Chống sét và sự cố quá áp của thiết bị thông tin liên lạc

 

Do việc chống sét cho các thiết bị thông tin liên lạc không được coi trọng trong quá trình xây dựng mạng lưới thông tin liên lạc, đặc biệt là hầu hết các thiết bị được lắp đặt tại phòng điều khiển chính của trạm biến áp nên hàng năm sự cố sét và quá áp gây hư hỏng thiết bị thông tin liên lạc.Sự cố chống sét và quá áp của thiết bị thông tin liên lạc sắp xảy ra.Trong những năm gần đây, công tác chống sét thông tin liên lạc đã được nghiên cứu, phân tích, cải tiến toàn diện các phương tiện chống sét thông tin liên lạc kết hợp với chuyển đổi mạng lưới thông tin liên lạc và đã đạt được những kết quả đáng kể.

Các cách để sét hoặc quá áp xâm nhập vào thiết bị thông tin liên lạc

Trong mạng lưới thông tin liên lạc những năm gần đây, hư hỏng thiết bị thông tin liên lạc do sét đánh, nguồn điện thông tin liên lạc, thiết bị thu phát sóng vi ba, mạch sử dụng thiết bị thông tin liên lạc hoặc hư hỏng mạch giao diện chiếm phần lớn.Kết quả thống kê cho thấy không có nhiều hơn các cách sau để sét hoặc quá áp xâm nhập vào thiết bị thông tin liên lạc:

1 Sét đánh trực tiếp hoặc đánh vào đường dây truyền tải và phân phối gần đó, sóng sét xâm nhập vào thiết bị điện trong phòng máy dọc theo đường dây điện và làm hỏng công tắc nguồn, bảo hiểm, mô-đun chỉnh lưu và chuyển đổi, bảng điện truyền thông, v.v. .

2 Sét đánh trực tiếp vào cột ăng ten vi ba, sóng sét nhanh chóng xâm nhập vào thiết bị thông tin liên lạc dọc theo bộ thu phát ăng ten, làm hỏng trực tiếp bộ phận thu phát sóng kết nối với bộ thu phát, gây gián đoạn liên lạc.

3 Sét đánh hoặc đánh trực tiếp vào cáp quang hoặc đường dây cáp truyền thông trên không và quá áp tức thời tạo ra trên đường dây nhanh chóng mở rộng dọc theo cáp quang hoặc vỏ bọc kim loại cáp hoặc lõi tăng cường đến cả hai đầu của đường dây vào phòng thiết bị, làm hỏng bảng điều khiển máy kết nối trực tiếp với cáp quang, hoặc Hỏng bảng vá bảo mật, bảng mạch người dùng hoặc bảng mạch giao diện kết nối trực tiếp với cáp giao tiếp.

4 Tia sét đánh trực tiếp vào cột thu lôi trong tháp hoặc trạm biến áp, dòng điện sét truyền vào lưới nối đất qua dây dẫn xuống của cột thu lôi làm điện thế đất tăng lên.Khi thiết bị được nối đất kém và điện trở nối đất lớn sẽ gây hư hỏng thiết bị vi điện tử.

5 Khi xảy ra sự cố nối đất đường dây hoặc thanh cái trong trạm biến áp, dòng điện sự cố phóng lên lưới nối đất và dòng điện nối đất rất lớn chạy vào lưới nối đất, làm cho điện thế nối đất tăng nhanh trong thời gian ngắn, đồng thời gây hư hỏng thiết bị vi điện tử.

6 Khi đấu thêm đường dây thông tin dưới đường dây điện, khi cách điện của bình sứ đường dây điện bị đứt, đường dây điện phóng điện ra đường dây thông tin, hoặc đường dây điện bị chồng lên đường dây thông tin làm cho dòng điện xâm nhập mạnh. phòng máy tính dọc theo lõi kim loại chịu lực của cáp quang hoặc cáp giao tiếp âm thanh., gây hư hỏng thiết bị liên lạc hoặc thương tích cá nhân.

Những khiếm khuyết trong việc chống sét của các trạm thông tin liên lạc

Đối với công tác chống sét của hệ thống điện thông tin liên lạc, chúng tôi đã tiến hành kiểm tra chống sét lần lượt theo “Quy chế quản lý vận hành chống sét của các trạm thông tin liên lạc hệ thống điện”.Kết quả kiểm tra cho thấy các trạm thông tin liên lạc riêng lẻ vẫn còn những khiếm khuyết ở các mức độ khác nhau, các vấn đề chung chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:

1. Hầu hết các phòng giao tiếp trong các tòa nhà văn phòng đều được chuyển đổi từ văn phòng.Lưới nối đất không được tiêu chuẩn hóa, điện trở nối đất riêng lẻ lớn hơn 5Ω và không có thanh nối đất hình khuyên.Đường kính của dây nối đất thiết bị mỏng.

