【摘要】弱电设备（通信设备）如何防止感应雷是目前电力系统防雷体系中较为薄弱的一项，本文从通信原理出发，结合本人的实践经验对其如何防护提出一些看法。
【关键词】变电站；弱电设备；雷电防护
引言
目前我国在各行各业的各种建筑楼宇和站房多数仍采用传统的富兰克林避雷针（带）保护建筑物的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，实践证明不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。
微电子技术的突破及电网的高速发展带动电力通信进入一个日益辉煌的发展时期，电力通信也由原来的单一模拟通信技术发展到现在的多元化大规模数字通信技术，譬如电力载波、音频电缆、集群通信、电台通信、一点多址通信、微波通信、卫星通信、光纤通信等等。随着电网技术的发展这些电子信息设备的应用也日趋广泛，数量与规模也正不断扩大。但是，该类电子信息设备的工作信号电压不断降低，因此其抗干扰、抗雷电的能力极弱，对电磁环境的要求也很高，所以随着电子信息设备的广泛应用，雷击的危害也将日趋严重。
由于目前我国相关行业标准的不完善，现在大部分电力变电站二次及通信系统未加装防雷器（SPD），因而发生于变电站通信系统的雷击隐患日益突出，这些危害主要分为以下几种：
1、发生雷击引起的损坏通信设备、接口电路、通信交直流电源，导致变电站自动化装置瘫痪，通信调度电话中断，对生产造成重大损失。
2、发生雷击损坏继电保护系统当中的微机保护装置的通讯接口电路，从而导致设备间通讯中断，轻则增加巡视人员的工作量和增加维修更换通讯接口模件的成本，重则引起继电保护相应误动、拒动等相关故障从而引起停运、失压而造成重大损失。
3、发生雷击造成二次系统微机保护装置交流、直流端口损坏，会直接造成设备停机且无法重启，甚至会引起设备停运造成重大损失。
4、部分地区有的变电站虽也设置了弱电设备（通信系统）防雷保护，但未考虑系统防雷，忽略电源及相应等电位系统的重要性，从而导致雷击时电源部分被摧毁，直接后果与功效与不用防雷器一样，容易造成通信设备因过电压停机或烧毁通信设备，造成重大损失。
事实与运行经验证明，目前单靠传统的避雷针、避雷器、避雷带等外部避雷设施已不足以防护雷电或开关产生的过电压对微电子设备的冲击，进行内部系统的雷击浪涌防护和加装SPD（电涌保护器）是迫切的和必须的。
同安电力公司内厝变电站担负着厦门市翔安区东部15%的供电任务，随着电力系统现代化、信息化进程的不断发展，变电站通信机房内安装有大量的光通信设备及网络办公自动化设备，这些大量的自动化微电子设备承担着该站无人值守的自动化信号、网络信息、调度电话及行政办公电话等等。由于该变电站通信机房建设较早，对雷电的防护较为欠妥，每年的雷雨季节及雷雨天机房的设备时常有遭受雷击的现象发生，严重危及变电站机通信设备的正常运行。这些故障不但造成经济损失也严重危及变电站的正常运行。为此我们在2004年11月对该变电站通信机房进行一次较规范的防雷接地改造，工程改造完成至今，虽经历过几次雷雨天（变电站其它设施有多次遭受雷击的现象）机房内所有的通信设备均能够正常运行。相应改造主要从以下几方面进行：
1、电源线路的防护
据国际IEC/TC-81及国家原邮电部统计数据表明，微电子设备遭受雷击损害70%以上是由电源线路过电压引起的。电源部分的防雷保护及过电压保护是整个综合防护的重点及难点。当雷击发生在楼层或通信铁塔时，强大的雷电流及其高强度瞬变电磁场会对周围导体产生过电压（绝大多数的雷害都是因为这类二次感应而造成）。是故对设备的供电电源必须安装电源浪涌保护器（SPD），安装电源SPD应采取分级保护、逐级泄流的原则。根据IEC61312及GB50057-94（2000年版）相关规定，电源浪涌避雷器分为多种等级，所以在电源防雷器的级间配合中，我们注意采用相应的级间的相隔距离配合，同时能量匹配和响应时间也要注意做好配合。我们在内厝变主控室站用变配电柜通信电源出线处安装一组B级电源三相组合防雷器，采用德国PHOENIX CONTACT公司生产的FLT35-260型电源避雷器4个，该产品为火花间隙型，额定通流量（10/350us波形）为35KA，最大通流量可达60KA，保护电压为≤4KV。在通信机房的楼层分配电箱即泰坦直流稳压电源进线处安装一组C级电源过压保护器，采用德国PHOENIX CONTACT公司生产的VAL-MS/3+1型电源三相组合过压保护器1套，该产品额定通流量（8/20 us波形）为20KA，最大通流量可达40KA。保护电压为1.5KV。三级电源浪涌吸收器安装于设备的前端，采用法国SOULE公司生产的MPS025-280插座型避雷器，该产品最大通流量可达8KA（8/20us波形），保护电压为1.3KV，具有共差模保护。以上三种产品均具有故意老化指示及热脱扣功能。产品具有ISO9001认证及国家公安部颁发的销售许可证。
