保护是一个系统工程,必须贯彻综合防护思想。综合运用分流(泄流)、均压、屏蔽、接地和保护(箝位)等技术,构成一个完整的防护体系,它适用于电力系统、建筑防雷和各种电子设施的通用防护模式,而对于一个特定的电子系统(设备),例如远动系统的防护,则需根据远动设备的特点,结合变电站的实际情况,灵活应用,采用具体措施,构成一个完整的防护体系〔1〕。 近几年,我们通过对远动设备受雷击损坏的分析,在实际远行中采取了如下措施: a)远动设备的工作电源,可用直流电源的、优先采用直流供电; b)加装电源保护器。对于采用交流电源的远动设备(包括当地监控用电脑),在UPS前加装了CRITEC交流电源防雷器。该产品工作稳定,性能可靠,且能将输出电压箝位在240 V左右。即当防雷器输入端瞬时电压不超过6 kV时,其输出电压不会超过240 V。 c)加装光电隔离器。对于所有的串行通信口,加装9C4型光隔离长线收发器,使相互通信的两设备通信端口之间无直接的电联系,有效地防止通过通信线引入的过电压;对相互通信的两设备之间的电位差进行隔离,从而有效地保护被保护设备的串行口不被损坏。 d)解除RTU内部的信号接地点。将RTU内部的信号地与大地脱离开,防止地电位升高直接侵入 RTU而损坏RTU模块板件。 e)采用等电位连接。在需要防雷的空间遭遇雷电等过电压时,使所有各相关部分(电路板)不 存在明显电位差〔2〕,保护电路板不受损坏。4 结束语 从1997年开始,采用以上措施后,南海电力局运行中的RTU工作稳定,取得了理想的运行效果,保证了无人值班工作的顺利进行。 作者简介:陈国俊(1970-),男,湖北孝感人,助理工程师,工学学士, 主要从事变电站遥动设备的维护工作。作者单位:南海电力工业局,广东 佛山 528200 参考文献 〔1〕 张伟钹.仪征输油站仪表微机监测系统的防雷及过电压保护〔J〕.电网技术,1997. 〔2〕 苏邦礼.现代防雷技术最重要的是等电位连接〔J〕.广东电力,1998.
由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上,还有一部分安装在铁塔上,相对周围环境而言,形成十分突出的目标,从而导致雷击概率增多。通信设备损坏,耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害,确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们:必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统,实施基站针对性防雷。1 认清移动基站雷害的主要原因移动基站防雷是一个复杂的系统工程,过去我们按照防雷理论,尽量提高基站防雷系统的泄流能力,选用了80KA甚至100ka的大型防雷器,但是防雷效果却不尽人意,经常出现基站防雷器没有明显动作,基站设备却已经发生损坏。是防雷器不好吗?不,防雷器都是检测合格的入网产品。原来是我们没有按照基站的实际情况设计防雷系统。我们调查统计了全省近两年来的雷击事故,得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低,完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放,所以基站设备很难遭到直击雷损害。另外我们基站内的设备外壳、天馈线、走线架等金融物全部安装了保护接地,再加上与室外的雷击点和避雷器接地引线有足够的距离,所以雷电感应也很难发挥作用。几年来雷击事故的主要现象为:基站B级防雷器保护空开动作,部分单相交流设备和直流设备损坏。我们从中不难看出地电压反击和雷电波侵入是造成基站设备损坏的主要原因。所以基站防雷系统应以防止地电压反击和雷电波侵入为主要目标。2 防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时,由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高,基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容,这些设备一端接工作接地,无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差,因而产生差模脉冲电压。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上,当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时,变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高,因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。我们把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆,防雷器对地的泄放电流为2kA,这时基站的接地排的瞬间电压为U=1*r=4kV,可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV,如不采取措施,必然造成设备损坏。3 因地制宜消减反击电压那么怎样才能避免地电压反击造成的损失呢?我们一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器,即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装,避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接,这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知,雷电电流沿地网泄放时,在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场,距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开,可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出:基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m,条件允许时宜间距10-15m。实际上除电力线路外,基站的铁塔遭雷击次数最多,与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害,如果铁塔地网边缘距离基站大于5m,应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线,补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开,因为山顶基站的接地电阻较大,接地引线较长,雷电流泄放相对缓慢,所以地电压反击比较严重。降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站,可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体,埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑,最好选择阴暗潮湿的地方,制作横向辐射接地网,辐射接地网长度应小于30m,塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。4 适当地选用电源线路保护空开防止雷电波侵入避雷器的响应特性有远近软硬之分:气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙,当线中电压超过防雷器的击穿电压后,防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降,放电能力较强,残压相对较高,恢复电压低于原来的击穿电压,属于硬响应特性:属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管,其特点是响应时间短,放电电流小,残压低,而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路,所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度,应设避雷器分路保护空开。众所周知,雷电波的脉冲宽度为纳秒级,所以一般防雷器均以响应时间达到纳秒为标准。有人就把基站的防雷系统按照纳秒纺防雷时间进行设计,比如在C级防雷器上加装了很小的保护空开如:20A或32A,认为这样既防雷又安全。实际上在所有基站设备发生过压损坏的雷击事故中,防雷器保护空开动作占100%、防雷器正常占90%以上,显而易见,由于防雷器保护空开的断路作用,防雷器并没有完全起到泄放雷电、限制电压的作用,防雷器并没有完全起到泄放雷电、限制电压的作用。这种事例却从反面证实了应该选用较小的设备的保护空开,并且把防雷器紧靠被保护设备安装,使被保护设备与防雷器具有相同的安全级别。纳秒级的雷电波在对地泄放中产生的地电压反击和雷电波侵入作用时间可能被延长至毫秒甚至更长。我们把受地电压反击和雷电波侵入影响的基站设备简单等效为寄生电感、回路电阻、对地电容组成的串联的电路。由于电感、电容的储能作用,即使不发生震荡,高压脉冲在衰减过程中其存在时间也会被大大延滞,另外雷击经常造成电网操作过电压的持续时间更长,所以我们在选用防雷器和设备的保护空开时,应根据防雷器的最大允许熔丝电流和线路的进线容许短路电流以及设备的负荷电流综合考虑。5 实现分级防雷防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数,一般来讲,泄流能力强的防雷器,响应时间长,残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求,所以应根据表1中基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次,实现多级防护,对雷电能量逐级减弱,使各级防雷器残压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况,从交流电力网高压线路开始,根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求,采取分级协调的防护措施,进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求,选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时,要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的,如两级防雷器靠近或线缆长度较短时,可利用专门的退耦器件,这时无距离要求。因你是匿名提问,所以无法联系你,还有一份方案,要的话来邮件索取
1、宜采用装设在建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器。避雷网(带)应沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设,并应在整个屋面组成不大于10m×10m或12m×8m(网格密度按建筑物类别确定)的网格。所有避雷针应采用避雷带相互连接。2、引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m(引下线间距按建筑物类别确定)。当仅利用建筑物四周的钢柱或柱子钢筋作为引下线时,可按跨度设引下线,但引下线的平均间距不应大于18m。3、每根引下线的冲击接地电阻不应大于10Ω。防直击雷接地宜和防雷电感应、电气设备、信息系统等接地共用同一接地装置,并宜与埋地金属管道相连;当不共用、不相连时,两者间在地中的距离应符合建筑物防雷设计规范要求,且不小于3m。
