电源监控系统防基本措施

摘要：根据雷击基本原理，分析电源监控系统在雷击中的损坏现象，提出电源监控系统的防雷措施，即在工程设计中引入防雷区的概念，在防雷区的交界处配置防雷器。简单介绍电源防雷器和信号防雷器的性能和安装，介绍接地线阻抗的简单计算和正确选用以有效防雷。
关键词：防雷监控系统 信号防雷器 接地
1.监控系统必须防雷
通信电源监控系统在各电信局已安装和运行多年了，在运行中系统受雷击损坏的事故时常发生，不仅监控设备受损，有时被控设备的通信口也损坏，造成很大的经济损失。
监控系统在设计中，一般也考虑了系统防雷问题，但往往忽略了个别电信局的特殊情况，而雷击损坏就恰恰在这个局发生。
本文对系统运行中发生的雷击损坏现象进行初步分析，提出方案设计和工程设计中应采取的措施，以尽可能防止雷击损坏。
2.雷电简述

2.1 大楼受雷击的途径
⑴由附近的对地雷击引起的地电位反击
二座邻近的楼当附近有对地雷击时，其地电位变化是不同的，因此存在地电位差，其大小决定于雷电大小、接地电阻和楼间距离。如楼间有信号线，则将承受高压冲击，据资料介绍，电缆或建筑物附近100米以内的雷击，能感应5KV和1.25KA的浪涌。

⑵对建筑物的直接雷
直接雷的雷电流可通过建筑物的避雷导线系统流入大地，除了使地电位升高外，当电流快速流过长导体时，因导体的自感而在导体的二端产生电势，一根30米的避雷导线可产生1.5MV电势，使附近的无金属保护的靠墙电缆会出现‘闪络’，避雷导线和附近的电缆间还可由电容或电感耦合产生电压，一个距避雷导线1米的10米×10米的回路，当避雷导线的电流为2kA/μs时，峰值电压可达9.5kV。??

⑶由电力线被直接雷击或感应雷击
直接雷打在高压线上，通过变压器的电容耦合产生浪涌电压（在高压线上200kA的雷击，可在低压屏产生6kV的浪涌电压）,?足以引起设备损坏。

直接打在高压线上的雷击概率较小，90%的雷电放电发生在云与云之间，电力线会因电磁感应或静电感应产生二次雷击。

雷雨云之间的放电，因电磁辐射而在电力线上感应出脉冲，称电磁感应雷；雷雨云的静电荷电场，会在电力线表面感应出电荷，当该雷雨云的电荷与其它雷雨云接闪后，电力线表面的电荷被释放，向二边放电，称静电感应雷。上述两种感应雷，在架空或埋地的导线上产生电流或电压冲击波，沿导线经接口进入设备，即所谓雷电波窜入，对监控系统危害极大。

⑷雷电电磁脉冲波（LEMP）
雷电放电的dv/dt及di/dt均很高，其电磁辐射很大。雷电波的主频为1k~10kHz，高频为5MHz~10MHz。电磁波可通过建筑物的门、窗和电子设备机箱上的空洞、缝隙，直接作用于设备的元、器件，引起故障。雷电波的主频不高，对大地而言，其穿透深度可达15~50m，埋在地下的通信和电力电缆将受到影响。

2.2防雷区（LPZ）
在建筑物内可将需要保护的空间划分为多个防雷区，以规定各区的雷电电磁脉冲（LEMP）的严重程度。图2为IEC?1312-3《雷电电磁脉冲的防护第三部分：电涌保护器的要求》中描述的一个非屏蔽材料建成的建筑物。
避雷针保护范围以外的为LPZ0A区，避雷针保护范围以内的为LPZ0B区，电力线经SPDI（浪涌保护器件I）进入的区域为LPZ1，经SPDII进入的区域为LPZ2，再经SPDIII进入的区域为LPZ3。