حفاظت در برابر صاعقه و مشکلات اضافه ولتاژ تجهیزات ارتباطی

 

از آنجایی که در ساخت شبکه ارتباطی حفاظت صاعقه ای تجهیزات ارتباطی به خوبی مورد توجه قرار نمی گیرد، به ویژه اکثر تجهیزات در اتاق کنترل اصلی پست نصب می شوند، آسیب صاعقه و اضافه ولتاژ هر ساله باعث آسیب به تجهیزات ارتباطی می شود.مشکلات حفاظت از صاعقه و اضافه ولتاژ تجهیزات ارتباطی قریب الوقوع است.در سال های اخیر حفاظت صاعقه ای ارتباطات برق مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و امکانات جامع حفاظت صاعقه ای ارتباط در ترکیب با تحول شبکه ارتباطی بهبود یافته و نتایج قابل توجهی به دست آمده است.

راه های نفوذ رعد و برق یا اضافه ولتاژ به تجهیزات ارتباطی

در شبکه های ارتباطی در سال های اخیر، آسیب به تجهیزات ارتباطی توسط صاعقه، منبع تغذیه ارتباطی، فرستنده و گیرنده تجهیزات ارتباطی مایکروویو، مدار کاربر تجهیزات ارتباطی یا آسیب مدار رابط اکثریت قریب به اتفاق را تشکیل می دهد.نتایج آماری نشان می دهد که بیش از راه های زیر برای نفوذ رعد و برق یا اضافه ولتاژ به تجهیزات ارتباطی وجود ندارد:

1 صاعقه مستقیماً برخورد می کند یا به خطوط انتقال و توزیع نزدیک برخورد می کند و موج رعد و برق به تجهیزات برق در اتاق کامپیوتر در امتداد خط برق نفوذ می کند و به کلید برق، بیمه، ماژول اصلاح و تبدیل، پنل برق ارتباطی و غیره آسیب می رساند. .

2 صاعقه مستقیماً به برج آنتن مایکروویو برخورد می کند و موج رعد و برق به سرعت به تجهیزات ارتباطی در امتداد فیدر آنتن حمله می کند و مستقیماً به قسمت واحد فرستنده گیرنده متصل به فیدر آسیب می رساند و باعث قطع ارتباط می شود.

3 صاعقه مستقیماً به کابل نوری یا خط کابل هوایی ارتباطی برخورد می کند و اضافه ولتاژ لحظه ای ایجاد شده روی خط به سرعت در امتداد کابل نوری یا غلاف فلزی کابل یا هسته تقویت کننده به هر دو انتهای خط به داخل اتاق تجهیزات منبسط می شود و به اتاق تجهیزات آسیب می رساند. پانل دستگاه مستقیماً به کابل نوری متصل می شود یا آسیب به پنل وصله امنیتی، برد مدار کاربر یا برد مدار رابط مستقیماً به کابل ارتباطی متصل می شود.

4 صاعقه مستقیماً به صاعقه گیر در برج یا پست برخورد می کند و جریان صاعقه از طریق هادی پایینی میله صاعقه به شبکه زمین می ریزد و باعث افزایش پتانسیل زمین می شود.هنگامی که تجهیزات زمین ضعیف باشد و مقاومت مقاومت زمین زیاد باشد، باعث آسیب به تجهیزات میکروالکترونیک می شود.

5 هنگامی که یک خط یا باسبار حادثه اتصال به زمین در پست رخ می دهد، جریان خطا به شبکه اتصال به زمین تخلیه می شود و جریان بزرگ زمین به شبکه اتصال به زمین می ریزد و باعث می شود که پتانسیل زمین به سرعت در مدت زمان کوتاهی افزایش یابد و همچنین باعث آسیب به شبکه شود. تجهیزات میکروالکترونیکی

6 هنگامی که خط ارتباطی به زیر خط برق اضافه می شود، هنگامی که عایق بطری چینی خط برق خراب می شود، خط برق به خط ارتباط تخلیه می شود یا خط برق روی خط ارتباط همپوشانی می کند و باعث نفوذ جریان قوی می شود. اتاق کامپیوتر در امتداد هسته استحکام فلزی کابل نوری یا کابل ارتباط صوتی.، باعث آسیب به تجهیزات ارتباطی یا آسیب شخصی شود.