1、架设避雷线2、提高线路本身的绝缘水平。3、利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线4、加强对绝缘薄弱点的保护。5、采用自动重合闸装置。6、绝缘子铁脚接地。7、防直击雷。装设避雷针以保护整个变配电所建筑物免遭直击雷。8、进线防雷保护。在进线1-2km段内装设避雷线,使该段线路免遭直接雷击,以免雷电压沿线路侵入变电所内损坏设备。9、配电装置防雷保护。为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所,对电力变压器造成危害,在变配电所每段母线上装设一组阀型避雷器,并应尽量靠近变压器。10、高压电动机的防雷保护。采用性能较好的专用于保护旋转电动机的FCD型磁吹阀 型避雷器或采用具有串联间隙的金属氧化物避雷器,并尽可能靠近电动机安装。11、存放爆炸物或易燃物的建筑装设独立避雷针或架空避雷线,使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。12、对非金属屋面应敷设避雷网,室内一切金属管道和设备,均应良好接地并且不得有开口环路,以防止感应过电压。13、低压线路采用全电缆直接埋地敷设;架空线路采用电缆入户,电缆金属外皮与电气设备接地相连;对低压架空进出线,在进出处装设避雷器。架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道,在进出建筑物处,应与防雷接地装置相连。14、应该留在室内,并关好门窗;在室外工作的人应躲入建筑物内。15、切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其他类似金属装置。16、减少使用电话和手提电话。17、切勿站立于山顶、楼顶上或其他接近导电性高的物体。18、切勿处理开口容器盛载的易燃物品。
建筑物防雷接地I程
下面是中达咨询给大家带来关于建筑物防雷保护设计的相关内容,以供参考。随着现代社会的发展,建筑物的规模不断扩大,其内各种电气设备的使用日趋增多,尤其是计算机网络信息技术的普及,建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。我国每年因雷击破坏建筑物内电气设备的事件时有发生,所造成的损失非常巨大。因此建筑物的防雷设计就显得尤为重要。直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流;感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压,过电流形成的雷击。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)规定,建筑物的防雷区划分为LPZOA,LPZOB,LPZ1,LPZn1等区(各区的具体含义本文不再赘述)。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区,是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置,从而决定位于该区域的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现与共同接地体等电位联结。建筑物直击雷的保护区域为LPZOA区,其保护设计已为电气设计人员所熟知,根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),设计由避雷网(带),避雷针或混合组成的接闪器,立柱基础的钢筋网与钢屋架,屋面板钢筋等构成一个整体,避雷网通过全部立柱基础的钢筋作为接地体,将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB,LPZ1,LPZn1区,即不可能直接遭受雷击区域;感应雷是由遭受雷击电磁脉冲感应或静电感应而产生的,形成感应雷电压的机率很高,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大,所以说对建筑物内部设备的防雷保护的重点是防止感应雷入侵。由感应雷产生的雷电过电压过电流主要有以下三个途径:(1)由供电电源线路入侵;高压电力线路遭直击雷袭击后,经过变压器耦合到各低压线路传送到建筑物内各低压电气设备;另外低压线路也可能被直击雷击中或感应雷过电压。据测,低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV,完全可以击坏各种电气设备,尤其是电子信息设备。(2)由建筑物内计算机通信等信息线路入侵;可分为三种情况:①当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电压将邻近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵线路。②雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线感应出过电压,击坏低压电子设备。(3)地电位反击电压通过接地体入侵;雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近放射型的电位分布,若有连接电子设备的其他接地体靠近时,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷引入了强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线(包括电源线和信号线)上感应出雷电过电压,因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机,反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱,通常在100伏以下,因此必须建立多层次的计算机防雷系统,层层防护,确保计算机特别是计算机网络系统的安全。由此可见,对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容;设计的合理与否,对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。目前,在感应雷的防护当中,电涌保护器的使用已日趋频繁;它能根据各种线路中出现的过电压,过电流及时作出反应,泄放线路的过电流,从而达到保护电气设备的目的。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第条规定:电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流,并应符合以下两个附加要求:通过电涌时的最大钳压,有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。现在,我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。一类防雷建筑物根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)附录六规定,其首次雷击电流幅值为200KA,波头10us;二次雷击电流幅值为50KA,波头;全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计,另外50%按1/3分配于线缆计);首次雷击:总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200×50%/3/3=;后续雷击;总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50×50%/3/3=;如果进线电缆已经进行屏蔽处理,其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%,即×30%=及×30%=,而在电涌保护器承受10/350 us的雷电波能量相当于8/20 us的雷电波能量的5~8倍,所以选择能承受8/20 us波形电涌保护器的最大放电电流为×8=;即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA,以法国SOULE公司产品为例,选用PU100型。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第条规定,该级电涌保护器应在总配电间处安装,即在LPZOA,LPZOB与LPZ1区的交界处安装。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:
任何一项利民工程都离不开技术的保障,电力工程技术问题成为了电力工程中的核心问题。下面我给大家分享一些电力工程技术论文3000字,大家快来跟我一起欣赏吧。
论电力工程技术问题
摘要:作为第二次工业革命的象征——电,已经渗透在我们生活得方方面面,能否保障电力的充足逐渐逐渐成为国家和人民生活中的头等大事,任何一项利民工程都离不开技术的保障,电力工程技术问题成为了电力工程中的核心问题。本文主要是分析配网电力工程中存在的技术问题,针对存在的问题,按找出解决这些问题的有效方式和方法,并且能够尽可能的研发出更多的高科技技术手段给予配网电力工程充足的、强大的技术保障。
关键词:配网电力工程;技术问题;应对措施
Abstract: as a symbol of the second industrial revolution - electricity, has penetrated every aspect in our life, can guarantee power sufficient gradually gradually become a top priority in the country and people's life, any project is inseparable from the technology safeguard, a polity power engineering technical problem has become the core problem in power engineering. This paper is to analyze the technical problems existing in the distribution network power engineering, in view of the existing problems, according to find out the effective ways and methods to solve these problems, as much as possible and be able to develop more high-tech technology for distribution network power engineering enough, strong technical support.
Key words: distribution network power engineering; Technical problems; response
中图分类号:TU994文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
1 配网电力工程中存在的主要技术问题
不科学的使用无功补偿设备
在配网电力工程的技术应用中,还有一项十分重要的技术问题,那就是无功补偿设备,由于在电力输送过程中容易出电力的消耗,而无功补偿设备恰恰能够减小输送过程中电力消耗这一问题,并且保障配网电力的持续、充足的供应。而谐波干扰是无功补偿技术的天敌,谐波会干扰无功补偿设备,让它不能够正常的工作,所以,必须要科学的使用无功补偿设备