2、信号线防雷
我们系统的信号线是感应雷电波侵入的一个主要途经，因此，根据规范要求对进出机房的不同信号线（如远动信号、语音信号、保护信号、数据信号等等）应考虑加装相应的信号避雷器。对于信息系统，应分为粗保护和细保护。粗保护的量级根据所属保护区的级别来确定，细保护则要根据电子设备的敏感度来进行确定。目前电力系统通信方式是模拟通信与数字通信并存，要做好信号线防雷工作，关键在于首先要了解信号传输方式、物理接口、阻抗特性、信号电平值等等。
针对内厝变通信机房语音及数据时常遭雷击的情况，可在PCM用户出口处安装两个数据信号避雷器，采用法国SOULE公司生产的ETRJ45-100A型数据避雷器。对音频接口线各安装一个法国SOUL公司生产的FMRJ11-180A型数据模拟信号避雷器，该避雷器的频宽100MHZ，插入损耗≤-3dB，响应时间为1ns，通流量达500A（8/20波形）。对机房的VDF安装几排广东天威公司生产的YB200型音频信号避雷器，该避雷器的插入损耗≤0.5dB，响应时间≤25ns，通流量达5KA（8/20波形）。
同时把光缆的金属护套和金属芯线在尾纤盒进设备之前，对芯线和金属护套做接地处理，以达到避雷目的。
3、等电位联接
IEC61312和GB50057-94（2000年）在标准中明确指出，等电位连接是内部防雷防过压措施的一部分，其目的在于尽量减少雷电流所引起的电位差。其在系统中占有非常重要的位置。处理好等电位连接是防雷系统工程不可缺少的一部分，等电位的目的是减小各地网之间、信息设备之间和信息设备与对应金属构件之间的电位差，它是防雷系统工程的一个重要组成部分。因此，我们对通信机房内均安装均压母排，同时对进出机房及机房内的金属管道、桥架等部件要做好等电位联接。对机房内所有的电子通信设备做接地处理，关键是接地线采用BVR16mm多股铜塑线，在敷设安装抗静电活动地板的机房，则应在其抗静电地板下加装抗静电泄流网格，使机房的电磁场均匀分布，利于散流。
机房电源线管道防雷接地保护接地电子设备信号线防静电地板等等电体门窗。
4、接地装置
在专业上，接地是防雷的基础。在系统的通信机房中，要求一定要有一个良好的接地系统。其原因在于所有防雷系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地来保设备和人身安全。而如果机房接地系统做得不好，不但会引起设备故障，烧坏元器件，严重地还将危害工作人员的生命安全。因此，可以说接地装置是整个防雷系统工程的根。除此之外还有防干扰的屏蔽问题、防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解决。
对机房接地引下的改造，我们把原简易接地引下线BVR10mm铜塑线改成两条L40*4的热镀锌扁钢在远离强电的地方与变电站的地网进行可靠的焊接，且所有的焊接点均做好防腐防锈处理，通过改造大大提高接地的可靠性及进一步降低机房的接地电阻。
尾声
综上所述，随着电力系统现代化、信息化进程的不断发展，电力通信在整个电力系统中已占据举足轻重的地位。电网的自动化和现代化都离不开通信，现代防雷技术与传统的防雷相比已有了一个质的飞跃，现代防雷技术是采用综合治理、层层设防、立体防御、系统保护的原则。一个完整的防雷方案主要包括两个方面，即外部的防护和内部（如感应雷）的防护。这两道防线，相互配合，各尽其职，缺一不可。这就是本文所极力阐述的。
参考文献
[1]国家建筑物防雷设计规范---GB50057-94（2000年版）
[2]国家建筑物电子信息系统防雷设计规范---GB50343-2004
[3]电力系统通信站防雷运行管理规程---（DL548-94）
[4]电力系统通信站管理规程---（DL/T544-94）
[5]福建省电力系统通信站防雷运行管理规定
注释：雷击的危害：主要有直击雷和感应雷两种危害。