نقص در حفاظت صاعقه ای ایستگاه های ارتباطی

برای حفاظت در برابر صاعقه ارتباطات برق، ما بازرسی های حفاظت از صاعقه را یک به یک بر اساس "مقررات مدیریت عملیات حفاظت صاعقه ایستگاه های ارتباطی سیستم قدرت" انجام دادیم.نتایج بازرسی نشان می‌دهد که ایستگاه‌های ارتباطی منفرد همچنان به درجات مختلف دارای نقص هستند و مشکلات رایج عمدتاً در جنبه‌های زیر آشکار می‌شوند:

1. بیشتر اتاق های ارتباطی در ساختمان های اداری از ادارات تبدیل شده اند.شبکه اتصال به زمین استاندارد نیست، مقاومت زمین فردی بیشتر از 5Ω است، و گذرگاه اتصال به زمین حلقوی وجود ندارد.قطر سیم اتصال به زمین تجهیزات نازک است.

2. برخی از منابع تغذیه AC به محافظ اضافه ولتاژ مجهز هستند، در حالی که برخی دیگر مجهز نیستند.اکثر ایستگاه های ارتباطی به محافظ های اضافه ولتاژ منبع تغذیه DC مجهز نیستند و ورودی های برق تجهیزات ارتباطی مجهز به وریستور نیستند.

3 با توجه به محدودیت شرایط محیطی در محل، خطوط کابل ارتباطی فردی مستقیماً به اتاق تجهیزات وارد می شوند و مستقیماً دفن نمی شوند.نوع جدید قاب توزیع گیره ای برای اتصال نامناسب است و جفت سیم خالی کابل به زمین متصل نیست.

4 سیم کشی دیجیتال و قاب سیم کشی امنیتی صوتی در پست در قاب فرستنده گیرنده نوری مونتاژ می شوند و سیم اتصال به زمین واحد سیم کشی امنیتی به گذرگاه اتصال به زمین متصل نیست.

5 اکثر دستگاه های کنترل از راه دور RTU در پست ها از رابط های RS232 برای اتصال به تجهیزات ارتباطی مانند مایکروویوهای "یک نقطه دسترسی چندگانه"، گیرنده های نوری و غیره استفاده می کنند. اغلب اتفاق می افتد که برد رابط RS232 پس از رعد و برق می سوزد.بیشتر ارت دستگاه های RTU مستقیماً روی فولاد کانال ترانشه با پیچ ثابت می شود (فولاد کانال با توری زمین جوش می شود) و زمین ضعیف است.

بکارگیری اقدامات جامع حفاظت از صاعقه برای ایستگاه های ارتباطی

با توجه به کاستی‌های صاعقه‌گیری ایستگاه‌های ارتباطی، در سال‌های اخیر، حفاظت جامع صاعقه‌ای را با توجه به اصول کلی و اقدامات رایج حفاظتی صاعقه‌گیر ایستگاه‌های ارتباطی اتخاذ کرده و تأسیسات حفاظت صاعقه را متحول و بهبود بخشیده‌ایم. از ایستگاه های ارتباطی

1 اصل کلی حفاظت در برابر صاعقه عبارت است از:

(1) از محافظ خارجی برای هدایت بیشتر جریان صاعقه به زمین برای تخلیه استفاده کنید.

(2) از محافظ اضافه ولتاژ برای مسدود کردن امواج اضافه ولتاژ وارد شده در امتداد خطوط برق، خطوط داده و خطوط سیگنال (حفاظت داخلی) استفاده کنید.

(3) از محافظ اضافه ولتاژ برای محدود کردن دامنه ولتاژ افزایش در تجهیزات محافظت شده استفاده کنید.

(4) از جداساز نوری برای جداسازی رابط RS232 بین ارتباطات و RTU برای جلوگیری از اتصال الکتریکی تجهیزات رابط استفاده کنید.