输电线路受外因破损
在配网电力工程的建设过程中,我们见到的很多配网电力都是以电线杆为支持,然后进行空中运输,这些电源大都是成辐射状的单端电源。现在,由于经济的发展,各种各样的居民区和工业区以及商业小区如雨后春笋般出现,这些庞大的用电体系,给电力工程造成了很大的压力。很多人直接就从电线杆上去接电,这样接的线本身就是临时的,不能够持久,并且容易出现漏电和短路的现象。此外,很多时候看到的电线就像是蜘蛛网一样,纵横交错,完全没有章法。还有就是很多的配网电力的线路设置是许多施工地段,这种情况就会造成线路的外在伤害。在化工厂附近的外露线路,由于化工厂周围空气和环境的污染情况都会导致线路的破损,从而导致事故的发生。
分配电源不合理
电源的分布问题是一个关系到整个配网电力工程协调运作的全局问题。如果电源的分布不合理就会导致整个电力在传送和运输的过程中出现各种各样的电力情况。现在的电源分布主要呈现以下的现状: 电源分布区和各种生活应用的管线集中地带相互混杂交错,容易造成对周围生活环境或者是自然环境的影响。在建设变电站的时候,变电站的位置距离电源的位置太远,导致长距离输电,电力输送不够便捷。再一个问题,就是配网电力工程的电源设备不够充足和强大,不能够确保充足的电力供应,这样就容易影响配网电力整个系统地协调、高效运转。
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污物存积引起闪络
闪络问题是由于外在因素而形成的一个对配网电力工程产生威胁的技术问题。这个问题的产生主要是因为配网电力的线路长期暴露在空气中,时间一长,就会存积各种各样的尘埃和污垢,这些尘埃和污垢在积累到一定的程度之后,就会含有一定的盐分。这些盐分如果再遇到下雨天或者是雪天,污物上的盐分和空气一接触就会发生反映,再加上线路内输送的电力所产生的压力,这时配网电力的线路就会出现严重的闪络情况。出现闪络的后果就会单相电压和两相电压出现严重的两极化,两相电压将会升高,这样就造成了配网电力系统地不正常运行。除了污物所造成的闪络,还有就是相绝缘闪络,这种情况的闪络就会引起两相接地,出现短路现象。
2 配网电力工程科学技术措施
配网电力工程是一项惠民利民的国家性质的大工程,在人类社会中发挥着重要的作用,高效的、科学的配网电力工程将会推动人类社会的大步向前发展。但是,目前我国配网电力工程技术应用中存在很多的问题,如何才能够健全配网电力工程的科学技术,怎么样才能够建立一整套高效、持续运转的配网电力系统,就需要针对配网电力系统中出现的技术问题,来采取科学、有效方法,从而保障配网电力系统的高效运作。
进行合理的电源分配
由于电源分配问题是配网电力工程中的一个至关重要的技术问题。所以,针对电源分配不均问题,应该进行合理的电源分配,从而使电源进行高效的供电工作。怎样进行电源分配才是合理的呢?首先,就是要梳理好线路,规划好每条线路的路线,避免出现线路混杂,横七竖八的电网交错现象。其次,应该在建设变电站的时候,尽量缩小变电站和电源之间的距离,把变电站建在电源的周围。最后,就是要给配网电力工程配上充足的电源设备,从而保障电网工程的充足、持续的进行输电工作。
科学使用无功补偿设备
无功补偿设备能够保障配网电力工程的安全可靠性运行。但是,无功补偿设备在使用不科学的情况之下,容易受到谐波的干扰,导致配网电力系统不能够正常的进行工作。所以,在使用无功补偿设备的时候,应该先对供电系统进行了解和掌握,根据供电系统的需求再选择无功补偿设备。在供电系统和无功补偿设备匹配的情况下,如果还会出现谐波的干扰,那么就需要我们安装监测配件。
对外因条件进行综合管理
针对配网电力中出现的外因技术问题和出现的各种闪络问题,我们应该采取综合性的方法进行管理。在配网电力系统输电的过程中,我们要检查好是不是存在线路的交叉和重叠问题,是不是进行了正常和科学的接点方法,而且,尽量在设置线路的时候避开大型的施工地段,以免造成严重的线路损坏。针对出现的闪络问题,还可以采取穿凿套管、加防污罩等技术性的手段,这样既减少了污垢的存积,也能够保障电力的正常输送。
安装良好的避雷设备
在电力的传输过程中,往往会受到雷电的影响,发生各种电力问题。比如,线路中存在部分的过电压等。这就需要给配网电力工程安装良好的避雷设备,将避雷设备安装在能发挥防雷效果的地方。不仅可以避免雷击,又能避免过电压问题,给配网电力系统的安全稳定运行提供了保障。
3 结束语
总而言之,在电器普及、高新科技高速发展的今天,我们生活的任何一个方面对电力的依赖都达到了空前的程度。电力技术则当仁不让的承担起了整个配网电力工程的强大的保护神,保障配网电力工程的可靠性运行,就需要对配网电力存在的问题,利用高新科技和科学的管理进行弥补。只有技术保障了工程,工程才能够更好的为我们提供充足的、持久的电力需求。
参考文献
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[2]梁永红.浅析电力工程的造价控制[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(11).
[3]焦光旭.电力工程项目建设过程后评价研究[J].魅力中国,2009(27).
电力工程管理技术分析
摘要:本文作者首先阐述了电力工程管理的理论概念,其次对电力工程的重要性进行了详细的叙述,最后关于如何进一步的提高电力工程管理提供比较有效的解决策略。
关键词:国民经济;电力工程;管理措施
中图分类号:F40 文献标识码:A
1概述
近几年,我国电力行业得到了快速发展,再加上,改革步伐也在逐渐加快。电力行业特别是在国民经济发展过程中的作用更加明显与突出,所以,成为了我国国民经济的支柱产业。另外,电力企业的快速发展也对电力工程建设提出了更高的要求。想要进一步规范管理电力过程项目的各种工作,就应该及时找到电力工程在发展过程中存在的诸多问题,与此同时,还要找出更为合理的解决对策。
2 电力项目信息管理
关于我国电力工程项目来说,随着项目计划的规划、制定和实施活动的开展,将会产生很多和电力项目相关的报告、合同、照片、图纸设计等的信息,这样一来,相关人员应该对其进行收集、加工、归档等处理,这样一来,有利于对电力项目的控制与管理。然而,对于我国电力项目的诸多信息管理主要是指对整个电力项目的生命周期加以科学、合理的管理,与此同时,也是对各种信息进行收集、加工、处理等各种活动的总称。
通过大量实践表明,对电力项目的信息管理对整个电力项目的管理的效率、质量等都会造成巨大的影响。因此,怎样对电力项目的整个生命周期的信息进行科学、合理的管理,成为电力项目管理最为重要的一个环节。然而,如果把计算机技术应用到电力项目的信息处理过程中,又可以对电力项目信息管理系统的规划、设计与控制提供了更为科学的信息管理理念、技术平台以及合理的解决方案。
(1)电力行业信息管理的原理。对于信息管理来说,主要和信息资源、技术、参与建设的各种工作人员等诸多要素有关联,同时也是一项涉及到多个要素和学科的管理活动。事实上,电力项目的信息管理是一项技术性要求较高的管理活动,因此,需要借助多种技术与管理手段。下面就电力项目信息管理的诸多原理进行深入分析:
信息增值原理:信息增值指的是项目信息的增多,也或者是信息活动的效率大大提高。做到信息内容的增加必须要借助信息的收集、组织、加工、共享等才可以最终实现。
增效原理:对于信息管理工作来说,利用提供信息与开发信息,将信息资源的作用充分发挥出来,例如:信息对社会活动的渗透、激活等作用。这样一来,不仅可以节省更多的社会资源,而且又能大大提高其工作效率,为企业赢得更大的效益,确保社会更好的发展下去。
市场调节原理:对于电力项目的信息管理来说,直接受市场发展规律的调节,主要表现在两个方面:一方面,信息产品的价格受市场规律的调节;另一方面,各种信息资源要素也会受市场规律的调节。
服务原理:信息项目管理和其它的管理过程相比,表现出较强的服务性,而对于电力项目信息管理的整个过程、方法以及目的来说,都应该以用户的需求为发展中心,借助服务用户来发挥出其作用。
(2)对于我国电力项目的信息管理的基本特征:信息管理的主要职能包含计划、领导与控制;而所管理的主要对象组织的多种活动;对于管理的主要目的是实现组织目标,因此,在信息管理中也应该具备。然而,由于电力行业的信息管理是一个专门的行业管理,因此,具有自身独特的特点,例如:必须要和电力企业制度结合在一起,将设备以及各种人员信息都结合在一起。然而,正是将所有的信息都集中在一起,从而使信息成为可利用的资源,可以做到共享信息资源。除此之外,也可以使电力管理人员及时掌握相关的设备与人员的动态信息,确保电力系统正常的运行下去。
3 对电力工程项目信息管理系统分析
对于电力过程项目的信息管理系统来说,重点是向电力企业内部的管理人员、与之相关人员、组织部分意外的部门提供相应的信息。此系统的运行为电力企业的发展的决策提供可靠的信息依据,与此同时,还可以为电力企业的计划、组织、控制等活动所服务。而对于电力信息管理系统来说,是向企业内部的管理部门提供、搜集以及处理和使用大量项目信息的信息服务。例如:以变电站的智能化巡检信息管理系统来进行分析,巡检信息管理系统主要利用"条码"来作为设备的标识器,与此同时,还会在每个巡检设备上都安装"条码",对于内部的存储功能来说,可以设置特定的代码以及标识设备的运行状态和参数等。这样一来,电力企业的巡检人员变便可以利于便捷的巡检设备到设备运行的现场采集相应的数据信息。由于巡检器的便捷以及操作容易的特点,比较适合用于现场,并且,也可以更好的解决复杂的数据录入工作,因此,在提高设备维护水平、减少数据输入量工作上发挥了巨大的作用。一旦需要对设备的运行状态进行检修、分析设备的性能时,可以随时从数据库中调取相关的信息,这样一来,便可以清楚的看到设备的历史运行状况。
变电站智能化巡检信息管理系统是由多个硬件组成的,如:无线射频设备标识器、客户计算机、网络服务器、巡检器等组成。
对变电站智能化巡检信息管理系统特点的分析
巡检路线结合不同的专业、部门等进行合理的分类;编制巡检内容一定要灵活;对所有的巡检路线结合设备、零部件实施分层组织;两种模式,即巡检与点检;对于巡检路线来说,可以设定巡检项目齐全,另外,为了使巡检工作人员录入信息更加方便,系统可以设定了多种巡检项目,例如:观察类、记录类、测温类等。
电力系统服务器软件的信息处理以及统计功能分析:
首先,信息查询。此功能是电力系统处理信息不可缺少的一部分,可利于多种查询功能结合多种方式来处理和分析信息,以便获得想要的结果。而最常用的查询方式主要为工作查询、异常查询以及漏检查询等。
其次,报表功能。此功能是在设计电力系统时,能够制定出比较完善的报表,与此同时,用户也可以结合自身的实际需求来定制所需的报表。
再次,缺陷管理功能。此功能能够使系统按照按巡检人员、巡检时间、设备等方式当作进行检索的条件,这样一来,更便于巡检人员统计设备所出现的各种问题。另外,也可以把设备缺陷问题转给其它的系统,有利于和其它相结合。
最后,考核统计功能。此功能是对便于统计巡检人员的工作情况,这样一来,更好的考核巡检人员的实际工作状况,其内容主要包含以下几点:线路统计、异常统计、工时统计等。其中,异常统计指的是要统计电力设备是否出现异常情况;而对于工时统计来说,是统计巡检人员到达现场的检查时间,以及到达检查点所消耗的时间。
结语
总体来说,电力行业是影响我国国际民生的主导产业,特别是在推动国民经济发展过程中发挥了巨大的作用。在未来我国电力行业发展的过程中,势必会发展非常迅猛。然而,由于电力建设项目不仅投资大、任务繁重等的特点外,更要大量的应用新技术与新工艺。近年来,国家对电力项目的质量、施工工期、安全性能等提出了更高的要求。所以,我国的电力项目必须要紧跟时代发展的步伐,最终实现现代化的管理。另外,也可以借鉴国外的一些先进技术与管理手段,这样一来,才能使电力系统安全、高效的运行下去。而在电力项目中广泛应用信息管理系统,既可以为工程管理打下牢固的基础,又能大大提高其管理水平。
参考文献
[1]王语涵.浅谈电力工程管理的重要性[J].科技创业家,2011(6).
