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        電力企業(yè)信息系統(tǒng)的整體防雷保護

        2015-09-01 22:34:21何偉明
        中國高新技術(shù)企業(yè) 2015年32期
        關(guān)鍵詞:防雷保護信息系統(tǒng)電力企業(yè)

        何偉明

        摘要:信息系統(tǒng)在電力企業(yè)中極其重要,而雷擊對其信息系統(tǒng)有著很強的破壞作用,這是對電力企業(yè)很大的威脅。文章根據(jù)雷電破壞機理,提出了整體的防雷要求,即將外部防雷和內(nèi)部避雷密切結(jié)合,并根據(jù)電力企業(yè)的實際情況,闡述了信息系統(tǒng)防雷應具備的技術(shù)原則和要采取的有效措施。

        關(guān)鍵詞:電力企業(yè);信息系統(tǒng);防雷保護;等電位連接;防雷要求 文獻標識碼:A

        中圖分類號:TM863 文章編號:1009-2374(2015)32-0138-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.074

        在我國的華南地區(qū),雷電比較頻繁,而且非常具有威脅性,比較容易發(fā)生雷電干擾和破壞電力企業(yè)計算機系統(tǒng)的事故,這對計算機系統(tǒng)的各類電子設備造成極大的損壞,甚至會使整個系統(tǒng)癱瘓。因為計算機系統(tǒng)受損,所以一切以此為基礎的工作無法正常進行,不僅帶來了極大的經(jīng)濟損失,也為人們的生活帶來了很大的不便。調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司非常重視防雷工作,也充分認識到其重要性,并于2008年對計算機系統(tǒng)進行了升級,用最新的技術(shù)手段進行防雷保護。

        1 整體防雷保護技術(shù)

        1.1 防雷保護的三道防線

        雷電具有非常巨大的能量,當它們都集中在閃擊點的時候,就能夠?qū)χ锘驑?gòu)筑物帶來毀滅性的破壞。由于它最開始是對外部結(jié)構(gòu)進行閃擊,所以防雷的第一道防線就是外部防雷,在具體的實施中,一般是利用金屬接閃體迎擊雷電,并用下線將電流導向大地,這樣雷電就被導開,而建筑物則避免被閃擊的危險。

        雷擊除了閃擊破壞建筑物,它在閃擊的時候還會產(chǎn)生非常強大的電磁脈沖(雷電的二次效應),它能夠?qū)τ嬎銠C系統(tǒng)產(chǎn)生很大的破壞。因為普通的計算機系統(tǒng)的電子設備是無法承受住線路上產(chǎn)生的高達數(shù)百萬伏浪涌過電壓和數(shù)百千安的瞬間電流的,這就可能直接導致計算機癱瘓。因此,阻塞過電壓波(內(nèi)部避雷保護),限制被保護設備上的浪涌過電壓幅值(過電壓保護),是防雷保護的第二、三道防線。

        1.2 防雷保護的技術(shù)措施

        IEC的防雷技術(shù)組(TC/81)一直在研究雷電現(xiàn)象,并做了大量的實驗,收集到了許多有效的資料和數(shù)據(jù),最終在此基礎上提出了分級保護、整體防雷的理論體系。即將外部防雷、內(nèi)部避雷過壓保護和接地技術(shù)三者統(tǒng)一,從而實現(xiàn)從外到內(nèi)的整體防雷系統(tǒng)。防雷的具體措施主要是四要素,即均壓、分流、屏蔽、接地技術(shù)。

        2 整體防雷保護技術(shù)的應用

        避雷器對于防雷具有不可替代的重要作用,它是一種等電位連接體,線路需要并聯(lián)對地安裝,這就成為了雷電流疏放的重要渠道。避雷器常態(tài)都處在高阻抗狀況,但是一旦遇到雷擊就會迅速導通,通過線路將雷電電流導向地面,而且大地、設備、線路都處在等電位上,這樣就不會有太大的強電勢差,從而保證設備不受過大的損壞。