 

2 روش ها و تکنیک های کلی حفاظت در برابر صاعقه:

(1) مجموعه ای از کمربندهای خوب حفاظت در برابر صاعقه ساختمان و شبکه های حفاظت در برابر صاعقه را تنظیم کنید و آنها را به همراه میله های فولادی اصلی زمین کنید.

(2) تجهیزات خارجی (آنتن و غیره) باید تا حد امکان در زاویه حفاظت شبکه حفاظت در برابر صاعقه ساختمان قرار گیرند:

(3) اقدامات مشترک زمین را اتخاذ کنید.

(4) یک صاعقه گیر ویژه با عملکرد قابل اعتماد در هر ورودی و خروجی منبع تغذیه، سیگنال یا خط داده نصب کنید.

(5) تجهیزات داخلی باید تا حد امکان از رسانای صاعقه دور نگه داشته شوند.

(6) سیم کشی داخلی، از جمله انواع خطوط انتقال، باید حلقه ها را به حداقل برساند، ترجیحاً با سیم های محافظ و در هر دو انتها به زمین متصل شود.

3 مقاوم سازی سیستم زمین حفاظت در برابر صاعقه.

(1) شبکه اتصال زمین ساختمان دیسپاچینگ و ارتباط بازسازی شد و مشخص شد که برخی از تسمه های زمین به دلیل خرابی شبکه اصلی زمین برای سال ها شکسته شده است.چهار شبکه اتصال زمین را مجدداً در چهار طرف ساختمان ارتباطی تعبیه کنید.الکترودهای زمین از فولاد زاویه گالوانیزه 50mm×50mm×5mm ساخته شده اند.فولاد مسطح گالوانیزه برای تشکیل یک دستگاه اتصال به زمین جوش داده می شود.چهار شبکه اتصال به زمین به ترتیب به شبکه های زمین متقارن در اتاق های کامپیوتر در هر طبقه از ساختمان ارتباطی با یک فولاد مسطح متصل می شوند.پس از تبدیل، مقاومت زمین 0.5Ω است که الزامات را برآورده می کند.

(2) زمین اتاق تجهیزات ارتباطی را در هر ساختمان اداری تغییر دهید، شبکه زمین را گسترش دهید، تعداد قطب های زمین را افزایش دهید یا بیش از دو شبکه اتصال به زمین بگذارید.مقاومت زمین را به کمتر از 1Ω کاهش دهید.

(3) فولاد مسطح گالوانیزه 40 میلی متر در 4 میلی متر برای تشکیل یک گذرگاه اتصال به زمین حلقه ای در اتاق ارتباط استفاده می شود و چهار گوشه به شبکه اتصال به زمین متصل می شوند.تمام اجزای فلزی مانند پوسته تجهیزات، گرمایش و سینی کابل در اتاق تجهیزات با سیم های مسی 35 میلی متر مربع به شبکه اتصال به زمین در نزدیکی آن متصل می شوند.

(4) تجهیزات ارتباطی در پست و محفظه دستگاه کنترل از راه دور RTU با سیم های مسی چند رشته ای 35 میلی متر مربع به همان نقطه از گذرگاه اتصال به زمین پست متصل می شوند تا اختلاف پتانسیل را از بین ببرند.

(5) انتهای بالایی، میانی و پایینی غلاف فلزی فیدر مایکروویو "یک نقطه با دسترسی چندگانه" را تا حد امکان به برج آهنی و در ورودی اتاق ماشین به گذرگاه اتصال به زمین متصل کنید.تست مقاومت زمین هر برج مایکروویو الزامات را برآورده می کند.

(6) برای ساختمان ارتباط دیسپاچینگ، از آنجایی که اتاق های کامپیوتر مانند تله کنترل، دیسپچ، سوئیچ، فیبر نوری، مایکروویو و منبع تغذیه در ساختمان وجود دارد، اتصالات زیادی بین اتاق های کامپیوتر و ارتباط بین کابل های مختلف صوتی وجود دارد. و کابل کواکسیال پیچیده است.اگر پتانسیل اتاق تجهیزات بالا رود، تهدیدی برای سایر تجهیزات اتاق تجهیزات خواهد بود.بنابراین، زمین این اتاق‌های تجهیزات باید با یک سیستم زمین مشترک متحد شود تا پیوند همسان پتانسیل زمین هر اتاق تجهیزات محقق شود.

