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小水电2011年第4期(总第160期)分析探讨

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乌溪江水电厂通信及计算机系统防雷措施与对策

冯建宏(浙江华电乌溪江水力发电厂浙江衢州324000)

【摘要】在乌溪江水电厂前期已采取过部分过电压防护措施的基础上，经过现场勘察，根据国家相关规范标准和要求，就电厂目前弱电系统所存在的雷击隐患及尚需完善的地方，运用现代防雷技术提出相应防雷措施及对策。图2幅。

【关键词】水电站防雷分区防雷原则

0引言

乌溪江水电厂地处浙西山区，为雷雨高发区，根据当地历年气象资料的统计，该地区的年平均雷暴日为56d左右。对弱电系统的防雷，是从上世纪80年代初开始起步的，在实践中，按避雷针、避雷器等多道防线进行防护，对水电厂弱电系统的保护起到了重要作用。随着水电厂的通信及计算机信息系统大量采用了高度集成化的电子设备，其承受过电压的能力大幅降低，使得弱电系统成为水电厂受雷电损害的主要部位。厂内的电子设备(如通信设备、计算机设备)在雷雨季节都有不同程度的雷击过电压的损害。说明原有的弱电防雷系统还存在一定的隐患，应当对原有的弱电系统采取雷电过电压的多重防护措施。

1雷电的特性与过电压的形成

1.1雷电的特性

雷电是一种自然现象，它是由雷云产生的，形成雷云必须具备以下3个条件：一是空气中含有足够的水蒸气；二是大气中的空气形成温度差，以使潮湿的空气形成强大的上升气流；三是没有破坏或妨碍强烈而持久的上升气流形成的因素。

大多数雷电放电发生在云间或云内，只有小部分是对地发生的。在对地的雷电放电中，雷电的极性是指雷云下行到地的电荷的极性。根据放电电荷量进行的多次统计，90%左右的雷是负极性的。

1.2雷电过电压的形成

雷电过电压类型有：直击雷、感应雷、球形

雷、雷电侵入波、地电位反击等。对于弱电系统而言，雷电过电压的来源主要有以下几种：

1)感应雷(感应过电压)。是指雷击建筑物或其近区时，瞬态空间电磁场造成设备的损坏。

2)雷电侵入波。又称为线路来波，是指当雷云之间或雷云对地放电时，在附近的金属管线上产生的感应过电压。

3)反击过电压。是指雷击建筑物或其近区时，造成其附近设备的接地点处地电位的升高，使设备外壳与设备的导电部分间产生高过电压而导致设备损坏的现象。

2现代防雷技术要点

现代防雷技术强调全方位防护、综合治理、层层设防。弱电系统(本文主要指通信及计算机系统)的防雷及过电压保护是一种系统工程，必须贯彻整体防护思想，综合运用分流(泄流)、均压(等电位)、屏蔽、接地和保护(筘位)等各项技术，构成一个完整的防护体系，才能取得明显的效果。

分流(泄流):主要是针对直击雷，靠接闪器经引下线和接地装置，将雷电流分流流散入地，而不流过被保护设备和部件；避免引起对系统设备的反击。

均压(等电位):是指对于同一楼层同一部位的不同电缆外皮、设备外壳、金属构架(构件)、管道做好电气搭接，以均衡电位。

屏蔽：是采用屏蔽电缆，再利用各种人工的屏蔽箱盒、法拉第屏蔽笼等和各种可以利用的自然屏蔽体来阻挡或衰减施加在系统设备上的过电压能量。

分析探讨SMALLHYDROPOWER2011No4,TotalNo160

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接地：是指将所有金属构架(构件)、管道、电缆金属屏蔽层、穿线铁管连在一起，与屏蔽笼及总接地网就近连接。

保护(箱位):是在电源线、信号线、接地线等过电压可能侵入的所有端口，装设必要的浪涌过电压保护装置(包括粗保护和细保护),将侵入弱电系统的冲击过电压筘制到设备耐压允许的水平。

2.1防雷区的划分

在国际标准0EC61312—1中描述的分区防雷的

观念已被证实是合理有效的。这个理论的基本思想是在过电压到达终端设备造成损害之前，逐级地减少它至无害的水平。由外到内，防雷分区(LPZs)被定义如下(见图1)。

以在其交界处的电磁环境有明显改变作为划分不同防雷区的特征。

LPZ0A:在建筑物外部，不受外部保护装置保护的区域。可能遭受直击雷，对雷电磁脉冲没有任何屏蔽防护。

LPZ0

LPZ0

接闪系统

“滚球半径

20m

LEMP摄机

LPZ0

SEMP

电源系统

LPZ1

铭u蒙卑售spp

加强筋基础接地极

信息网络系统

4-1(02-8-19)

LPZ0A

LEMP

LPZ1

方雷保护区

LPZ

图1雷电分区保护示意

LP