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电涌保护在电子表中的应用 |
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| 电涌保护在电子表中的应用 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:21:14  |
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广电集团肇庆供电分公司 沈新平
摘要：电子表由于计量准确、防窃电、功耗低等优点而得到广泛使用，同时对防雷也提出了新的更高的要求。肇庆供电分公司试点安装了电涌保护器，保护台区总表和用户电子表。实践证明，电涌保护器能较好的防止电子表受雷电灾害而损坏，成为现代配网建设不可缺少的安全保障。
雷电灾害被联合国确定为世界最严重的十大自然灾害之一。21世纪，人类进入了电子时代，雷电造成灾害的方式也发生了很大的变化。因为雷电流沿避雷针、引下线流入大地的过程中，在其周边产生强大的脉冲电磁场，或入地电流形成的高电位差产生的反击等，对建筑物内的一些敏感的低压设备造成影响，轻则影响系统的正常运行，重则烧毁设备。
肇庆目前安装运行的电子表约40万只，为广东省使用电子表比例最高的地级市。肇庆市又属于雷击多发区，部分电子表在雷雨季节时有烧毁现象，造成电表损坏、人力浪费、电量损失。为避免这种现象发生，我们选择发生雷击次数较多德庆县、广宁县的20个农村台区，在2004年雨季前试点安装了100个低压侧电涌保护器，保护对象是台区总表和用户电表，经一年运行，未发生电子表受雷击而烧毁现象，效果显著。
近年来，温室效应造成全球气候变暖，随之而来的是雷雨季节的延长，雷击事故也随之大幅度上升，采用原来的直击雷防护，即避雷针是远远不够的。因为雷电流沿避雷针、引入线流入大地的过程中，会在其周边产生强大的脉冲电磁场，或入地电流形成的电位差产生的反击等，对建筑物内的一些敏感的低压设备造成影响，轻则影响系统的正常运行，重则烧毁设备。这叫做电浪涌雷击。
电力线路是雷电入侵电子设备的重要渠道，其方式主要有雷电远点袭击电力线路, 雷电近点袭击电力线和错相位雷害(又称雷电的二次破坏)。对电子表而言，一旦遭受上述雷击，低耐压水平的电子表很容易被击坏。所以，要解决电浪涌雷击，必须采用电涌保护技术。
在电源传输线正常传输情况下，电涌保护器对地呈高阻，即传输线与地线之间处于开路状态，对正常输电及用电设备的正常运行没有任何影响。当电源传输线上因雷电波、工业浪涌及瞬变等原因而形成瞬间过压时，电涌保护器在极短的时间内（≤25 ns）迅速对地导通甚至短路，将雷电流泄放入大地，电源传输线路过电压被箝制在用电设备可以承受的安全值内，使被保护的电子设备及其他用电设备免遭高压浪涌的冲击，确保安全。当雷电流过后，电涌保护器又迅速恢复高阻状态，电源传输线恢复正常输电，从而使设备正常运行。
电涌保护器能有效抑制雷电波、工业浪涌等过电压在电源传输线上的传输，具有良好的防雷功能；如带有空气开关和熔断器多重过流保护功能的电涌保护器，当电源传输线上因雷电波、工业浪涌过大时，造成严重短路，空气开关和熔断器都能起到双重过流保护，确保电网的正常供电。
电涌保护器是采用氧化物压敏电阻芯片，比低压避雷器响应时间快， 有防雷装置自我故障检测功能，防雷效果较低压避雷器好。
1 电涌保护系统的设计安装
接地系统方式，对于肇庆市来讲，农村低压配电线路都是采用TT系统接地方式供电。
等级的划分：第一级，指变压器低压侧出线或总配电柜；第二级，指分配电柜或分支线；第三级，指机房设备；第四级，指特珠要保护的设备。
地网连接方式：高、低压地网要分开，不要同网连接使用。