[2]刘迎峰.电力工程管理技术探讨[J].中国科技财富,2010(22).
[3]李晓明,彭向兰.电力工程管理创优过程中的控制策略探析[J].大科技·科技天地,2011(6).
有关维修电工技师的论文
维修电工技师是维修电工国家职业资格二级。下面是我为大家整理的关于维修电工技师的论文,欢迎大家的阅读。
【摘要】
伴随着电力系统建设和急剧增长的电力需要,输电设备在电力事业和人们的生活中将会占据越来越重要的位置,变电站便是其中最重要的环节。实现变电站的安全,可靠,稳定的运行,是整个电力实业的保障。因此本文就将深入电网系统中的变电站问题,查询它在日常运作中的常见问题,并对应的给出相关的解析策略。
【关键词】
变电站;问题;对策
0·引言
伴随着人们经济的发展和对电力需求的加强,电网建设工程变得越来越重要,传统变电站的变配电设备已经不能满足现有用电负荷容量及质量水平的提高,输变电设备具有越来越重要的意义,但变电站扩建过程存在运行操作工作量大、方式多变、现场施工面点多、各专业和工种施工人员间相互交叉作业频繁等特点,很容易出现施工过程中安全事故的发生, 因此不管变电站是在日常运用还是在扩建工程,或在智能化变电站的运行中,都应该时刻关注变电站日常问题,防止隐患的发生。
1·变电站常见问题及解决
1·1 小电流接地不符合部门标准
变电站小电流接地系统的安全可靠性不高,设备用着不方便,经过实际分析可以发现以下方面的问题:电流受到各种内部或外部各种干扰,特别是在安装自动调谐的消弧线圈或者是系统过小时,电容的电流数值就会变小,当接地电阻不稳定时,谐波电流数值就会越小,也可能会被干扰到被淹没,那么他的位置就不会太准确,从而会造成误差。由于上述原因,电流在发生单方面的故障时,不能及时有效的检测出来,即使是功能很好的系统也不一定能作出准确的判断。
同时在选取小电流接地线时,也有很多方法可以作为参考,诸如故障信号的稳定量(零序电流幅值、有功方向、无功方向、谐波幅值、人工技能、负序电流)的选线方式;注入信号的选线方式;故障信号暂态分量(小波理论分析暂态量、首半波假设)选线方式。多年来对于中性点非直接接地系统单相接地故障的研究,在原理上取得了很大的成就,但是这些对于选线指导的研究成果在电力应用系统的推广过程中,应用使用还缺乏准确性和可靠性。其主要原因在于,电网系统情况复杂,而且情况多变,再加上对单相接地的故障探究中,原理知识缺乏或理解不渗透,就会导致以上问题的出现。对于故障选线的前体要求就是要故障信息的准确预测,缺乏基础研究就会直接出现对故障本身理解和预测的片面性。随着原理知识的增加理解,数学技术的进步,信息技术的发展,原理探究的深入,对于单相接地故障在中性点非直接接地系统中的准确预测并不会太难。
1·2 时钟的定时不准确
时钟定时不统一,对于发生电网事故时,人工的核对方法就会存在很大的误差,既费时又费力,这就会对事故原因分析增加了难度系数。
1·3 信息采集重复
对于这种问题的解决,在系统通信标准时钟未建立之前,通常采用GPS卫星时钟来统一故障信息网,整个故障信息网络包括电能表,电压互感器,检测装置,计量装置等,这些装置都使用数字化的装置模式,因此在用之前就要先用数字量替换模拟量,以便数字化产品使用。
但是产品个商家各自为阵,就会造成信息量的重复采集,而资源的共享问题就会过于简化,这是变电站自动呼哈工作中最应该解决的问题。随着信息化,新型数字化传感器的出现,我们可以采用转化一次电压电流成为二次部分数量化的方法,以此来解决问题。那个是又由于新型的数字化传感器输出方法为数字量,操作简单明了,只需要设备的连通就可以实现资源的共享。
1·4 传输过程不规范,配合较难
我国的传输系统在最初是处于一个“百花齐放,百家争鸣”的状态,没有一个统一的规约标准,当时智能按照二次设备来加强规约,再后来国家就出台了行业标准作为通讯的一种规约制度。变电站被变电站的通讯体系分为三个级层:过程层、间隔层和变电站层。通过抽象通信服务接口映射到制造报文规范、太网或光纤网的方式在变电站层和间隔层进行网络传输;采用单点向多点的单向传输方式在同隔层和过程层之间进行网络传输。变电站内电子设备采用统一的协议来管理,测控单元,智能电子设备。以实现信息的互相交换。自我描述对降低数据管理费用、简化数据的维护、简化因配置失误原因导致停机现象发生等问题都有一定的帮助。IEC61850作为通讯系统的基础,对于信息技术、自动化水平、工程量的减少、工程的运行、验收、诊断、检测。维护等方面都有十分重要的作用,它也会在很大程度上节约时间,增加系统的灵活性。它对变电站中自动化产品互操作性和协议转换问题有一定的缓解作用。
这项标准的制定实施对于减轻节约开发验收维护的人力物力压力,提高变电站自动化水平,实现互操作化等都有一定的积极意义。
1·5 通讯方式水平低
在变电站的工作中,使用光纤的比例还比较低,大多采用模拟载波作为通信方式。载波机和加工设备的老化会造成通道的衰减度增大,信号也容易受到干扰,通信的质量也就会降低,只将对变电站的自动化发展带来不利的影响。电力通信在电力系统中有着无可取代的地位。是电力系统安全稳定运行的支柱之一,与另外两大系统:电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统有着同等重要的地位。光纤通信具有很大的优点:传输量大,频率宽,抗干扰性强,损耗量小等特点,它的应用对电力部门的迅速发展有很大的促进作用,改变不能了光纤使用地比率的现状。
2·变电站防雷问题及解决
2·1 变电站防雷现状
变电站在应用过程中有一个很关键的问题需要得到关注,就是防雷问题。防雷设施是变电站的一项重要设施,在出现雷雨天气是,雷击事故经常发生,防雷设置时变电站设备以及人身安全的必要保障,所以加强变电站避雷措施是很有必要的。
在防雷问题工作中,许多隐性问题经常会被忽略。人们指挥注意到接地不良造成的事故,而往往诸如接地超市等引起的问题经常会被忽略。随着电力系统电压容量,电力等级的增加,接地不良的现象经常会发生,因此接地问题已经得到高度的重视。
在传统的`电力防雷避雷问题上,人们的传统观念常常进入一个误区,就是指示按照国家颁发的防雷规范的规定,做好稳健性要求的必要措施,安装避雷针,接地装置,变电站引下线等工作,然而在实际工作中防雷装置对雷击破坏起到一定的防治作用,同时避雷引下线对法拉第网笼起到稀疏的积极作用,从而对变电站人员的人身安全起到保障作用,但是我们必须注意到,防雷装置还存在一定的问题,不但不会保护变电站二次系统不受到雷击,反而会使其更容易遭受雷击。同时如果避雷装置的接闪电能力越强,易遭受雷击的几率也就越大。因为
在雷击过程中,变电站引下线和避雷针会吧雷击作用缓解下来,在大地受到雷击过程中,电流会顺着引线发生强烈的磁场变化,在此磁场作用下,二次系统发生了强烈的变化,此时传输线路会产生强烈的高压感应,与地线电压产生一定的差距。
大量的超大规模电子集成电路随着电子技术的发展飞速发展,电路集成程度在逐渐增高,内部线路的差距确实不断缩小的,这就使得电路元件的抗雷击能力变得越来越弱,所以室内的二次系统电路极易因为雷击现象引起的电压差遭到击毁。同时在线路之上的雷云中,雷电也可以进行放电,或者在其周围放电,这些现象都会使二次系统线路更加容易受到雷电顺着电路电磁感应从而击毁电路,导致系统信息出现错误。
2·2 解决雷击问题
为了人们生活需要和城市发展进程的加快,对城市化景观建设进一步的改善,当前的变电站建设常常安装在室内或者地下,因此很多地区会出现地下变电站的景观,在地下 变电站建设中,对于建设规模要给与具体的考虑,要具体结合建造结构,当地供电使用情况,负荷需求,运作方式,来进行综合的考虑。通常这种变电站大多实在城区中心进行,就也需要考虑建设过程中的限制问题,地理位置,地形问题等等。根据实际的运行问题,变电站的建设应该注意一下问题:(1)必须设有至少两个安全出口,尽可能情况下,与邻近建筑物有互通通道,以方便规模宏大,连数较多的变电站安全保障。
(2)尽可能情况下将变电站安置在地面之上,及时要在地下设置,也应该尽量接近地面位置。