        然而雷擊或雷擊感應具有巨大的能量,如果只是依靠單一的避雷器件,是難以讓所有的雷電流導入大地的。EIC考慮到了這個問題,于是確立了分級、分區(qū)防雷的理論體系。這種體系強調(diào)的是要根據(jù)不同區(qū)域、不同磁場強度的空間采用不同的避雷過壓保護器件。而且它們之間需要相互協(xié)調(diào),這樣才能夠在雷擊的時候迅速將雷電流引入地面,從而使自身免受破壞,并且這樣也能夠延長避雷器的壽命。

        2.1 電源系統(tǒng)的防雷保護

        在計算機等電力系統(tǒng)中,實現(xiàn)防雷保護十分必要。電源系統(tǒng)作為其中重要的組成部分,做好電源系統(tǒng)的防雷保護也是防雷措施中的一項重要內(nèi)容。在電源系統(tǒng)中,電力進線處設置安裝避雷器,尤其是雷電波容易侵入處,通過此類方法實現(xiàn)對電源系統(tǒng)的避雷過壓保護。在防雷過程中,遵守的技術(shù)原則簡述如下:(1)根據(jù)防雷保護級別選擇合適電源避雷器。在不同的環(huán)境條件和技術(shù)要求下,對于電源系統(tǒng)的防護要求是不同的,保護級別也有差異。根據(jù)實際保護需要選擇合適的電源避雷器,注意電壓保護水平和額定通流容量的選擇;(2)注意電源避雷器的重要特性。殘壓選擇性是電源避雷器的重要特性,在電源避雷器的選擇中,選擇低殘壓,并且為避免在雷擊過程中由于工作電壓過低被破壞,需要通入合適的工作電壓,一般要保證足夠高的最大連續(xù)電壓,以達到預期效果;(3)應增加電源避雷器預警模塊。由于電源避雷器會出現(xiàn)失效等情形,應該就此類問題增加相應的預警指示,并配備匹配的遙控端口,實現(xiàn)電源避雷器工作情況的檢測和管理,并能有效維護;(4)做好電源避雷器的發(fā)火措施。主要是加強電源避雷器的阻燃功能;(5)在電源避雷器中裝備合適的失效分離裝置。在工作中為應對失效現(xiàn)象的發(fā)生,必須配備失效分離裝置,起到正常供電和避免雷擊的雙重作用;(6)電源避雷器安裝注意事項:連接引線的選擇。連接引線首先要求短,并且截面積盡可能大,達到25mm2以上,建議把阻燃型銅導線緊湊并排使用;接地線的選擇與連接。與接引線一樣,要保證大的截面積,最好是25~35mm2的阻燃型多股銅導線,注意連接方法和連接地點的選擇,選擇就近與接地網(wǎng)直接連接。

        這里以調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司為例,具體分析技術(shù)原則在電源系統(tǒng)防雷系統(tǒng)中的應用。根據(jù)基本原則,該公司完善了三級避雷過壓保護:第一級是把電源避雷器直接并聯(lián)在市電總開關(guān)(低壓配電房)的輸出端,采用的是DEHNVentilVGA280/4型避雷器(基本參數(shù):最大通流量100kA,測試波形8/20μs,殘壓小于2.5kV);第二級是把電源避雷器以并聯(lián)的方式安裝在交流配電屏(計算機房)的輸出端,采用的是采用DEHNguard385/3+l型避雷器(基本參數(shù):最大通流量40kA,測試波形8/20μs,殘壓小于1.5kV);第三級是利用保護器,以并聯(lián)聯(lián)接的方式,把其接入到中心設備前端,是通信機柜等中心設備,主要利用ASP品牌的保護器,該公司利用的是國內(nèi)組裝完成的插座式的浪涌保護器。