4 حفاظت در برابر صاعقه سیستم قدرت

(1) خط برق وارد شده به اتاق ارتباط از کابل برق زیرزمینی استفاده می کند و هر دو انتهای غلاف فلزی کابل به خوبی زمین می شود.

(2) سمت ولتاژ بالا ترانسفورماتور توزیع به برقگیر اکسید روی ولتاژ بالا و سمت ولتاژ پایین به برقگیر متصل می شود.محفظه ترانسفورماتور و زمین برقگیر به طور یکنواخت به شبکه اتصال به زمین متصل شده و به خوبی به زمین متصل می شوند.

(3) منبع تغذیه در اتاق ارتباطات اقدامات حفاظت از نوسانات چند سطحی را اتخاذ می کند.باس AC به طور موازی با یک محافظ اضافه ولتاژ 380 ولت متصل می شود.ورودی AC منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا به طور موازی با یک محافظ اضافه ولتاژ 380 ولت متصل می شود.ورودی برق -48 ولت با یک وریستور سطح اول متصل می شود.قطب مثبت منبع تغذیه تجهیزات ارتباطی به ترتیب در سمت منبع تغذیه و سمت تجهیزات به گذرگاه اتصال به زمین متصل می شود.

(4) منبع تغذیه تجهیزات ارتباطی در پست به دلیل کمبود تجهیزات ارتباطی در اتاق کنترل اصلی همراه با سایر تجهیزات پست نصب می شود.منبع تغذیه DC از منبع تغذیه 220 ولت DC پست گرفته شده است و توسط ماژول DC/DC برای تجهیزات ارتباطی به منبع تغذیه -48 ولت تبدیل می شود.بنابراین، یک دستگاه حفاظت از اضافه ولتاژ AC سطح اول 380V/100G بر روی باس AC کابین الکتریکی مورد استفاده در پست به عنوان حفاظت صاعقه سطح اول نصب می شود.یک محافظ برق 48 ولت DC در سمت خروجی 48 ولت ماژول DC/DC نصب شده است.در نهایت یک وریستور 48 ولتی در ورودی 48 ولت تجهیزات ارتباطی نصب می شود.

(5) تمام کابینت های توزیع برق AC و DC در اتاق تجهیزات زمین هستند.سیم اتصال زمین محافظ AC مستقیماً از گذرگاه اتصال به زمین کشیده می شود.استفاده از سیم خنثی به عنوان سیم محافظ زمین AC به شدت ممنوع است.

5 حفاظت در برابر صاعقه از خطوط سیگنال مختلف

با توجه به وضعیت واقعی هر ایستگاه ارتباطی، اقداماتی مانند حفاظت از نوسانات و ایزوله فوتوالکتریک برای محافظت از تمام خطوط سیگنال ورودی و خروجی از اتاق ارتباط و رابط بین تجهیزات ارتباطی و سایر تجهیزات اتخاذ می شود.به منظور جلوگیری از نفوذ ولتاژ یا اضافه ولتاژ ناشی از صاعقه از آسیب رساندن به تجهیزات ارتباطی.

(1) خطوط کابل ارتباطی ایستگاه های ارتباطی فردی را که مستقیماً وارد اتاق کامپیوتر می شوند، بازسازی کنید، سیم فولادی را در قطب پایانه خط زمین کنید، و کابل ارتباطی را به صورت افقی برای بیش از 10 متر دفن کنید و وارد اتاق کامپیوتر شوید.غلاف فلزی کابل های ارتباطی که وارد اتاق تجهیزات می شوند به خوبی به زمین متصل شده اند.

(2) کابل‌های نوری معمولی، کابل‌های نوری خط لوله، و کابل‌های نوری خود نگهدار، همگی کابل‌های نوری غیرفلزی هستند.برای کابل‌های نوری با هسته‌های تقویت‌شده فلزی یا غلاف‌های فلزی، قبل از ورود به اتاق تجهیزات، میله‌های ترمینال یا چاه‌های کابل ترمینال باید به کابل‌های نوری غیرفلزی تبدیل شوند تا به اتاق تجهیزات منتقل شوند.