(3)正确设置封口的分离设置,将进风口和出风口分离开来,进风口设置要在夏季风的上风向。
(4)要根据实际情况,结合工程要求,在站内设置电器布置。
3·结束语
变电站是电力系统安全保障的重要环节,实现变电站的安全,可靠,稳定的运行,是整个电力实业的保障。因此我们要特别关注变电站应用工作中的一些实际详细的问题,只有变电站工作问题的到解决,电力事业才能正常安全的运转。
【参考文献】
[1]·孙秀文.城市电网建设与扩建工程中变电所的设计模式.[J].黑龙江电力.2002 (6)
[2]·罗茂南. 分析110kV变电站自动化改造中常见的问题.[J].2008 (12)
毕业论文的研究方法有哪些啊?那里罗列了一些大学论文的研究方法?下面我就给大家整理出来了毕业论文的研究方法有哪些啊?一起来了解看一看吧,阅读完之后希望能够对你有所帮助到呢!
大学毕业论文的论文的研究方法有哪些呢?
调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法、调查方法是科学研究中常用的基本研究方法.它综合运用历史法、观察法等方u法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式,对教育现象进行有i计划的、周密的和系统的了解,并对调查搜集到的超多资科进行分析、综合,比较、归纳,从而为人们带给规律性的如识。
调查法中最常用的是问卷调查法,它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法.即调查者就调查项目编制成表式,分发或邮寄给有关人员,请示填写答案,然后回收整理、统计和研究。
论文的研究方法之实验法
实验法是透过主支变革、挖制研究对象来发现与确认事物间的因栗联系的一种科研方法。其主要特点是:第一、主动变革性。观察与调查都是在不下预研究对象的前提下去认识研究对象,发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件,人为地改变对象的存在方式、变化过程,使它服从于科学认识的需要。第二,控制件。科学实验要求根据研究的需要。借助各种方法技术,减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰,在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三,因果性。实验以发现确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。
论文的研究方法之观察法i观察法是指研究者根漏必须的研究日的、研究提继或观察表,用自我的感官和辅助工具去直接观察被研究对象,从而获得资料的一种方法。科学的观察具有日的性和计划性,系统件和可重复性。在科学实验和调查研究中,观察法具有如下几个方面的作用:①扩人人们的感件性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。
论文的研究方法之文献研究法
文献研究法是根据必须的研究日的或课题,透过调查文献来获得资料,从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有:①能了解有关问题的历史和现状,帮确定研究课题。②能构成关于研究对象的一般印象,有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。①有助于了解事物的全貌。
论文的研究方法之实证研究法
实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的.科学理论和实践的需要,提出设计,利用科学仪器和设备,在自然条件下,透过有日的有步骤地操纵,根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要日的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。
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论文的研究方法之定件分析法
定件分析法就是对研究对象进行质的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法,对获得的各种材料进行思维加工,从而能去粗取精,去伪存真,由此及彼、由表及里,到达认识事物本质、描示内在规律。
论文的研究方法之定量分析法
在科学研究中,透过定量分析法能够使人们对研究对象的认识进一步精确化,以使更加科学地揭示规律。把握本质,理清关系,预测事物的发展趋势。
论文的研究方法之跨学科研究法
运用多学科的理论,方法和成果从整体上对某一课题进行综合研究的方法,也称交义研究法。科学发展运动的规律证明,科学在高度分化中又高度综合,构成一个统一的整体。据有关专家统,此刻世界上有2000多种学科,而学科分化的趋势还在加剧,但同时各学科间的联系愈来愈紧密,在语言,方法和某些概念方面,有日益统一化的趋势。
论文的研究方法之个案研究法
个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象,加以调查分析,弄清其特点及其构成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型:(1)个人调查,即对组织中的某一个人进行调查研究;(2)团体调查。即对某个组织或团体进行调查研究:(3)问题调查,即对某个现象或问题进行调查研究。
论文的研究方法之功能分析法
功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法,是社会调查常用的分析方法之一。它透过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要(即具有怎样的功能)来解释社会现象。
论文的研究方法之数量研究法
数量研究法也称统计分析法和定量分析法,指透过对研究对象的规模、速度、范围、程度等数量关系的分析研究,认识和描示事物间的相互关系、交化规律和发展趋势,借以到达对事物的正确解释和预测的一种研究方法。
论文的研究方法之模拟法(模望方法)模拟法是先依照原型的主要特征,创设一个相似的模型,然后透过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系,模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。
论文的研究方法之探索件研究法
探索性研究法是高层次的科学研究活动。它是用已知的信息,探索、创造新知识。
产生出新颖而独特的成果或产品。
1、理论联系实际
毕业论文的题材十分广泛,社会生活,经济建设,科学文化事业的各个方面,各个领域的问题都可以成为论文的题目,马克思主义告诉我们,理论来源于实践,理论为实践服务,因此科学研究的选题首先要注意理论联系实际。
2、新颖性
所谓要有新意,就是要从自己已经掌握的理论知识出发,在研究前人研究成果的基础上,善于发现新问题,敢于提出前人没有提出过的,或者虽已提出来,但尚未得到定论或者未完全解决的问题。
只要自己的论文观点正确鲜明,材料真实充分,论证深刻有力,也可能填补我国理论界对某些方面研究的空白,或者对以前有关学说的不足进行补充、深化和修正。这样,也就使论文具有新意,具有独创性。
3、客观性
客观性主要是指要客观地把握自己写作毕业论文的能力。确题的方向、大小、难易都应与自己的知识积累、分析问题和解决问题的能力以及写作经验相适应,要对自己有一个客观性的估计。只要充分估计到自己的知识储备情况和分析问题的能力才可以很好的完成。
知识和能力的积累是一个较长的过程,不可能靠一次毕业论文的写作就来个突飞猛进。所以选题时要量力而行,客观地分析和估计自己的能力。
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论文研究方法有以下几种:
