Мълниезащита за електроцентрали

С увеличаването на капацитета на електрическата мрежа и непрекъснатото подобряване на нивото на автоматизация, много енергийни отдели на ниво окръг са внедрили значителен брой компютри и други микроелектронни устройства в селскостопанските електрически мрежи. Някои микроелектронни устройства работят при напрежение от само няколко волта и предават информационни потоци от само микроампери.

Те са изключително чувствителни към външни смущения, а смущенията и щетите, причинени от преходни електромагнитни полета, генерирани от токове на мълнии, са още по-сериозни за микроелектронните устройства. По време на сезона на гръмотевични бури някои окръжни енергийни отдели често изпитват щети на диспечерски сгради, автоматизирани системи за показване на енергийните отдели, комуникационни системи за свързване (модеми, носещи машини, програмируеми превключватели) и т.н., което води до значителни преки и непреки икономически загуби. Въпреки че някои мерки за мълниезащита са приети за някои системи за автоматизация на електроразпределението, все още възникват аварии с мълния поради тяхната неадекватност.

Нива на устойчивост на импулс за микроелектронни устройства

Силата на импулса на TTL цифровите схеми е най-слабата сред всички микроелектронни устройства. Импулсно напрежение с ширина 10 V и 30 ns може да причини повреда на TTL вериги; Магнитното поле, създадено от токове на мълния, може да причини неизправност на микроелектронните устройства. Дори ако каналът за ток на мълния е на 1 км без електромагнитно екраниране, ако няма електромагнитно екраниране. Защита от напрежение и UPS от пренапрежение Мълния или проникващи вълни, които проникват на закрито по протежение на захранващата линия, причиняват внезапно повишаване на напрежението, което води до повреда на UPS системите и свързаните устройства. Въпреки че някои UPS системи са оборудвани с варистори (предпазители от пренапрежение), все още е трудно да защитите ефективно себе си и следващите микроелектронни устройства. За захранващите устройства надежден и ефективен метод за мълниезащита е да се въведат три нива на защита с подходящи ограничители на пренапрежение на всяко ниво, така че изходното напрежение на затягане да отговаря на определените изисквания.

Защита от пренапрежение на носещата машина

Частите на носещата машина, които са податливи на повреда при удар от мълния, обикновено са захранването, потребителската линия и радиочестотната платка. Високочестотната платка обикновено има разрядна тръба с известна устойчивост на мълния; Секцията за захранване може да приеме гореспоменатия метод за защита от пренапрежение. Поради несъответствието между напрежението на звънене и напрежението на разговор, трябва да се внимава при проектирането на защитни устройства за потребителския терминал, за да се гарантира, че и двете части могат да бъдат ефективно защитени при две различни напрежения.

Най-добрият начин е да поставите предпазители вътре в носещата машина. Въпреки това, имайки предвид практическите ситуации, външно монтираните защитни модули трябва да бъдат проектирани по-всеобхватно.

За постигане на добри резултати трябва да се използва четиристепенна защита за защита на потребителските линейни модули, програмно контролирани комуникационни линии, модеми и сигнални линии от защита от пренапрежение. Желателно е устройствата за защита от пренапрежение да имат функции като автоматична аларма за повреда на модула в защитните модули и в същото време автоматично да записват появата на пренапрежения, без да губят записите след прекъсване на захранването.

Заземяване и екраниране

Доброто заземяване е от решаващо значение за мълниезащитата. Колкото по-ниска е стойността на земното съпротивление, толкова по-ниска е стойността на пренапрежението. Следователно, при икономически разумни условия, трябва да се положат усилия за намаляване на устойчивостта на почвата, доколкото е възможно.

Комуникационните станции в сгради с комуникационна обработка трябва да споделят заземителни системи с енергийното оборудване на сградата и, ако е възможно, да ги свързват директно към мълниезащитни заземителни мрежи. Ленти за изравняване на напрежението трябва да се монтират в помещения, съдържащи комуникационно оборудване, с кръгли заземителни пръти около тези помещения.

При електрическите диспечерски комуникации, специализираното оборудване на цялостна сграда изисква отделни заземяващи системи, които могат да бъдат свързани към основното заземяване на сградата чрез искрови междини или ограничители на пренапрежение, за да осигурят изолация по време на нормално време, като същевременно изравняват потенциалите по време на удари на мълния. Всички други аспекти, свързани със заземяването, трябва стриктно да отговарят на съответните разпоредби.

Екраниране

За да се намалят електромагнитните смущения, причинени от мълния, армировката на сградата и металните подове на помещението за комуникационно оборудване и комуникационния контролен комплекс трябва да бъдат заварени заедно, за да образуват еквипотенциални клетки на Фарадей. Ако оборудването има високи изисквания за екраниране, трябва да се монтира метална екранираща мрежа от всичките шест страни на помещението с оборудване, свързваща екраниращата мрежа с равномерно разпределените заземителни пръти в стаята. Въздушните линии трябва да бъдат заменени с екранирани кабели, след като са били свалени от крайните стълбове в станцията; Външните комуникационни кабели трябва да използват екранирани кабели, като двата края на екраниращия слой са заземени. За кабели с бронирани и екранирани слоеве, и бронираният, и екраниращият слой трябва да бъдат заземени в единия край, докато само екраниращият слой е заземен в другия край. Кабелите, поставени на закрито, трябва да бъдат заровени повече от 10 m хоризонтално под земята, преди да достигнат дълбочина над 0,6 m. Неекранираните кабели трябва да преминават през галванизирани стоманени тръби, вкопани хоризонтално на повече от 10 m под земята с добро заземяване в двата края на тръбите. Инсталирането на резистори за пренапрежение между електропроводите и външните стоманени тръби може да подобри защитата от мълнии.

Комплексни мерки за мълниезащита

За да се предотвратят щети от удари на мълнии върху автоматизираните системи за разпределение на електроенергия, трябва да се приеме политика на „всеобхватна защита, интегрирано управление и множество мерки за защита“. В допълнение към горните мерки за защита и заземяване, металооксидните отводители на пренапрежение трябва да се инсталират както на високото, така и на ниското напрежение на разпределителните трансформатори, свързани към три общи заземени точки. Устройствата за защита от пренапрежение трябва да бъдат инсталирани на външни връзки, например в програмно управлявани разпределителни табла или модеми. Когато устройства като RTU са далеч от екрани, трябва да се инсталират и предпазители от пренапрежение на сигналната линия.

Стриктното спазване на разпоредбите за мълниезащита за заземяване и използването на нови технологии и устройства, като същевременно се прилагат цялостни мерки за мълниезащита, са критични средства за значително намаляване на щетите от удари на мълнии върху системите за автоматизация на електроразпределението на областно ниво. Доброто заземяване и екраниране, съчетано с устройства за защита от пренапрежение, може значително да подобри устойчивостта на защитеното оборудване към удари на мълния.