保护选用：第一级，一般为30 kA，野外选40 kA；第二级，20～30 kA，野外选30 kA；第三级，20 kA；第四级，10 kA。使用电压380 V或220 V。使用环境海拔不应超过2000 m；周围空气温度正常范围-5～+40 ℃，极限范围-40～+70 ℃；空气相对湿度≤85%；没有有害、有腐蚀性气体的环境。
安装要求：依据GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》和GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。电涌保护器只用在低压电源系统；高、低压地网要分开；地线接地电阻≤4Ω；被保护对象与电涌保护器之间的距离< 5 m；电涌保护器要用物体遮挡，目的是防阳光及雨水。
连接导线必须采用铜芯双层塑料或双层橡塑绝缘电线，最小截面积应符合有关规定。连接导线应平直，其长度不宜大于0.5 m，其目的是降低引线上的电压，从而提高SPD的保护安全性能。
接地装置验收项目应包括接地装置的结构和安装位置，接地体的埋设间距、深度、安装方法，接地装置的接地电阻，接地装置的材质、连接方法、防腐处理，随工检测及隐蔽工程记录等。
接地线验收项目应包括接地干线的长度、截面、敷设方法及其与等电位接地端子板的连接方法，接地线之间的连接方法。
电涌保护器验收项目应包括电涌保护器的安装位置，连接方法和连接导线规格，电源线路各级电涌保护器的参数选择及能量配合。
2 电涌保护在肇庆的安装使用情况
为避免电子表在雷雨季节时烧毁造成电表损坏、人力浪费、电量损失，经过全市调查和统计分析，我们选择发生雷击次数较多德庆县、广宁县的20个农村台区。这20个台区共安装了2839只电子表，在2003年共被雷击毁的电子表为102只，比例为3.5%。为此，在2004年雨季前我们试点安装了67个低压侧电源电涌保护器，保护对象是台区总表和用户电子表，经过一年运行，未发生电子表受雷击而烧毁现象，效果显著。如德庆县马圩台区，经实地观察，作出以下的安装方案。
在低压侧总电子电能表前，安装一台40 kA三相电源电涌保护器进行第一级保护。
在T字型二路供电第一个用户前分别安装一台30 kA三相电源电涌保护器，进行第二级保护。
在用户最末端线路上分别安装一台20 kA三相电源电涌保护器，进行第三级保护。第一级是保护总表，第二、第三级是保护用户的电子电能表。由于这台区位于空旷的田野，环境属于野外，所以第一级选用40 kA，第二级选用30 kA，第三级选用20 kA。
相线连接，第一级采用16 mm2的BVV电线，第二、三级采用10 mm2的BVV电线，相线长度≤0.5 m。
接地端连接导线。第一级采用25 mm2的BVV电线。第二、三级采用16 mm2的BVV电线。
地线的接地电阻≤4 Ω，并采用等电位连接。
台区竣工验收后经过一年的运行，电子表没有发生被雷击烧毁的现象。
经过在德庆县、广宁县安装电涌保护器来保护电子表，雷击时没有发生烧毁电子表，取得了良好效果，但还存在一些问题还需改进和完善：
·电涌保护器还需加强检测方面的功能，如增加检测雷击次数功能等；
·安装时应将高、低压地网分开。因为雷击时高压避雷器会产生很高的残压，对低压电涌保护器造成很高的电位差，这些电位差严重时会损坏低压电涌保护器。
随着经济建设的迅猛发展，农村电网改造加快，电子表由于计量准确、防窃电、功耗低等优点而得到广泛使用，因而对防雷也提出了新的更高的要求。实践证明，性能良好的电涌保护防雷系统可以防患于未然，成为现代配网建设不可缺少的安全保障。对于保护电子表这个课题，虽然通过试点取得一些经验，但还存在了一些问题，针对这些问题，需不断去克服和改进，期望把电子表防雷的工作做得更好。
参考文献
[1] 王凯. 变被动为主动，主动与被动相结合——县、乡、镇雷电防护的新方法、新概念[J]. 防雷世界商情,2004,(11).
[2] 王功胜. 浅谈高层建筑物的防雷与接地[J]. 防雷世界,2004,(6).
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