強干擾環(huán)境中的通信設備防護設計[2]

  2.工頻過電壓干擾

  工頻過電壓主要表現(xiàn)為電力系統(tǒng)變電設備發(fā)生單相接地故障時，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。

  由于工頻過電壓出現(xiàn)的場合比較特殊，對其保護原理的認識及設備的研制相對滯后。通常情況下，通信系統(tǒng)能出現(xiàn)的工頻過電壓及其幅值主要取決于以下幾種因素：(1)電力系統(tǒng)結構及運行方式；(2)設備所在變電所接地網(wǎng)狀況；(3)變電所出線回數(shù)；(4)系統(tǒng)單相接地故障電流的大小.

  當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，故障點在變電站內短路電流最大，因為部分電流經(jīng)地網(wǎng)直接回到變壓器中性點，部分經(jīng)接地的架空地線流向遠處。對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，變電所內通信站工頻過電壓幅值可按2000V計算。考慮到留有足夠的保護余度，保護設備的工頻耐壓取值一般為4000V。

  二、強干擾環(huán)境設備保護的設計思想

  大氣過電壓的保護目前已經(jīng)形成了多種方式和多級結構。一般分為配線架保護、設備級保護和板級保護。前兩種保護沿用多年，已有許多成熟的經(jīng)驗和性能優(yōu)良的保護設備。

  現(xiàn)在主要考慮板級保護問題。板級保護主要通過兩種方式來實現(xiàn)：一是通過目前最先進的電子防護器件對高電壓進行限幅；二是通過PTC熱敏電阻進行過電流保護，一旦過電流，即將內外線阻斷，使板內電路受到保護。實踐證明，這對大氣過電壓是一個很好的保護手段。

  工頻過電壓主要體現(xiàn)為地電位升高。當配電系統(tǒng)發(fā)生故障時，其入地短路電流流經(jīng)接地網(wǎng)，地網(wǎng)相對于無窮遠處的電位較高，這一高電位就可能造成對電源線及通信線路的反擊，損壞設備絕緣，造成事故。而變電站繼電保護動作時間可長達1s(后備保護動作時)，傳統(tǒng)的大氣過電壓保護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綜合防護。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甚至更高的過電壓而不損壞。它們之間通過電磁耦合方式工作，將外電源與設備電源從電路上隔離開來，一旦發(fā)生系統(tǒng)接地故障，整個站內設備處于等電位，從而保證設備正常工作。

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