1、实证研究法
实证研究法是认识客观现象,向人们提供实在、有用、确定、精确的知识研究方法,其重点是研究现象本身“是什么”的问题。
2、调查法
调查法一般是在自然的过程中进行,通过访问、开调查会、发调查问卷、测验等方式去搜集反映研究现象的材料。
3、案例分析法
案例分析法是指把实际工作中出现的问题作为案例,交给受训学员研究分析,培养学员们的分析能力、判断能力、解决问题及执行业务能力的培训方法。
4、比较分析法
亦称对比分析法、指标对比法。是依据客观事物间的相互联系和发展变化,通过同一数据的不同比较,借以对一定项目作出评价的方法。
5、思维方法
思维方法又称思想方法、认识方法是人们正确进行思维和准确表达思想的重要工具,在科学研究中常用的科学思维方法包括归纳演绎、类比推理、抽象概括、思辩想象、分析综合等。
6、内容分析法
内容分析法是一种对于传播内容进行客观,系统和定量的描述的研究方法。内容分析的过程是层层推理的过程。
7、文献分析法
文献分析法主要指搜集、鉴别、整理文献,并通过对文献的研究,形成对事实科学认识的方法。一般用于收集工作的原始信息,编制任务清单初稿。
选择有现实意义的题目理论来源于实践,理论为实践服务。因此毕业论文的选题首先要注意理论联系实际,反对那种脱离现实,一味咬文嚼字、繁琐考证、追求时髦毫无意义的东西,选择有现实意义的题目,才能有的放矢,写出的论文才会有价值。1、选重点问题重点问题,指与国民计生有关的大问题。这类问题关系国家、人民、民族的前途命运,因而具有普遍的社会意义。例如,为什么要构建社会主义和谐社会、构建什么样的社会主义和谐社会,-这是改革发展的关键时期,对中国的改革与发展来说,具有深远的意义。2、选择热点问题热点问题,指人民群众普遍关注或期待解决的非全局性问题。例如,医疗体制、房价调控、劳动就业、社会治安、工资待遇等等关系千家万户的问题。当前社会快速发展,新问题层出不穷,可以作为论文选题的热点问题。对于学生来说,无疑是一个空前的机遇,学生从研究现实问题入手,得出科工程参考的意见,对现实有一定的指导意义。但是,不要凑热闹,赶时髦。一定要根据自身的知识结构、客观条件等来选择热点题目。3、选难点问题难点问题,指有疑虑需要进行探讨和解答的问题。例如高校收费问题,乡镇企业的技术改造问题等等。大学生运用自己所学的理论知识对其进行研究,提出自己的见解,探讨解决问题的方法,这个是非常有现实意义的,不仅能使自己所学的书本知识得到运用而且能提高自己分析问题和解决问题的能力。4、选焦点问题焦点问题,指群众议论纷纷,愤愤不平,需要正确引导的问题。例如,先富或后富,分配的公平与否的问题,两级分化问题等等。从发展的眼光看,这些问题能够表示某种趋势,或对现实有借鉴的作用,因而也就具有理论意义和现实意义,这类题目当然可以选择。写完论文 查重可以去早检测了解了解
避雷器在电力系统应用中的问题分析论文
摘要:文中阐述了避雷器自身防护问题及其对电力系统的影响,简单的论述了避雷器的保护特性,分析了氧化锌避雷器在应用中的问题及解决问题的技术措施,探讨了防雷界的热点问题。
关键词:避雷器特性应用问题分析技术措施
1.应用中的问题探讨
避雷器自身过电压防护问题
避雷器是过电压保护电器,其自身仍存在过电压防护问题。对于能量有限的过电压如雷电过电压和操作过电压,避雷器泄流能起限压保护作用。对能量是无限(有补充能源)的过电压,如暂态过电压(工频过电压和谐振过电压的总称),其频率或为工频或为工频的整数倍或分数倍,与工频电源频率总有合拍的时候,如因某些原因而激发暂态过电压,工频电源能自动补充过电压能量,即使避雷器泄流过电压幅值不衰减或只弱衰减,暂态过电压如果进入避雷器保护动作区,势必长时反复动作直至热崩溃,避雷器损坏爆炸,因此暂态过电压对避雷器有致命危害。如果已将全部暂态过电压限定在保护死区内不受其危害的避雷器,称之为暂态过电压承受能力强,反之称暂态过电压承受能力差。碳化硅避雷器暂态过电压承受能力强,但由于运行中动作特性稳定性差,常因冲击放电电压(保护动作区起始电压)值下降,仍可能遭受暂态过电压危害。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压(可近似地把参考电压当作拐点电压)偏低,仅~(最大相电压),而有些暂态过电压最大值达~,故有暂态过电压承受能差的缺点。对暂态过电压危害有效防护办法是加结构性能稳定的串联间隙将全部暂态过电压限定在保护死区内,使避雷器免受其危害。串联间隙氧化锌避雷器有此独具优点。
避雷器自身对电力系统不安全影响
保护间隙和管型避雷器在间隙击穿后,保护回路再也没有限流元件,保护动作都要造成接地故障或相间短路故障,保护作用增多电力系统故障率,影响电力系统的正常、安全运行。应用氧化锌避雷器,从根本上避免保护作用产生接地故障或相间短路故障,且不用自动重合闸装置就能减少线路雷害停电事故。
避雷器其连续雷电冲击保护能力
有时高压电力装置可能遭受连续雷电冲击,连续雷电冲击是指两次雷电入侵波间隔时间仅数百μs至数千μs,间隔时间极短。碳化硅避雷器保护动作既泄放雷电流也泄放工频续流,切断续流时耗最大达10000μs,一次保护循环时间要远大于10000μs才能恢复到可进行再次动作能力,故碳化硅避雷器没有连续雷电冲击保护能力。氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流,雷电流泄放(小于100μs)完毕,立即恢复到可进行再次动作能力,故氧化锌避雷器具有连续雷电冲击保护能力,这对于多雷区或雷电活动特殊强烈地区的防雷保护尤为重要。
工频能源的浪费
只关注防雷器件泄放雷电流的限(降)压保护作用,轻视或忽视有些器件同时泄放工频电流浪费能源作用。保护间隙或管型避雷器保护动作可能伴随短路电流(几kA至几十kA)对地放电,碳化硅避雷器保护动作有工频续流(避雷器FS型为50A,FZ型为80A,FCD型为250A)对地放电,而造成能源浪费,使用氧化锌避雷器可彻底避免保护作用带来的工频能源浪费。
2.避雷器保护特性
避雷器的保护特性参数
各种型号的避雷器在同用途同电压级时,其雷电残压参数相同或接近,这是因为各生产厂都是按国标规定决定残压值的。有人认为既然雷电残压值一样,它们的保护作用和效果也应是一样的,随意选用哪种型号都可以。这是一种偏见,因为除雷电残压外,还有其它保护参数,如工频放电电压值,冲击放电电压值,是考察避雷器暂态过电压承受能力,保证其长期正常运行的参数;又如是否有雷电陡波残压值,是标示避雷器防雷保护功能完全的重要参数。综合来看,只有串联间隙氧化锌避雷器齐备上述保护特性参数,也就是说它有齐全的防护功能。
避雷器动作特性运行稳定性
碳化硅避雷器保护动作要泄放雷电流和工频续流,动作负载重,经计算每次动作泄放雷电流为~电荷量,工频续流为~电荷量,后者与前者相比一般为11~17倍,且其间隙数量多隙距,常因动作负载重使部分间隙烧毛烧损,另外瓷套外壳脏污潮湿也会影响内间隙电容分布,这些都可能使部分间隙失效而降低冲击放电电压值,即动作特性稳定性差,可能增加保护动作频度,或遭受暂态过电压危害,而加速损坏。串联间隙氧化锌避雷器保护动作只泄放雷电流而无续流,动作负载轻,间隙不需具有灭弧及切断续流能力,故间隙数量特少,3~10kV避雷器仅一个间隙,35kV避雷器为3个间隙串联,间隙的工频放电电压值与碳化硅避雷器相同,符合GB7327规定,故间隙隙距大,动作特性可保持长期运行稳定。
串联间隙氧化锌避雷器
碳化硅避雷器因其间隙结构(隙距小,数量多)带来一些缺点:如没有雷电陡波保护功能;没有连续雷电冲击保护能力;动作特性稳定差可能遭受暂态过电压危害;动作负载重寿命短等。无间隙氧化锌避雷器因其拐点电压较低,有暂态过电压承受能力差,损坏爆炸率高和寿命短等缺点。串联间隙氧化锌避雷器既有间隙又用ZnO阀片,其间隙结构不同于碳化硅避雷器,因其间隙数量少,当过电压达到冲击放电电压时间隙无时延击穿,同时因隙距大动作特性稳定,故它可避免碳化硅避雷器间隙带来的一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器的间隙已将全部暂态过电压限定在保护死区内免受其危害,故它可避免无间隙氧化锌避雷器因拐点电压偏低带来一切缺点。串联间隙氧化锌避雷器仍有前两种避雷器保护性能优点,而避免它们的缺点。
