強(qiáng)干擾環(huán)境中的通信設(shè)備防護(hù)設(shè)計(jì)[2]

  2.工頻過(guò)電壓干擾

  工頻過(guò)電壓主要表現(xiàn)為電力系統(tǒng)變電設(shè)備發(fā)生單相接地故障時(shí)，短路電流在變電所接地電阻上產(chǎn)生的電位升高或者通信線路與電源線直接搭碰。

  由于工頻過(guò)電壓出現(xiàn)的場(chǎng)合比較特殊，對(duì)其保護(hù)原理的認(rèn)識(shí)及設(shè)備的研制相對(duì)滯后。通常情況下，通信系統(tǒng)能出現(xiàn)的工頻過(guò)電壓及其幅值主要取決于以下幾種因素：(1)電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式；(2)設(shè)備所在變電所接地網(wǎng)狀況；(3)變電所出線回?cái)?shù)；(4)系統(tǒng)單相接地故障電流的大小.

  當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，故障點(diǎn)在變電站內(nèi)短路電流最大，因?yàn)椴糠蛛娏鹘?jīng)地網(wǎng)直接回到變壓器中性點(diǎn)，部分經(jīng)接地的架空地線流向遠(yuǎn)處。對(duì)地電位升高起作用的是真正的入地電流，即流經(jīng)地網(wǎng)接地電阻的電流。

  通常情況下，變電所內(nèi)通信站工頻過(guò)電壓幅值可按2000V計(jì)算?？紤]到留有足夠的保護(hù)余度，保護(hù)設(shè)備的工頻耐壓取值一般為4000V。

  二、強(qiáng)干擾環(huán)境設(shè)備保護(hù)的設(shè)計(jì)思想

  大氣過(guò)電壓的保護(hù)目前已經(jīng)形成了多種方式和多級(jí)結(jié)構(gòu)。一般分為配線架保護(hù)、設(shè)備級(jí)保護(hù)和板級(jí)保護(hù)。前兩種保護(hù)沿用多年，已有許多成熟的經(jīng)驗(yàn)和性能優(yōu)良的保護(hù)設(shè)備。

  現(xiàn)在主要考慮板級(jí)保護(hù)問(wèn)題。板級(jí)保護(hù)主要通過(guò)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：一是通過(guò)目前最先進(jìn)的電子防護(hù)器件對(duì)高電壓進(jìn)行限幅；二是通過(guò)PTC熱敏電阻進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)，一旦過(guò)電流，即將內(nèi)外線阻斷，使板內(nèi)電路受到保護(hù)。實(shí)踐證明，這對(duì)大氣過(guò)電壓是一個(gè)很好的保護(hù)手段。

  工頻過(guò)電壓主要體現(xiàn)為地電位升高。當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，其入地短路電流流經(jīng)接地網(wǎng)，地網(wǎng)相對(duì)于無(wú)窮遠(yuǎn)處的電位較高，這一高電位就可能造成對(duì)電源線及通信線路的反擊，損壞設(shè)備絕緣，造成事故。而變電站繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)1s(后備保護(hù)動(dòng)作時(shí))，傳統(tǒng)的大氣過(guò)電壓保護(hù)器件大都采用限幅型器件(如氧化鋅壓敏電阻、雪崩二極管等)，其工頻耐受水平顯然無(wú)法企及。

  為有效解決這一矛盾，我們采用限幅型防雷器件加隔離變壓器的方式來(lái)綜合防護(hù)。與普通變壓器相比，隔離變壓器原、副邊匝數(shù)相等，其原、副邊繞組間，繞組與鐵芯及屏蔽層間的絕緣很好，可以承受10kV甚至更高的過(guò)電壓而不損壞。它們之間通過(guò)電磁耦合方式工作，將外電源與設(shè)備電源從電路上隔離開(kāi)來(lái)，一旦發(fā)生系統(tǒng)接地故障，整個(gè)站內(nèi)設(shè)備處于等電位，從而保證設(shè)備正常工作。

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