2. Một số bộ nguồn AC được trang bị bộ bảo vệ quá áp, trong khi những bộ khác thì không.Hầu hết các trạm liên lạc không được trang bị bộ bảo vệ quá áp nguồn DC và các ổ cắm điện của thiết bị truyền thông không được trang bị biến trở.

3 Do hạn chế của điều kiện môi trường tại chỗ, các đường dây cáp thông tin riêng lẻ được dẫn trực tiếp vào phòng thiết bị và không được chôn trực tiếp.Loại khung phân phối clip-on mới không thuận tiện khi kết nối và cặp dây rỗng của cáp không được nối đất.

4 Hệ thống dây điện kỹ thuật số và khung dây bảo mật âm thanh trong trạm biến áp được lắp ráp trong khung của bộ thu phát quang và dây nối đất của bộ dây bảo mật không được kết nối với thanh nối đất.

5 Hầu hết các thiết bị điều khiển từ xa RTU trong các trạm biến áp sử dụng giao diện RS232 để kết nối với các thiết bị truyền thông như vi sóng "đa truy nhập một điểm", bộ thu phát quang, v.v ... Thường xảy ra hiện tượng bo mạch giao diện RS232 bị cháy sau giông bão.Phần lớn tiếp đất của các thiết bị RTU được cố định trực tiếp trên thép kênh của rãnh bằng vít (thép kênh được hàn với lưới nối đất) và tiếp đất kém.

Áp dụng các biện pháp chống sét toàn diện cho các trạm thông tin liên lạc

Trước những tồn tại của công tác chống sét trạm thông tin nêu trên, trong thời gian qua, chúng tôi đã áp dụng biện pháp chống sét toàn diện theo nguyên tắc chung và các biện pháp bảo vệ chung của chống sét trạm thông tin, đồng thời cải tiến, cải tiến các phương tiện chống sét của các trạm liên lạc.

1 Nguyên tắc chung của bảo vệ chống sét là:

(1) Sử dụng bảo vệ bên ngoài để hướng phần lớn dòng sét vào đất để phóng điện.

(2) Sử dụng bộ bảo vệ quá áp để chặn các sóng quá áp được đưa vào dọc theo đường dây điện, đường dữ liệu và đường tín hiệu (bảo vệ bên trong).

(3) Sử dụng bộ bảo vệ quá áp để giới hạn biên độ điện áp tăng trên thiết bị được bảo vệ.

(4) Sử dụng bộ cách ly quang điện tử để cách ly giao diện RS232 giữa giao tiếp và RTU để tránh kết nối điện của thiết bị giao diện.

 

2 Phương pháp và kỹ thuật chống sét chung:

(1) Thiết lập một bộ dây đai chống sét và lưới chống sét công trình tốt, và nối đất chúng cùng với các thanh thép chính;

(2) Thiết bị bên ngoài (ăng ten, v.v.) nên được đặt trong góc bảo vệ của lưới chống sét tòa nhà càng nhiều càng tốt:

(3) Áp dụng các biện pháp nối đất chung;

(4) Lắp đặt thiết bị thu sét đặc biệt với hiệu suất đáng tin cậy tại mỗi đầu vào và đầu ra của nguồn điện, tín hiệu hoặc đường dữ liệu;

(5) Thiết bị trong nhà nên được đặt càng xa dây dẫn sét càng tốt;

(6) Hệ thống dây điện trong nhà, bao gồm tất cả các loại đường dây tải điện, nên hạn chế tối đa các vòng lặp, tốt nhất là dây có vỏ bọc và nối đất ở cả hai đầu.

3 Trang bị thêm hệ thống tiếp địa chống sét.

(1) Lưới nối đất của tòa nhà điều độ và thông tin liên lạc được phục dựng lại, phát hiện một số đai nối đất đã bị đứt do lưới nối đất ban đầu nhiều năm bị hỏng.Nhúng lại bốn lưới tiếp đất ở bốn mặt của tòa nhà thông tin liên lạc.Các điện cực nối đất được làm bằng thép góc mạ kẽm 50mm × 50mm × 5mm.Thép phẳng mạ kẽm được hàn để tạo thành thiết bị nối đất dạng lưới.Bốn lưới tiếp đất tương ứng được nối với lưới tiếp đất đối xứng trong các phòng máy tính ở mỗi tầng của tòa nhà thông tin liên lạc bằng một tấm thép dẹt.Sau khi biến đổi, điện trở nối đất là 0,5Ω, đáp ứng yêu cầu.

