电源系统的防雷保护(1)引入通信机房的电力线采用地下电力电缆,电缆金属护套两端均良好接地。(2)配电变压器高压侧接高压氧化锌避雷器,低压侧接电源防雷器。变压器机壳、避雷器地统一接到地网上,并接地良好。(3)通信机房内电源采用多级浪涌保护措施。交流母线上并接一级380V过电压保护器;高频开关电源交流入并接一级380V过电压保护器;-48V电源入口处接一级压敏电阻。通信设备电源正极在电源侧和设备侧分别接到接地母线上。(4)在变电所内的通信设备电源,由于通信设备少,与其它变电所设备一起安装于主控室。直流电源取自变电所220V直流操作电源,经DC/DC模块变换成-48V电源供通信设备。因此,在变电所用电柜交流母线上安装一级380V/100G交流过电压保护装置,做为一级防雷;在高频开关电源入线处装一级交流防过电压保护器,在DC/DC模块48V输出侧装一级48V直流浪涌保护;后,在通信设备48V入口装48V压敏电阻一只。(5)机房内所有交、直流配电柜机壳均做接地保护,交流保护接地线从接地母线上直接引出,严禁采用中性线作为交流保护接地线。
室外箱变的防护电涌电流的分配当电源由室外箱变引至设有防雷装置的建筑物内时,GB50057-20104.3.8条第4款要求:应在低压电源线路引入的总配电箱、配电柜处装设Ⅰ级试验的电涌保护器。室外箱变处如何设置电涌保护器呢?设有防雷装置的建筑物内的电气和电子系统,可能遭受雷击(S1损害源)时的地电位反击,也可能承受室外箱变及其埋地线路遭受雷击(S3损害源)的闪电电涌侵入。按照GB50057-2010,通常可仅考虑更严酷的地电位反击危害。如果不考虑其他服务设施分流的因素(或引入处采用非金属管道和非金属线路)的前提下,根据电阻耦合原理,雷击建筑物的全部雷电流在建筑物的接地装置和室外箱变的地之间分配,见图4。根据相关试验,施加雷电流i为200kA、10/350μs雷电流,建筑物和室外箱变的接地电阻R1=R2=30Ω时,电力电缆长度分别取50m、500m和1000m,雷电流分布见图5(引自GB/T19271.3-2005/IECTS61312:2000《雷电电磁脉冲的防护第3部分:对浪涌保护器的要求》,此规范已于2017年12月15日废止)。在冲击电流的初始阶段,雷电流的分配由系统的电感确定,到冲击电流的波尾阶段,电流的变化率较小,电涌的分配将由系统的阻抗确定,即:随着室外电缆长度增加,电源线路的阻抗增大,进入室外箱变接地装置的雷电流会相应减小。因此,雷电流的分配依据接地路径的阻抗分配,为方便估算,通常建筑物电气装置的接地极∞和室外箱变接地极之间按50%—50%分流原则。
影响土壤电阻率的主要因素(1)土壤的种类:土壤的种类是决定土壤电阻率的重要因素,不同种类的土壤之间的电阻率可能会相差数百数千倍。天津防雷检测工程国外研究者将土壤的电阻率分布范围很广。(2)含水量:决对干燥的土壤是绝缘体,随着土壤颗粒中含有水分的增加,其中电阻率会下降。(3)温度:物质的电阻率是随着温度变化的,土壤也不例外。当土壤温度降低到零摄氏度及以下时,由于土壤中水分结冰,土壤冻结,其电阻率急剧增加大;当土壤电阻率开始下降。但是,当土壤温度上升得很高,到达一百摄氏度以上时,土壤中含有的水分开始蒸发,其电阻率又会增大。(4)其他因素:除了含水量与温度外,当土壤中含有碱、酸和盐类无机电解质时,由于这些电解质的电离,使得土壤电阻率会比较低(含金属矿物质也是如此),考虑到这一情况,可以人为的向土壤中掺入电解质来减少土壤的电阻率。另外,土壤的电阻率还与土壤结构的疏密程度有关,土壤本生的颗粒越紧密,其中电阻率也就越低,但这种紧密性对土壤电阻率影响程度也因土壤电阻的种类不同而显示出差异。砂土及岩石受压后土壤颗粒之间不易紧密,电阻率降低得不明显,而黏土和值腐土等受压后土壤易于紧密,其电阻率下降幅度较大。总之,在埋设接地体时,应将接地体附近的土壤夯实,这样做一方面可以降低接地体周围土壤的电阻率,减小散流电阻;另一方面,也能增强接地体表面与土壤的接触紧密性,达到减小接地电阻的目的。