雷電是一種常見的自然現(xiàn)象,約有15%雷會落到地面產(chǎn)生危害,因此有效地防止雷電對儀表系統(tǒng)所產(chǎn)生的危害,是保證儀表系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的重要前提,文章分析了雷電干擾時造成的危害及解決問題的技術(shù)---儀表系統(tǒng)防雷保護試驗。
1 引言:
雷電是自然界中強大的脈沖放電過程,基站中使用的儀表遭受著直擊雷、感應雷、雷電瞬間過電壓,零電位漂移等浪涌和過電壓的侵襲,經(jīng)常會受到各種過電壓,過電流的危害,由于電子設(shè)備工作電壓低,傳輸信號的電流很小,對外界的干擾極其敏感,雷電的電壓高達數(shù)十萬伏,瞬間電流可高達十萬安,因此具有極大的破壞條件。避雷針能防止直接雷擊,但不能阻止感應雷過電流,因此有效的防止雷電對儀表系統(tǒng)所產(chǎn)生的危害,是保證儀表系統(tǒng)安全。穩(wěn)定的重要前提。
一般說來,我們可以把雷電放電對通信基站系統(tǒng)設(shè)備可能產(chǎn)生的危害形式劃分為以下幾類:
雷電入侵的渠道
2雷電干擾對儀表的危害
雷電的破壞可分成3種情況:
1.雷電直擊,直接雷直接擊中儀表設(shè)備,損壞電子設(shè)備。
2.雷電感應,當金屬架構(gòu)、防雷裝置接閃時,在引下線內(nèi)會通過強大的瞬間電流,對周圍一定范圍內(nèi)電纜產(chǎn)生電磁感應,或者閃電在云層與云層之間發(fā)生放電而產(chǎn)生瞬態(tài)電磁場,強大的瞬變電磁場通過電阻耦合、電容耦合和電感耦合在電子設(shè)備、線路上感應出很高的瞬態(tài)過電壓,通過管道、電纜就可能將高電位引入儀表中,造成干擾和損壞。
3.雷電反擊,由于控制系統(tǒng)采用單獨接地,當儀表附近的設(shè)備或建筑物遭受雷擊或雷電擊中具有防雷裝置的建筑物或設(shè)施時,由于地電位的浮動,足以將儀表、電子設(shè)備擊穿。
對于儀表系統(tǒng)來說,由于控制系統(tǒng)安裝在有保護的建筑物內(nèi),現(xiàn)場儀表一般都安裝在設(shè)備或管道上,而它們都是良導體,另一方面,裝置區(qū)都采取了防雷措施,又加上儀表本身體積較小,因此,儀表系統(tǒng)直接“閃電”的可能性較小。然而連接現(xiàn)場儀表和控制儀表的電纜和儀表接入地的線路,則有傳導雷電感應的可能。
儀表系統(tǒng)遭受雷電干擾時,會使供電電壓跌落、瞬變、傳輸?shù)碾娦盘柈a(chǎn)生誤差,數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼,影響傳輸?shù)臏蚀_性和傳輸速率,甚至燒毀電氣設(shè)備,造成火災帶來更大的損失。
3 儀表防雷保護的驗證
安科瑞電氣測試中心致力于產(chǎn)品質(zhì)量的提升,在同行中率先引進專業(yè)的防雷測試設(shè)備,針對儀表承受來自各個方面(如:信號線路、通信線路、接地線路、電源線路)的雷擊電流瞬時沖擊。適用于通信局(站)用交流配電設(shè)備、控制系統(tǒng)、通信用交流不間斷電源、半導體整流設(shè)備和高頻開關(guān)整流設(shè)備的防雷測試。
1通信電源設(shè)備的測試設(shè)備參數(shù)符合國家標準中8/20μs的波形參數(shù)要求
沖擊電流波形
2滿足M(15kA)和L(5kA)型防雷電源設(shè)備技術(shù)要求
3試驗布置參照
4試驗步驟
4.1 采用PZ96L-E4/C進行試驗,針對直流電源端口L-N施加5kA 單方向5次;L-PE施加5kA 單方向5次;N-PE施加5kA 單方向5次。
通訊接口A&B-PE施加3kA,單方向5次;A-PE施加3kA 單方向5次;B-PE施加3kA 單方向5次。
信號輸入接口Va-Vb施加3kA單方向5次;Vb-Vc施加3kA單方向5次;Vc-Vn施加3kA單方向5次;Va-Vn施加3kA單方向5次;Vc-Vn施加3kA單方向5次;
4.2 試驗結(jié)果與改進
儀表在進行試驗時施加于直流通訊接口的干擾,儀表出現(xiàn)異響,試驗停止后,產(chǎn)品的通訊功能丟失,經(jīng)問題查找與分析,確認產(chǎn)品的通訊地未與“地”做好防護,經(jīng)改版后再次進行試驗,試驗后功能符合要求。
5總結(jié)
儀表的防雷是一項復雜、綜合的工程,通訊基站的儀表又有其應用的特殊性,實際布置中應從控制室,儀表的信號和電源線等多方面綜合考慮,需要電氣、建筑、自控等專業(yè)協(xié)同合作來實現(xiàn)。