避雷器运行工况监测
避雷器失效的主要特征是泄漏电流增大,运行中不易发现,有可能长时带病运行,以致扩大事故,故有必要监察其运行工况。碳化硅避雷缺乏监察手段,靠每年定期普遍测试筛选淘汰这样作事倍功半,还不能随时剔除失效品。氧化锌避雷器可附带脱离器,当其失效损坏时,脱离器自动动作(30mA时不大于8min)退出运行,以免造成更大损失和事故,提高运行安全可靠性。
3.避雷器应用
避雷器外形尺寸
制造避雷器均按户内外两用条件决定其瓷套绝缘强度,其外形尺寸与阀片材料有关。当其用于架空线路或户外变配电设备时,因其相间距大,避雷器外形尺寸不会带来不良影响。户内手车式开关柜因其体积尺寸较小,避雷器外形尺寸大时会带来不良影响。碳化硅避雷器的SiC阀片其单位通流容量仅为ZnO阀片的1/4,在相同通流能力(5kA)条件下,SiC阀片直径较大,避雷器外径也大;在相同额定电压和残压条件下,碳化硅避雷器高度比氧化锌避雷器大。尤以35kV级的更为显著。如JYN1-35型手车柜的112方案,原用FYZ1-35型无间隙氧化锌避雷器,高仅650mm,装在柜后部隔室内简易手车上,上部有隔离插头,因该产品已停产,工程设计坚持改用FZ3-35型碳化硅避雷器,高1500mm,隔室高度不够,只得将母线室与隔室间隔板取消,避雷器直接与主母线相联,这样避雷器的测试或更换必需在整段主母线断电下进行,运行维护困难,而避雷器外径较大,相间空气净距不够,加装的相间绝缘隔板,有老化受潮绝缘事故隐患。氧化锌避雷器外径和高度相对较小,35kV级还可作成悬挂式,如Y5CZz-42/110L型串联间隙氧化锌避雷器,高度仅640mm。小型化避雷器更有利于手车柜内安装使用。
避雷器性能价格比
无间隙氧化锌避雷器的阀片运行中长期承受电网电压,工作条件严酷,产品制造时要对阀片严格测试筛选,合格率低成本高,故价格也高;因它有暂态过电压承受能力差的致命弱点,不适于在我国3~35kV电网中推广使用。串联间隙氧化锌避雷器因有间隙,大大改善阀片长期工作条件,产品制造时对阀片测试筛选要求相对低些,合格率高成本低,价格也就便宜,串联间隙氧化锌避雷器价格比无间隙氧化锌避雷器普遍便宜,有时也比碳化硅避雷器(如3~10kV的FZ型)便宜,同时它对其它防雷器件都有扬长避短作用,实为当代最先进防雷电器,具有高的性能价格比,是避雷器更新换代的普及和推广产品。
避雷器使用寿命问题
避雷器使用寿命与许多因素有关,除制造质量,密封失效受潮及其它外界因素外,避雷器阀片的老化速度是影响寿命的关键因素。碳化硅避雷器因其动作和负载重,续流大,动作特性稳定差,可能遭受暂态过电压危害等原因,加速阀片老化,寿命不长,一般7~10年,甚致有仅3~5年的。无间隙氧化锌避雷器的阀片长期承受电网电压,工作条件严酷,拐点电压低,动作频度大,还可能遭受暂态过电压危害,温度热损伤等原因,迅速加快阀片老化,寿命较短,有的比碳化硅避雷器还短。串联间隙氧化锌避雷器的间隙可保证阀片只在过电压保护动作过程承受高电压,时间极短(100μs内),在其它情况下阀片对于电网电压,或处于隔离状态(纯间隙时),或处于低电位状态(复合间隙电阻分压),大大改善阀片长期工作条件,还可免受暂态过电压危害和温度热损伤,保证阀片温度不超过55℃,从而保证避雷器寿命达20年以上。
4.氧化锌避雷器运行中的问题分析
我公司应用氧化锌避雷器始于80年代,运行至今在110KV母线上共发生6起事故,均为氧化锌避雷器本体爆炸,其运行寿命最长达110个月,最短的仅有11个月煴1为我公司110KVⅢ段母线避雷器爆炸统计表。
从运行时间上、安装的环境、气候、及生产厂,对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析,造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项:
氧化锌避雷器的密封问题
氧化锌避雷器密封老化问题,主要是生产厂采用的密封技术不完善,或采用的密封材料抗老化性能不稳定,在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期,造成其密封不良而后使潮气浸入,造成内部绝缘损坏,加速了电阻片的劣化而引起爆炸。
电阻片抗老化性能差
在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期,电阻片劣化造成泄漏电流上升,甚至造成与瓷套内部放电,放电严重时避雷器内部气体压力和温度急剧增高,而引起氧化锌避雷器本体爆炸,内部放电不太严重时可引起系统单相接地。
瓷套污染
由于工作在室外的氧化锌避雷器,瓷套受到环境粉尘的污染,特别是设置在冶金厂区内变电所,由于粉尘中金属粉尘的比例较大,故给瓷套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在瓷套表面的不均匀,而使沿瓷套表面电流也不均匀分布,势必导致电阻片中电流IMOA的不均匀分布(或沿电阻片的电压不均匀分布),使流过电阻片的电流较正常时大1—2个数量级,造成附加温升,使吸收过电压能力大为降低,也加速了电阻片的劣化。
高次谐波
冶金企业电网随着大吨位电弧炉、大型整流、变频设备的应用及轧钢生产的冲击负荷等的影响,使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性,当正弦电压作用时,还有一系列的奇次谐波,而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度。
抗冲击能力差
氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故,其原因是因电阻片在制造工艺过程中,由于其各工艺质量控制点控制不严,而使电阻片的耐受方波冲击能力不强,在频繁吸收过电压能量过程中,加速了电阻片的劣化而损坏,失去了自身的技术性能。
5.技术措施
针对冶金电网的特点及氧化锌避雷器几次事故分析的.结论,要保证氧化锌避雷器在网上安全可靠运行,应采取以下措施:
设计选型
在设计选型上,应首选有多年稳定运行实践的产品,在选择生产厂时,应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂,才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能,以使在产品的寿命周期内稳定运行。
在线监测
增设氧化锌避雷器的在线监测仪,并加强对在线监测仪的巡检力度,特别是在雷雨后和易发生故障的部位(有电弧炉负荷的母线段、氧化锌避雷器寿命已到后期)增加巡次数。定期给氧化锌避雷器进行各项电气性能测试及在线监测仪的校验。
防污措施
采用必要的避雷器瓷套的防污措施,如定期清扫或涂以防污闪硅油,在氧化锌避雷器选型上选用防污瓷套型的氧化锌避雷器。
谐波治理
加强电网谐波的治理力度,在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置,以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。
技术管理
加强对氧化锌避雷器的技术管理工作,即对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案,对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案,直至该避雷器退出运行。
据国外有关技术资料统计,氧化锌避雷器损坏的原因有雷电和操作过电压,受潮、污闪、系统条件、本身故障等,但仍有一定比例损坏的原因不详,故仍有其在运行中对事故原因不明确的问题。又因氧化锌避雷器的劣化速度的离散性,及雷电、操作过电压、谐波、运行环境等的随机性,都决定着氧化锌避雷器的安全运行的可靠性,故需在今后的工作实践中去研究、实验、探索和总结,以使得其在运行中的不安全因素可得以预防和完善。
