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軌道交通電源系統數據系統的防雷措施

來源:德恩拓 發布時間:2014-9-1 9:23:48

  在我國,地鐵是城市公共交通的重點發展方向,深圳地鐵三,四期工程就有十多條地鐵線路同時進行修建.大量的微電子設備在地鐵行業中得到應用,大規模集成電路的采用使系統技術得到了極大提高,但集成電路本身有著在防雷性能的不如以前使用的機電制設備,一般來講集成度越高,其設備的耐用能力也越低,設備大都處于室內,也容易遭受雷擊,其原因大多是雷電電磁脈沖過電壓沿傳輸線侵入室內設備造成的。雷擊、閃電會在輸入/輸出電源線上產生瞬間高壓、大電流,影響用戶網絡系統、服務器、計算機、信號繼電聯鎖、計算機聯鎖、區間自動閉塞等鐵路信號智能化供電設備及精密設備的穩定運行,嚴重時會造成設備損壞。近幾年來,防雷、接地系統的設計理念不斷更新,有關新材料、新工藝也得到很大發展。網絡防雷器

  一、低壓供電系統的防護

  低壓供電系統的接地和防雷是一項系統工程,根據相關國際、國內及行業標準的要求,在電力線引入UPS機房前的交流電力變壓器的高壓側和低壓側均應采取相應的防雷措施,對引入UPS機房的低壓電力電纜的長度和接地方式、機房的避雷、機房的屏蔽及機房的防雷地線等均有嚴格要求。網絡防雷器

  城市軌道交通通信系統的傳輸設備、程控交換機、專用通信設備、無線通信設備和UPS電源等都是傳輸和處理數據信息的核心設備,這些設備都是通過網絡與各地連接著,但對外的連接線路存在著絕緣強度低,過電壓和過電流耐受能力差,對電磁干擾敏感等弱點。一旦建筑物受直擊雷或附近區域發生雷擊雷電過電壓和雷擊電磁脈沖會通過供電線路、通信線路、接收天線、空間電磁感應等途徑侵入建筑物內,威脅城市交通通信系統的正常工作和安全運行。且電路的閉合、斷開的轉換操作,感性和容性負載的開關操作,短路電流的阻斷均可產生開關浪涌對各種電子設備產生損壞。

  對通信各子系統包括傳輸系統、公務通信系統、專用通信系統、專用無線通信系統、公安無線通信系統、消防無線通信系統、電視監視系統、廣播系統、時鐘系統、電源系統、區間光纜、電纜、漏泄同軸電纜、射頻電纜均采取不同措施進行防雷處理,因此整個地鐵系統的防護是一項復雜的系統工程,本文僅針對雷電波入侵的防護的第Ⅰ級防護作簡要介紹:

  二、低壓配電系統雷電防護配置

  依據GB50343-2004要求,城市軌道交通屬于A級雷電防護等級,其SPD配置將嚴格按照A級防護等級來進行配置:

  外電網引入機房建筑物應采用多級雷電防護。第Ⅰ級設在戶外交流電源饋線引入處(配電盤或第Ⅰ級設在電力開關箱后);第Ⅱ級設在電源屏電源引入側;第Ⅲ級設在微電子設備(指計算機終端電源穩壓器或UPS電源前)。網絡防雷器

  第一級防雷的目的:防止直接的傳導雷進入LPZ1區,將上萬至數十萬付的浪涌電壓限制到2500-3000伏。

  第二級防雷的目的:進一步將通過第一級防雷器的殘余浪涌電壓或限制到1500-2000伏,對LPZ1-LPZ2實施等電位連接。

  第三級防雷的目的:最終保護設備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000伏以內,使浪涌的能量不致損壞設備。

  三級防雷是因為能量需要逐級泄放,傳輸線路會感應LEMP(雷擊電磁脈沖輻射),對于擁有信息系統的建筑物,三級防雷是成本較低,保護較為充分的選擇。網絡防雷器

由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放對于有可能發生直接雷擊可能的地方,必須要進行的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,對于前級發生較大雷擊能量吸收時,會有一部分對設備或第三級防雷器而言仍然是相當巨大的能量會傳導過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經過了第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當線路足夠長時(超過15)感應雷的能量就變的足夠大,需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。網絡防雷器

   同樣,經過了第二級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當線路足夠長時感應雷的能量就變的足夠大,第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護.機房電源部分一級防雷器可用一級電源防雷器,二級采用AM60A三相四線電源防雷模塊。

 

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