城市軌道交通電源系統(tǒng)的防雷保護配置

　　城市軌道交通通信系統(tǒng)的傳輸設(shè)備、程控交換機、專用通信設(shè)備、無線通信設(shè)備和UPS電源等都是傳輸和處理數(shù)據(jù)信息的核心設(shè)備，這些設(shè)備對外的連接線路存在著絕緣強度低，過電壓和過電流耐受能力差，對電磁干擾敏感等弱點。一旦建筑物受直擊雷或附近區(qū)域發(fā)生雷擊雷電過電壓和雷擊電磁脈沖會通過供電線路、通信線路、接收天線、空間電磁感應(yīng)等途徑侵入建筑物內(nèi)，將威脅到城市交通通信系統(tǒng)的正常工作和安全運行。本文就此談?wù)劤鞘熊壍澜煌娫聪到y(tǒng)的防雷保護配置。

　　在我國，地鐵是城市公共交通的重點發(fā)展方向，大量的微電子設(shè)備在地鐵行業(yè)中得到應(yīng)用，大規(guī)模集成電路的采用使系統(tǒng)技術(shù)得到了極大提高，但集成電路本身有著在防雷性能的不如以前使用的機電制設(shè)備，一般來講集成度越高，其設(shè)備的耐用能力也越低，設(shè)備大都處于室內(nèi)，也容易遭受雷擊，其原因大多是雷電電磁脈沖過電壓沿傳輸線侵入室內(nèi)設(shè)備造成的。雷擊、閃電會在輸入/輸出電源線上產(chǎn)生瞬間高壓、大電流，影響用戶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、計算機、信號繼電聯(lián)鎖、計算機聯(lián)鎖、區(qū)間自動閉塞等鐵路信號智能化供電設(shè)備及精密設(shè)備的穩(wěn)定運行，嚴重時會造成設(shè)備損壞。近幾年來，防雷、接地系統(tǒng)的設(shè)計理念不斷更新，有關(guān)新材料、新工藝也得到很大發(fā)展。

　　一、低壓供電系統(tǒng)的防護

　　低壓供電系統(tǒng)的接地和防雷是一項系統(tǒng)工程，根據(jù)相關(guān)國際、國內(nèi)及行業(yè)標準的要求，在電力線引入UPS機房前的交流電力變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)均應(yīng)采取相應(yīng)的防雷措施，對引入UPS機房的低壓電力電纜的長度和接地方式、機房的避雷、機房的屏蔽及機房的防雷地線等均有嚴格要求。

　　城市軌道交通通信系統(tǒng)的傳輸設(shè)備、程控交換機、專用通信設(shè)備、無線通信設(shè)備和UPS電源等都是傳輸和處理數(shù)據(jù)信息的核心設(shè)備，這些設(shè)備都是通過網(wǎng)絡(luò)與各地連接著，但對外的連接線路存在著絕緣強度低，過電壓和過電流耐受能力差，對電磁干擾敏感等弱點。一旦建筑物受直擊雷或附近區(qū)域發(fā)生雷擊雷電過電壓和雷擊電磁脈沖會通過供電線路、通信線路、接收天線、空間電磁感應(yīng)等途徑侵入建筑物內(nèi)，威脅城市交通通信系統(tǒng)的正常工作和安全運行。且電路的閉合、斷開的轉(zhuǎn)換操作，感性和容性負載的開關(guān)操作，短路電流的阻斷均可產(chǎn)生開關(guān)浪涌對各種電子設(shè)備產(chǎn)生損壞。

　　對通信各子系統(tǒng)包括傳輸系統(tǒng)、公務(wù)通信系統(tǒng)、專用通信系統(tǒng)、專用無線通信系統(tǒng)、公安無線通信系統(tǒng)、消防無線通信系統(tǒng)、電視監(jiān)視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、區(qū)間光纜、電纜、漏泄同軸電纜、射頻電纜均采取不同措施進行防雷處理，因此整個地鐵系統(tǒng)的防護是一項復雜的系統(tǒng)工程，本文僅針對雷電波入侵的防護的第Ⅰ級防護作簡要介紹：

　　二、低壓配電系統(tǒng)雷電防護配置

　　依據(jù)GB50343-2004要求，城市軌道交通屬于A級雷電防護等級，其SPD配置將嚴格按照A級防護等級來進行配置：

　　外電網(wǎng)引入機房建筑物應(yīng)采用多級雷電防護。第Ⅰ級設(shè)在戶外交流電源饋線引入處配電盤或第Ⅰ級設(shè)在電力開關(guān)箱后；第Ⅱ級設(shè)在電源屏電源引入側(cè)；第Ⅲ級設(shè)在微電子設(shè)備指計算機終端電源穩(wěn)壓器或UPS電源前。

　　第一級防雷的目的：防止直接的傳導雷進入LPZ1區(qū)，將上萬至數(shù)十萬付的浪涌電壓限制到2500-3000伏。

　　第二級防雷的目的：進一步將通過第一級防雷器的殘余浪涌電壓或限制到1500-2000伏，對LPZ1-LPZ2實施等電位連接。

　　第三級防雷的目的：最終保護設(shè)備的手段，將殘余浪涌電壓的值降低到1000伏以內(nèi)，使浪涌的能量不致?lián)p壞設(shè)備。

　　三級防雷是因為能量需要逐級泄放，傳輸線路會感應(yīng)LEMP雷擊電磁脈沖輻射，對于擁有信息系統(tǒng)的建筑物，三級防雷是成本較低，保護較為充分的選擇。