(2) Cải tạo nối đất phòng thiết bị thông tin liên lạc trong từng tòa nhà văn phòng, kéo dài lưới tiếp đất, tăng số lượng cột tiếp đất hoặc bố trí nhiều hơn hai lưới tiếp đất.Giảm điện trở nối đất xuống dưới 1Ω.

(3) Thép dẹt mạ kẽm 40mm × 4mm được sử dụng để tạo thành xe buýt nối đất vòng trong phòng thông tin liên lạc và bốn góc được kết nối với lưới tiếp đất.Tất cả các thành phần kim loại như vỏ thiết bị, bộ gia nhiệt, máng cáp trong phòng thiết bị đều được nối với lưới tiếp địa gần đó bằng dây đồng 35mm2.

(4) Thiết bị liên lạc trong trạm biến áp và vỏ của thiết bị điều khiển từ xa RTU được kết nối với cùng một điểm của thanh nối đất của trạm biến áp bằng dây đồng nhiều sợi 35mm2 để loại bỏ sự chênh lệch tiềm năng.

(5) Nối các đầu trên, giữa và đầu dưới của vỏ bọc kim loại của bộ nạp vi sóng "một điểm-đa truy cập" với tháp sắt càng gần càng tốt, và với thanh nối đất ở lối vào của phòng máy.Thử nghiệm điện trở nối đất của từng tháp vi ba đáp ứng yêu cầu.

(6) Đối với tòa nhà thông tin liên lạc điều độ, vì trong tòa nhà có các phòng máy tính như điều khiển từ xa, điều độ, chuyển mạch, cáp quang, vi ba và nguồn điện nên có nhiều kết nối giữa các phòng máy và kết nối giữa các dây cáp âm thanh khác nhau. và cáp đồng trục là phức tạp.Nếu tiềm năng của phòng thiết bị tăng cao, nó sẽ gây ra mối đe dọa cho các thiết bị khác trong phòng thiết bị.Do đó, nối đất của các phòng thiết bị này nên được thống nhất thành một hệ thống nối đất chung để thực hiện liên kết đẳng thế của nối đất của từng phòng thiết bị.

4 Chống sét hệ thống điện

(1) Đường dây điện đưa vào phòng liên lạc thông qua cáp điện ngầm và cả hai đầu của vỏ bọc kim loại cáp đều được nối đất tốt.

(2) Phía cao áp của máy biến áp phân phối được nối với chống sét ôxít kẽm cao áp và phía hạ áp được nối với chống sét cung cấp điện.Vỏ máy biến áp và bộ chống sét được nối thống nhất với lưới nối đất và được nối đất tốt.

(3) Nguồn điện trong phòng truyền thông áp dụng các biện pháp chống sét lan truyền đa cấp.Xe buýt AC được kết nối song song với bộ bảo vệ quá áp 380V;Đầu vào AC của nguồn điện chuyển mạch tần số cao được kết nối song song với bộ bảo vệ quá áp 380V;đầu vào nguồn -48V được kết nối với một biến thể cấp một.Cực dương của nguồn điện của thiết bị thông tin liên lạc được nối tương ứng với thanh nối đất ở phía nguồn điện và phía thiết bị.

(4) Nguồn điện của thiết bị thông tin liên lạc trong trạm biến áp được lắp đặt trong phòng điều khiển chính cùng với các thiết bị trạm biến áp khác do thiếu thiết bị thông tin liên lạc.Nguồn điện một chiều được lấy từ nguồn điện vận hành 220V DC của trạm biến áp, và được chuyển đổi thành nguồn điện -48V bởi mô-đun DC / DC cho thiết bị thông tin liên lạc.Do đó, thiết bị bảo vệ quá áp xoay chiều 380V / 100G cấp một được lắp đặt trên thanh cái xoay chiều của tủ điện sử dụng trong trạm biến áp như một thiết bị chống sét cấp một;Một bộ bảo vệ xung DC 48V được lắp đặt ở phía đầu ra 48V của mô-đun DC / DC;cuối cùng, một biến thể 48V được lắp đặt ở đầu vào 48V của thiết bị thông tin liên lạc.

(5) Tất cả các tủ phân phối nguồn AC và DC trong phòng thiết bị đều được nối đất.Dây nối đất bảo vệ AC được kéo trực tiếp từ thanh nối đất.Nghiêm cấm sử dụng dây trung tính làm dây nối đất bảo vệ AC.

5 Chống sét cho các đường tín hiệu khác nhau

Tùy theo tình hình thực tế của từng trạm thông tin liên lạc, các biện pháp như chống sét lan truyền và cách ly quang điện được áp dụng để bảo vệ tất cả các đường tín hiệu ra vào phòng liên lạc và giao diện giữa thiết bị truyền thông với các thiết bị khác.Để ngăn chặn sự xâm nhập của điện áp do sét gây ra hoặc quá áp làm hỏng thiết bị thông tin liên lạc.