呵呵, 我倒有一篇现成的,你自己可以根据某一防雷现场情况做一个防雷解决方案 论文就出来了
移动通信基站的防雷与接地问题探讨工学论文
摘要: 本文论述了移动基站防雷接地系统经常出现的问题,介绍了移动通信基站防雷接地的重要性,防雷接地系统的构成和基本要求,并结合多年运维经验提出根据实际情况设计移动通信基站防雷接地系统的设计思想。
关键词: 移动通信;基站;防雷;接地
简介由于移动通信基站的天线设置大多安装在建筑物的房顶上,还有一部分安装在铁塔上,相对周围环境而言,形成十分突出的目标,从而导致雷击概率增多。通信设备损坏,耗费了大量人力财力。怎样才能有效地预防雷害,确保移动通信基站设备和工作人员的安全呢?几年来的维护经验告诉我们:必须根据每个基站的实际情况设计移动通信基站的防雷接地系统,实施基站针对性防雷。
1认清移动基站雷害的主要原因
移动基站防雷是一个复杂的系统工程,过去我们按照防雷理论[1],尽量提高基站防雷系统的泄流能力,选用了80kA甚至100kA的大型防雷器,但是防雷效果却不尽人意,经常出现基站防雷器没有明显动作,基站设备却已经发生损坏[2]。是防雷器不好吗?不,防雷器都是检测合格的入网产品。原因是没有按照基站的实际情况设计防雷系统。经调查统计了黑龙江省近两年来的雷击事故,得出一条重要数据;基站内设备被直击雷和雷电感应破坏的概率为零。这是因为基站设备包括基站室外电力变压器的位置普遍较低[3],完全处于建筑防雷设施或铁塔以及架空线路避雷系统和建筑防雷等外围的避雷系统泄放,所以基站设备很难遭到直击雷损害。
2防止地电压反击是基站防雷接地的主要课题
当雷电流基站附近的避雷器对地泄放时,由于接地电阻的存在必然引起基站工作地的电位升高,基站直流负荷如BTS电源、开关电源的监控单元、基站的动力环境监控器等设备相对远端地一般都存在寄生电容,这些设备一端接工作接地,无流的远端地与基站的工作接地间存在电位差,因而产生差模脉冲电压[5]。当超过设备绝缘耐压的容许限度时必然造成设备的损坏。基站的单相交流负荷如基站空调、照明等设备的零线接在变压器的交流地上,当雷电流沿基站附近的避雷器对地泄放时,变压器的交流地和交流重复接地电位也会升高,因此基站的单相交流设备也同样存在地电压反击的问题。
若把基站设备与接地有关的电路简单等效为线路电阻、线路寄生电感(可忽略不计)、线路负载(如传感器、BTS、空调、灯具等)、终端对远端地寄生电容组成的串联回路。假设基站的冲击接地电r为2欧姆,防雷器对地的泄放电流为2kA,这时基站的接地排的瞬间电压为U=1×r=4kV,可见负载两端的瞬间浪涌电压可达4kV,如不采取措施,必然造成设备损坏。
3因地制宜消减反击电压
怎样才能避免地电压反击造成的`损失呢?一般很自然会想到使用交流过压保护器和直流浪涌抑制器,即在交流变压器的低压侧、基站交流配电箱的地零间加装交流过压保护器;在直流负载的电源输入端加装浪涌抑制器。所有交流过压保护器和直流浪涌抑制器必须靠近被保护的设备安装,避免被保护设备由于接地或电源引线过长引起脉冲反射。除此之外一个非常重要的问题就是将基站的工作接地与室外避雷器接地在基站地网上的引接点分开焊接,这样可以大大降低基站工作接地母排的电压浪涌幅值。众所周知,雷电电流沿地网泄放时,在避雷器引下线与地网连接点附近土壤内形成一个强电位场,距离越近电压越高。将基站工作接地与室外避雷器接地分开,可以大大降低基站的反击电压。所以YD5068-98《移动通信基站防雷与设计规范》明确指出:基站工作地与防雷地在基站联合接地网上的引接点距离不应小于5m,条件允许时宜间距10~15m。实际上除电力线路外,基站的铁塔遭雷击次数最多,与铁塔共用接地网的基站经常受到地电压反击的损害,如果铁塔地网边缘距离基站大于5m,应在基站附近另建环形工作接地网;条件差的基站可以沿铁塔地网与基站工作接地引接线,补设接地桩;只能利用铁塔地网的基站也应把铁塔避雷接地的引接点与工作接地的引接点分别在对角塔基上安装。
对于山项基站尤其应注意将基站的工作接地与铁塔避雷接地及站基室外接地分开,因为山顶基站的接地电阻较大,接地引线较长,雷电流泄放相对缓慢,所以地电压反击比较严重。
降低基站接地电阻也有利于电压反击事故。接地电阻较大的山上基站,可利用塔基钢筋、蓄水池、无爆炸和电击危险的金属管路等自然接地体,埋设地桩有困难的山上基站也可从塔基沿山体的自然沟壑,最好选择阴暗潮湿的地方,制作横向辐射接地网,辐射接地网长度应小于30m,塔基四周辐射的横向接地网越多也有利于雷电散流。
4适当地选用电源线路保护空开
防止雷电波侵入避雷的响应特性有远近软硬之分:气体放电管和火花间隙防雷器是基于斩弧技术的角形火花隙和同轴放电火花隙,当线中电压超过防雷器的击穿电压后,防雷器的绝缘电阻立刻急剧下降,放电能力较强,残压相对较高,恢复电压低于原来的击穿电压,属于硬响应特性;属于软响应特性的压敏电阻和浪涌抑制二极管,其特点是响应时间短,放电电流小,残压低,而且恢复电压基本不变。硬响应特性的防雷器工频后续电流和防雷器绝缘劣化可能造成线路短路,所以防雷器前面应该配置过流保护空气开关或熔丝。其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。如果主电路保护空开关大于防雷器的最大保险丝强度,应设避雷器分路保护空开。
5实现分级防雷
防雷器的残压是保护基站设备的最重要参数,一般来讲,泄流能力强的防雷器,响应时间长,残压高。世界上没有任何一种防雷器能满足所有混合雷电冲击波、残压以及响应时间指标要求,所以应根据基站电源设备的绝缘等级划分防雷层次,实现多级防护,对雷电能量逐级减弱,使各级防雷器残压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内。另外多级防护对于某一级防雷器失效、防雷器的残压不配合设备绝缘强度等也是必须的。我们认为应该结合YD5078-98《通信工程电源系统防雷技术规定》和基站的实际情况,从交流电力网高压线路开始,根据基站主要电源配套设备的耐雷电冲击指标和防雷器残压要求,采取分级协调的防护措施,进行基站的防雷系统设备。避雷器的直流1mAA参考电压是我们选择避雷器的绝缘要求,选用时应考虑电网的电压波动上限值和操作过电压远小于直流1mA参考电压。
实现各级防雷器的能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。电缆本身的感抗有一定的阻碍电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。当保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内时,要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,当防雷器接地线与被保护电缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的,如两级防雷器靠近或线缆长度较短时,可利用专门的退耦器件,这是无距离要求。
参考文献
[1]YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范[S].
[2]张殿富.移动通信基础[M].北京:中国水利水电出版社.
[3]金山,刘吉克,陈强.YD/T 1429-2006通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法[S].2006.
[4]曹和生,吴少丰,匡本贺.GB/T 21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].2008.
[5]张农.关于基站防雷接地的问题[J].邮电设计技术,2004(4).
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