　　由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放，或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放對于有可能發(fā)生直接雷擊可能的地方，必須要進行CLASS-I的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備，對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，會有一部分對設(shè)備或第三級防雷器而言仍然是相當巨大的能量會傳導過來，需要第二級防雷器進一步吸收。同時，經(jīng)過了第一級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當線路足夠長時超過15米感應(yīng)雷的能量就變的足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。

　　同樣，經(jīng)過了第二級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當線路足夠長時感應(yīng)雷的能量就變的足夠大，第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。

　　三、多級防護的技術(shù)參數(shù)

　　BP8系列矩陣式雷電電涌保護器是中達電通股份有限公司按照IEC、UL、GB以及YD等相關(guān)標準精心設(shè)計、采用全新技術(shù)精工制造的新一代B級電源一體化電源防雷箱。產(chǎn)品的核心器件熱熔斷體與日本內(nèi)橋工業(yè)株式會社合作開發(fā)并原裝進口，內(nèi)部采用多元件陣列的多級冗余設(shè)計結(jié)構(gòu)，抵御強雷擊能量沖擊；配合整體沖裁的匯流銅排實現(xiàn)均流和限壓，可以將沖擊電流平均分配到MOV元件陣列，延長了產(chǎn)品使用壽命，并且能夠有效降低殘壓；由于群組中的每一單片MOV器件都工作在V-A特性的最佳點，避免了MOV工作在大電流區(qū)域，所以通過MOV器件的雷電流相對要小，殘壓會更低；每一片MOV均串聯(lián)了熔絲，具有過溫、過流脫扣保護功能，無需外置保護空開。

　　產(chǎn)品適用于精密電子設(shè)備的雷電浪涌防護。特別適用于軌道交通、無線通信基站、電訊機房、銀行機房、證券機房、網(wǎng)絡(luò)交換機房、廣播電視機房和石化控制機房等的電源Ⅰ級雷電防護。

　　BP8系列產(chǎn)品其技術(shù)優(yōu)越性在于：

　　1.矩陣模式：多元矩陣式MOV布控，具有高速的響應(yīng)時間，有效抑制雷電場的入侵。由于工藝上采用了加強型銅匯流排將雷電浪涌平均分配到特定模式上的多元矩陣式MOV陣列，而且抑制元件因雷電沖擊電流發(fā)生的自身損耗很小，甚至不損耗。所有MOV陣列都在產(chǎn)線上就嚴格測試，自動分檔配對，使高品質(zhì)電涌保護器的使用壽命可達5年以上。

　　2.熱熔斷體：產(chǎn)品設(shè)計中采用日本進口特規(guī)熱熔斷體科學匹配MOV，具有過溫度保護、過電流保護、過雷電脈沖保護，使保護器非常安全地抵御雷電浪涌入侵電網(wǎng)。

　　3.均流技術(shù)：自主研發(fā)的加強型銅匯流排將雷電浪涌平均分配到特定模式上的多元矩陣式MOV陣列的均流技術(shù)。

　　4.強化結(jié)構(gòu)：銅板一體化沖裁結(jié)構(gòu)載流，可以抵抗強雷擊，10/350μs波形可以達到30kA，8/20μs波形可以達到150kA。

　　5.劣化指示：產(chǎn)品設(shè)計中，對與每一相MOV的狀態(tài)都實時進行檢測，當檢測到部分MOV損壞時，系統(tǒng)會發(fā)出劣化告警指示。

　　6.失效指示：產(chǎn)品任何一相的MOV模塊損壞失效時，系統(tǒng)都會進行實時100%的檢測并發(fā)出告警指示，同時給出遙信輸出。

　　7.遠程告警：產(chǎn)品設(shè)計有故障失效遠程繼電器接點輸出，輸出有常開、常閉狀態(tài)，用戶可以按照要求任意選用。

　　8.雷擊計數(shù)：產(chǎn)品設(shè)計有自動雷擊計數(shù)器，該計數(shù)器為液晶顯示，為防止雷擊干擾，計數(shù)器配有電磁屏蔽防護金屬罩。

　　9.啟動電壓：產(chǎn)品設(shè)計中采用了特規(guī)制造的MOV器件，1mA壓敏電壓為600V，可以安全地用于220V/380V交流供電系統(tǒng)。

　　10.凱文接線：產(chǎn)品設(shè)計中采用了凱文接線連體雙端子，雙端子分別可以連接35mm2的多股銅線，滿足特高型避雷器的要求，同時方便用戶現(xiàn)場施工。

　　1.防雷器與接地點的接地線建議使用不小于25mm2的多股銅芯導線，其它引線建議使用不小于16mm2的多股銅芯導線，并盡可能短，連線長度不宜超過0.5米，當連接線長度超過0.5米時，應(yīng)加大連接線的截面積，連接線敷設(shè)應(yīng)短而直，連接線應(yīng)擰緊保證連接可靠；

　　2.防雷器正常工作的條件必須滿足，電網(wǎng)供電電壓應(yīng)不超出其最大運行電壓，防雷器的工作環(huán)境應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表中的要求；

　　3.防雷器安裝時應(yīng)合理走線，避免二次感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生；

　　4.所有連接線露銅部分須加絕緣套管。

　　第Ⅱ級設(shè)在電源屏電源引入側(cè)，一般的電源柜都有標配。第Ⅱ級采用MP1-40/3+NPE標稱放電電流40kA，最大放電電流80kA的SPD。

　　第Ⅲ級設(shè)在電源屏電源引入側(cè)，一般的電源柜都有標配。第Ⅲ級采用MP2-20/3+NPE標稱放電電流20kA，最大放電電流40kA的SPD。

來源：慧聰網(wǎng)

　　版權(quán)及免責聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