(3) تمام کابل های صوتی، خطوط تلفن و خطوط سیگنال باید ابتدا به دستگاه امنیتی صوتی وصل شوند که وارد اتاق کامپیوتر می شوند تا از ولتاژ افقی و عمودی جفت کابل جلوگیری کنند.انتهای اتصال به زمین هر واحد امنیتی پچ پانل باید به خوبی به زمین متصل شود تا از عملکرد طبیعی دستگاه امنیتی اطمینان حاصل شود.

(4) با وجدان اقدامات حفاظت از زمین را برای غلاف کابل و سیم خالی وارد شده به اتاق تجهیزات اجرا کنید.جفت سیم خالی کابل باید به موقع روی قاب توزیع متصل شود تا از وارد شدن ولتاژ ناشی از صاعقه در انتهای سیم باز و آسیب رساندن به تجهیزات جلوگیری شود.قاب های توزیع مشروط می توانند از شاخه های اتصال کوتاه اتصال به زمین استفاده کنند که می توانند مستقیماً در جفت سیم کشی سقفی قرار داده شوند که راحت و انعطاف پذیر است.پس از اینکه معمولاً تعویض جفت خط بررسی شد، وضعیت زمین جفت هوا باید به موقع بررسی شود.

(5) برای سایر سیگنال های حرفه ای مانند کنترل از راه دور، اقدامات جداسازی باید قبل از ورود به تجهیزات ارتباطی انجام شود: سیگنال خروجی آنالوگ صوتی توسط مودم توسط یک ترانسفورماتور صوتی ایزوله می شود.سیگنال داده با استفاده از رابط RS232 توسط یک جداکننده اپتوالکترونیک ایزوله می شود تا اختلاف پتانسیل زمین را حذف کند.

علاوه بر این، با قضاوت از آسیب به رابط تجهیزات ارتباطی Chaoyang، رابط RS232 اغلب آسیب دیده است و رابط RS422 هرگز آسیب ندیده است.مشاهده می شود که توانایی ضد تداخل تراشه رابط RS232 به خوبی تراشه رابط RS422 نیست.بنابراین در جایی که شرایط را داریم به جای رابط RS232 به انتقال کانال RS422 تغییر داده ایم.توصیه می شود تا حد امکان در آینده تجهیزات جدید را به جای RS232 به رابط 64K، RS422 یا 2M تغییر دهید.

(6) سیگنال شبکه با استفاده از رابط RJ45 ابتدا از محافظ برق شبکه عبور می کند و سپس به رابط تجهیزات ارتباطی متصل می شود.برای اکتساب توان، حفاظت رله، اتوماسیون یکپارچه، MIS و کنترل بار، سیگنال هایی که از رابط های 2 مگابیت بر ثانیه استفاده می کنند باید ابتدا از یک محافظ موج کواکسیال سیگنال 2 مگابیت بر ثانیه عبور کرده و سپس برای جلوگیری از نوسانات به تجهیزات انتقال ارتباطی متصل شوند.نفوذ ولتاژ.در برخی جاها، MIS، کنترل منفی و سایر اتاق های کامپیوتر با اتاق کامپیوتر ارتباطی همراه نیستند و فاصله نسبتا طولانی است.فرستنده های فیبر نوری را می توان برای جداسازی فوتوالکتریک استفاده کرد.اول، فاصله انتقال طولانی است، و دوم، جداسازی سیگنال مورد نیاز است.سوم، انتقال فیبر نوری ضد تداخل و محافظت در برابر صاعقه است.نتایج بهتر.

(7) پس از اینکه فیدر مایکروویو "یک نقطه دسترسی چندگانه" وارد اتاق ماشین شد، یک محافظ صاعقه سیگنال فرکانس بالا کواکسیال را در انتهای ورودی فیدر نصب کنید و پوسته محافظ باید به خوبی زمین شود.در انتخاب محافظ باید پهنای باند مناسب در نظر گرفته شود.