        2.2 通信系統(tǒng)的防雷保護

        通信系統(tǒng)防雷保護的技術(shù)原則:(1)在數(shù)據(jù)線路中,接口避雷器以串聯(lián)的方式進行接入,并且要保證其作用不會影響數(shù)據(jù)的傳輸;(2)在接口以及轉(zhuǎn)接過程中,盡可能減少轉(zhuǎn)接方式的使用,這樣會減少插損,并選擇合適的避雷器,尤其注意數(shù)據(jù)接口的選擇,注意接口速率;(3)在上述的接口速率中,若接口速率較高,在避雷器選擇中,可以就漏電流、插損等方面綜合考慮,選擇合適的數(shù)據(jù)避雷器;(4)由于信號工作電壓差異,保護避雷器的選擇過程中應該注意選擇合適的動作電壓和限制電壓,總之,注意數(shù)據(jù)接口的選擇;(5)數(shù)據(jù)避雷器接地連接必須達到安全可靠,接地線以及引線的選擇尤為重要,截面積要有保證,同時接地線的連接中采取就近可靠連接方式,與被保護的數(shù)據(jù)設備的地線進行連接。

        在通信系統(tǒng)的避雷防護中要緊緊按照上述原則進行相應的實施,這里提供一個案例作為參考:在通信系統(tǒng)中把避雷器以串聯(lián)的方式接在服務器RJ45信號接口和通信機柜中的專線MODEM進線端RJ45接口上,這里選擇的避雷器是2只DEHNUGKF/R4J5型避雷器(基本參數(shù):最大通流量5kV,測試波型8/20μs,殘壓小于35V)。

        2.3 計算機房的接地改造

        接地系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)避雷過壓保護技術(shù)中起著關(guān)鍵作用。它一般包括了防雷接地、保護接地、防靜電接地等類型,而且它們之間又各不相同。一般情況下,會分設獨立接地體,然而一旦遭遇雷擊,各接地體之間會存在電勢差,這就容易造成反擊事故,從而對計算機系統(tǒng)造成破壞。所以要想更好地防雷,應當以整體防雷技術(shù)為依據(jù),將所有接地系統(tǒng)等電位連接,這樣就能夠有效避免電勢差,從而減少反擊事故。

        接地系統(tǒng)的施工有嚴格的要求,特別是對計算機房的接地系統(tǒng)更是如此。調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司進行了詳細的規(guī)劃和設計,在計算機房靠近主機柜的地面安裝一個設備地線的匯集排,同時又建了均壓帶,兩者之間用95mm2的銅纜相接,并通過壓接線耳與一樓專用變壓器房的地網(wǎng)可靠連接。這樣能夠確保機房不同位置始終處于等電位。另外該大樓的現(xiàn)在走線槽和走線架能用來布放和敷設地線,當然也可以用獨立的鍍鋅鐵皮線槽,并用25mm2的銅纜與接地系統(tǒng)連接。

        3 結(jié)語

        計算機系統(tǒng)對于電力設備的運作與操作起著極其重要的作用。然而雷擊是一種自然現(xiàn)象,它很有可能損壞整個電力系統(tǒng),那么電力企業(yè)就應當更加重視防雷,以使計算機系統(tǒng)避免雷擊,從而確保整個電力系統(tǒng)的絕對安全。調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司實事求是、因地制宜,從自己的實際情況出發(fā),研究并實施了計算機系統(tǒng)整體防雷保護工程,通過避雷器等設備和相關(guān)的技術(shù)手段實施了基本的避雷過壓保護,從而達到了整體避雷的效果。

        參考文獻

        [1] 王峰.淺談電力系統(tǒng)防雷技術(shù)及其應用[J].中小企業(yè)管理與科技,2013,(9).

        [2] 蔡道倫.電力系統(tǒng)防雷措施應用探析[J].中小企業(yè)管理與科技,2014,(11).

        (責任編輯:蔣建華)

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