陳國俊，譚永忠
Lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment
CHEN Guo-jun，TAN Yong-zhong
(Nanhai Power Bureau，Foshan，Guangdong 528200，China)
Abstract：The urgency of strengthening lightning and over-voltage protection of telecontrol equipment is expounded with specific measures presented.
Key words：telecontrol equipment；lightning protection；over-voltage protection
摘 要：闡述了加強遠動設備防雷及過電壓保護的緊迫性，并提出了具體的防護措施。
關鍵詞：遠動設備；防雷；過電壓保護
中圖分類號：TP806.3；TM862 文獻標識碼：B
由于早期RTU所選用元器件的局限性，RTU對雷電等電磁脈沖和過電壓的耐受能力很低。當雷電等過電壓和伴隨的電磁場達到某一閥值時，會導致元器件甚至設備的永久性損壞，嚴重影響RTU的可靠運行。
變電站都有比較完善的防雷系統(tǒng)，因而雷電直擊遠動設備的可能性不大，但是，雷擊附近大地、架空線路和空中雷雨云放電時直接形成的，或者由于靜電及電磁感應形成的沖擊過電壓，卻可能通過與之相連的電源線路、信號線路或接地系統(tǒng)，穿過各種接口，以傳導、耦合、輻射等形式，侵入遠動設備并釀成嚴重的干擾或事故。
因此，加強和改進遠動設備的防護，盡量減少其遭受雷電等沖擊干擾的損害，已成為變電站實現無人值班亟待解決的問題。
1 遠動設備雷擊損壞情況
南海電力局從1993年開展調度自動化工作，1996年開始試行無人值班。但是，在每年 的雷雨季節(jié)，具備四遙功能的變電站(RTU結構見圖1)，都發(fā)生多次雷電損壞RTU和當地監(jiān)控電腦串行口的事故，最多的一年達二十多起。損壞的程度不一，其中最嚴重的一次，官窯110 kV變電站因雷電損壞遙信隔離板5塊，通信擴展板1塊，主板1塊；110 kV海北、沙涌、東二等變電站共損壞通信擴展板、主板十多塊；6臺監(jiān)控電腦串行口損壞，給遠動維護護工作帶來很大的麻煩。只有很好地解決變電站遠動設備防雷擊損壞問題，才能保證變電站無人值班安全運行。
圖1 RTU結構框圖
2 遠動設備受雷電損壞的原因
2.1 變電站遠動設備與外圍設備相連接
RTU各功能模板以各種方式與其他設備直接相連。變電站中比較典型的RTU電氣連接見圖2， 其中與當地監(jiān)控電腦及微機保護裝置相連的串行通信電纜均處在控制室范圍內，二次測量、控制及信號電纜一部分則直接與高壓場地一次設備相連。
圖2 RTU在變電站中的電氣連接
2.2 RTU受雷電損壞的原因
a)電源線引入雷電
雷電引起的瞬時高電壓，如果不加遏制，直接由電源線引入RTU，會影響其電源模塊正常工作，使各功能模塊的工作電壓升高而工作不正常，嚴重時甚至會損壞模塊，燒壞元器件(IC) 。
b)通信線引入雷電
由雷電引起通信線兩端設備之間電位差直接作用于相對脆弱的串行通信口，會損壞RTU及與 其通信的設備的串行口，嚴重時會損壞整個功能板。
c)二次電纜引入雷電
直接與一次設備相連的二次連接電纜感生的感應過電壓作用于RTU的各隔離板，擊穿隔離板 輸入隔離器件，造成RTU板件損壞。
d)接地不規(guī)范
由于接地不規(guī)范，不同接地點之間雷電時易形成較高的電位差，產生的電磁干擾會影響RTU的運行，損壞RTU模板；同時，雷電引起的地電位升高，亦通過設備的接地線引入RTU，此過電壓同樣會損壞RTU模板。
3 防護措施
電子設備的防雷和過電壓保護是一個系統(tǒng)工程，必須貫徹綜合防護思想。綜合運用分流(泄流)、均壓、屏蔽、接地和保護(箝位)等技術，構成一個完整的防護體系，它適用于電力系統(tǒng)、建筑防雷和各種電子設施的通用防護模式，而對于一個特定的電子系統(tǒng)(設備)，例如遠動系統(tǒng)的防護，則需根據遠動設備的特點，結合變電站的實際情況，靈活應用，采用具體措施，構成一個完整的防護體系［1］。
近幾年，我們通過對遠動設備受雷擊損壞的分析，在實際遠行中采取了如下措施：
a)遠動設備的工作電源，可用直流電源的、優(yōu)先采用直流供電；
b)加裝電源保護器。對于采用交流電源的遠動設備(包括當地監(jiān)控用電腦)，在UPS前加裝了CRITEC交流電源防雷器。該產品工作穩(wěn)定，性能可靠，且能將輸出電壓箝位在240 V左右。即當防雷器輸入端瞬時電壓不超過6 kV時，其輸出電壓不會超過240 V。
c)加裝光電隔離器。對于所有的串行通信口，加裝9C4型光隔離長線收發(fā)器，使相互通信的兩設備通信端口之間無直接的電聯系，有效地防止通過通信線引入的過電壓；對相互通信的兩設備之間的電位差進行隔離，從而有效地保護被保護設備的串行口不被損壞。
d)解除RTU內部的信號接地點。將RTU內部的信號地與大地脫離開，防止地電位升高直接侵入 RTU而損壞RTU模塊板件。
e)采用等電位連接。在需要防雷的空間遭遇雷電等過電壓時，使所有各相關部分(電路板)不 存在明顯電位差［2］，保護電路板不受損壞。
4 結束語
從1997年開始，采用以上措施后，南海電力局運行中的RTU工作穩(wěn)定，取得了理想的運行效果，保證了無人值班工作的順利進行。
作者簡介：陳國俊(1970-)，男，湖北孝感人，助理工程師，工學學士， 主要從事變電站遙動設備的維護工作。
作者單位：南海電力工業(yè)局，廣東 佛山 528200
參考文獻
［1］ 張偉鈸.儀征輸油站儀表微機監(jiān)測系統(tǒng)的防雷及過電壓保護［J］.電網技術，1997.
［2］ 蘇邦禮.現代防雷技術最重要的是等電位連接［J］.廣東電力，1998.
