试述工厂弱电系统的防雷保护(2)

　　三、弱电系统防雷原则和保护器选择
　　多级分级保护原则，根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程序和所属保护层确定防护要点作分类保护；根据雷电危害可能侵入的电气路径，实现对各系统从电源线到数据通信线等进行多级、多层次的保护。外部无源保护，在0级保护区即外部作无源保护，主要有避雷针（网、线、带）和接地装置（接地线、地极）。保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针（线）顶部，形成局间电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针（线）放电，再通过接地引下线，接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。
　　内部防护，电源部分防护，雷电侵害主要是通过供电线路侵入。“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置三级防护，经过逐级限压和放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。过电压保护按国家规范应分三部分：建议在高压变压器后端到楼宇总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加避雷器，作为第一级保护；在总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端应对地加装避雷器，作为第二级保护；在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应对地加装避雷器，作为第三级保护。信号部分保护，对于各类信号系统，应分为粗保护和精细保护。粗保护量级跟据所属保护区的级别确定，精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定。“信号防雷器”接入信号线路后，一方面要能切断雷电进入设备的通路，同时要能迅速对地放电，另一方面要能确保在正常状态下，通过防雷器的信号不受损害，使设备能正常工作。
　　按地处理，在计算机房及各类弱电机房的建设中，一定要求有一个良好的接地系统，因所有防雷设备都需要通过接地系统把雷电流泄入大地，从而保护设备和人身安全。如果机房接地系统做得不好，不但会引起设备故障，烧坏元器件，严重的还将危害工作人员的生命安全。另外还有防干扰的屏蔽问题及防静电问题等都需要通过建立良好的接地系统来解决。
　　电源浪涌保护器的选择，GB50057-94（2000版）和IEC61312指出：二类保护要求,应按总雷电流150KA(10×350€%eS波)来考虑浪涌保护器选择，按照其建议的雷电流分配方式其中50%即75KA是通过接地系统（水管、铠装电缆外皮或导线的保护管等）直接入地；另外50%通过安装在相线和中线上的电涌保护器入地。所以，对电涌保护器通流容量的要求最好为75KA以上。另一方面，若采取三级保护方式，要使过电压的残压于到达终端设备前能限制至1500V以下（按3C的标准要求），需要好几套第二级防雷器的同时每台电脑前加装质量较好的第三级防雷器。这样，这部分的成本就相当大了。由此，可以选择一体化的高性能电源浪涌保护器。
　　四、弱电系统防雷措施
　　多级防电源防雷措施：一级防雷，作为系统电源进线端的主级三合一防雷器，在雷击多发地带至少应有100-160KA的通流容量，可将数万甚至数十万伏的雷击过电压到数千伏，防雷器可并联安装在厂房总配电柜内的电源进线处或配房低压输出端。配电房低压输出端并联安装壹套B级电源防雷箱Cn-B4P-100，用于机房整体设备的电源第一级的防雷设备初级保护。或采用Cn电源防雷模块Cn-TP-100B，并联安装在配电房低压输出端。二级电源防雷，UPS电源防雷器，对通过电源初级防雷器的雷电能量进一步泄放，可将几千伏的过电压进一步到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，防雷器可并联安装在UPS处。具体措施：在电源总进线处，并联安装一套电源二级二合一防雷器Cn-B4P-40用于中心机房内设备的电源第二级防雷保护。或采用Cn-TP60B/4电源防雷模块。
三级防雷系统，即用电设备的末级防雷，这也是系统防雷中最容易被忽视的地方，现代的电子设备都使用很多的集成电路和精密的元件，这些器件的击穿电压往往只是几十伏，由经过一级防雷而进入设备的雷击残压仍将有千伏之上，这将对后接设备造成很大的冲击，并导致设备的损坏。作为第的二合一防雷器，要求有10KA以上的通流容量。
　　同时，如线路尽可能短、尽可能不要架空走线、有条件穿管埋线、电源线与信号线尽可能分开布划。雷电波侵入的防护主要是在线路上安装相应的防雷装置并有效接地，利用合适的线路衰减来达到防雷的目的。
　　针对监控设备，由于供电、控制及信号线路电压等级低，而很多设备又是安装在室外等特点，一般都采用在设备前安装三合一防雷装置并有效接地。联合接地时接地电阻值取弱点系统和防雷系统要求的最小值，比如防雷系统要求小于10欧姆，弱点系统要求小于4欧姆，联合接地就取小于4欧姆。防雷系统要求小于1欧姆，弱点系统要求小于4欧姆，联合接地就取小于1欧姆。
　　工厂配电网中性点电阻接地方式的可行性，中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题，有关资料表明，当电阻电流与故障点的电容电流相近或略大于电容电流，可以有效抑制弧光接地过电压幅值，并对继电保护有利。
　　提高供电的可靠性和安全性，采用电阻接地后，当发生单相接地故障时线路要立即跳闸，不能保证用户的连续供电。但化工系统的配电网，不是过去的单电源的辐射系统或树形系统，而是双电源供电系统。因此，在这种情况下，提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障运行几个小时来保证，而是靠BZT装置和短时停电再启动技术来保证。BZT装置是保证系统可靠性的重要技术手段，石化系统的配电网中几乎百分之百使用，起到了很好效果。在工厂中广泛应用的保证用电连续性的“智能型快速切换装置”可以较好地提高企业供电系统的可靠性。
　　短时停电再启动技术在系统的配电网中应用广泛，较好地保证了化工装置的安全连续运行。
　　屏蔽防雷措施的目的是阻挡空间电磁波感应、过电压以及磁场能量侵入被保护的通信设备,起到抑制、消除电磁场的干扰和危害。建筑通信机房时,房屋的六面应敷设金属屏蔽网;进出机房的电力线、信号线如无屏蔽层,从室外引入前必须穿管埋地;架空音频电缆的牵引钢丝两端应进行接地,最大限度衰减从各种导线上引入雷电高电压,以减少雷电电磁干扰。
　　隔离措施，由弱电自动化装置构成的控制系统中必须解决好接口信号的隔离,抑制传输过程中产生的各种干扰,才能使系统稳定可靠运行。电源部分可以安装交流电源隔离变压器;对于数字输入信号,大部分都利用光电隔离器或者串接各种信号防雷设备,也有一些使用脉冲变压器隔离和运算放大器隔离;对于数字输出信号也是主要采用光电隔离器或者串接各种信号防雷设备。对于模拟量输入信号,可采用安装音视频隔离变压器、光隔离器等进行隔离。对于计算机网络接口,可以采用专用的网络防雷器,距离较远时可采用光纤进行传输。