(1) Cải tạo các tuyến cáp thông tin của các trạm truyền thông riêng lẻ đi vào phòng máy trực tiếp, nối đất dây thép tại cột đầu cuối đường dây, chôn cáp thông tin theo chiều ngang trên 10m đi vào phòng máy.Vỏ bọc kim loại của cáp thông tin đi vào phòng thiết bị được nối đất tốt.

(2) Cáp quang chung, cáp quang đường ống và cáp quang tự hỗ trợ đều là cáp quang phi kim loại.Đối với cáp quang có lõi gia cố bằng kim loại hoặc vỏ bọc bằng kim loại, trước khi vào phòng thiết bị, thanh đầu cuối hoặc giếng đầu cuối của cáp phải được chuyển sang cáp quang phi kim loại để chuyển tiếp vào phòng thiết bị.

(3) Tất cả cáp âm thanh, đường dây điện thoại và đường dây tín hiệu phải được kết nối với thiết bị bảo mật âm thanh trước khi chúng vào phòng máy tính để ngăn chặn quá áp ngang và dọc của các cặp cáp.Đầu nối đất của mỗi bộ phận bảo mật bảng vá lỗi phải được nối đất tốt để đảm bảo chức năng bình thường của thiết bị an ninh.

(4) Tận tâm thực hiện các biện pháp bảo vệ nối đất đối với vỏ cáp và dây rỗng đi vào phòng thiết bị.Cặp dây rỗng của cáp phải được nối đất kịp thời trên khung phân phối để ngăn chặn việc tạo ra điện áp do sét đánh vào đầu dây hở và làm hỏng thiết bị.Các khung phân phối có điều kiện có thể sử dụng phích cắm nối đất ngắn mạch, có thể cắm trực tiếp vào các cặp đấu dây phía trên rất tiện lợi và linh hoạt.Sau khi thay cặp dây thường phải kiểm tra tình trạng nối đất của cặp dây dẫn khí kịp thời.

(5) Đối với các tín hiệu chuyên nghiệp khác như điều khiển từ xa, nên thực hiện các biện pháp cách ly trước khi đưa vào thiết bị truyền thông: tín hiệu âm thanh tương tự đầu ra của modem được cách ly về điện bằng biến áp âm thanh;tín hiệu dữ liệu sử dụng giao diện RS232 được cách ly bằng bộ cách ly quang điện tử để loại bỏ Chênh lệch điện thế đất có thể mắc nối tiếp qua dây nối đất chung trong giao diện, dẫn đến hiện tượng phản công làm hỏng mạch giao diện.

Ngoài ra, đánh giá mức độ hư hỏng giao diện của thiết bị liên lạc Triều Dương, giao diện RS232 thường bị hỏng, và giao diện RS422 chưa bao giờ bị hỏng.Có thể thấy, khả năng chống nhiễu của chip giao diện RS232 không tốt bằng chip giao diện RS422.Do đó, nơi nào có điều kiện, chúng tôi đã chuyển sang truyền kênh RS422 thay cho giao diện RS232.Chúng tôi khuyến nghị rằng thiết bị mới nên được thay đổi thành giao diện 64K, RS422 hoặc 2M thay vì RS232 càng nhiều càng tốt trong tương lai.

(6) Tín hiệu mạng sử dụng giao diện RJ45 trước tiên đi qua bộ bảo vệ xung mạng và sau đó kết nối với giao diện thiết bị truyền thông.Để thu năng lượng, bảo vệ rơ le, tự động hóa tích hợp, MIS và điều khiển tải, tín hiệu sử dụng giao diện 2Mbit / s trước tiên phải đi qua bộ bảo vệ tăng tín hiệu đồng trục 2Mbit / s, sau đó kết nối với thiết bị truyền thông tin liên lạc để ngăn chặn dòng điện.Sự xâm nhập điện áp.Ở một số nơi, phòng máy MIS, điều khiển âm và các phòng máy khác không cùng với phòng máy thông tin và khoảng cách tương đối dài.Bộ thu phát sợi quang có thể được sử dụng để cách ly quang điện.Thứ nhất, khoảng cách truyền dài và thứ hai, cần phải cách ly tín hiệu.Thứ ba, truyền dẫn cáp quang là chống nhiễu và chống sét.Kết quả tốt hơn.

(7) Sau khi bộ nạp vi sóng "một điểm đa truy cập" vào phòng máy, hãy lắp bộ chống sét tín hiệu tần số cao đồng trục ở đầu vào bộ nạp và vỏ bộ bảo vệ phải được nối đất tốt.Việc lựa chọn bộ bảo vệ cần xem xét băng thông thích hợp.