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夜上海论坛 关键词:雷击; 防雷; 分支器; 分配器
夜上海论坛 近些年,伴随着微电子技术的日益进步,发射装备由过去的电子管器慢慢向全固态电路、集成电路过渡。投入使用的固态发射机所能承受的雷电浪涌能力较低,并且广播电视采、摄、编、录、播设备正逐步向网络化、数字化方向发展。由于设备的更新换代,对防雷的对象与技术都提出了新的要求。
一、雷击分类
1.感应雷。指雷云与放电物体的距离足够近时,由于电磁场的作用,雷电向物体流动,引起金属体尖端放电的现象。感应雷包括两种:输线缆的感应雷以及电网的感应雷。其中输线缆感应雷以电缆传输并对与电缆联接的器件造成损害;而电网感应雷以电网传输并对电网联接的广播电视造成损害。
夜上海论坛 2.直击雷。指由于电力装置在地面凸起,雷云对其直接放电后产生的破坏现象。由于直击雷的放电时间短、能量巨大,且直接作用于被击物体并产生严重的破坏,所以易导致人畜死亡。对于广播电视的设施,直击雷大部分是通过发射天线和接收器袭入的。
夜上海论坛 3.雷电波。指当输电线发生感应雷时,产生高电位的冲击波并沿着不同方向快速传播。由于雷电侵入波的方向不同,其传播方向也是无规律的各个方向。雷电波会造成广播电视播出环节的干扰,甚至还可能破坏电源的终端系统。
夜上海论坛 二、分支器、分配器遭受雷击的本质
现阶段,大部的有线广播电视的电力线、网络线、铁塔等设备被安装在高处,尤其是被要求安装在高处的卫星天线,这样就为雷击创造了有利条件。由于有线广播电视的卫星天线与网络线与雷云作用而吸引下来的雷电流以及雷电压就会破坏网络工程及其产品,将对国家造成几亿或十几亿的直接经济损失。
1.雷击损害的原因
夜上海论坛 大部分的技术工程人员在广播电视工程设备进行安装时由于接地线不同、选用材料不同、选址不同等原因,使接地的电阻远超过4Ω。更严重的是没有接地线,只有很长的电线与接地板相连,其间电阻也远超过4Ω。当雷击发生时,雷电的电流与电压因电阻太大无法导入地下,只能通过有线电视网络的线路以及线路连接设备,再由设备接地线完成与大地中和电荷的过程。在通过网络设备时,极强的电流与极高的电压将对设备造成损坏。
2.分支器或分配器的雷击
夜上海论坛 假如雷击已经发生,雷电的电流与电压将通过有线电视网络的电缆线进行传导,途中经过放大器和分支器或分配器等器件后进入大地,将正电荷与负电荷相互中和后,雷击才完成全部的过程。这样就说明雷击发生时,雷电的电流与电压是经过我们的放大器、分配器或分支器的。雷电的电流与电压可以从分配器或分支器的输入端或输出端经过分支器或分配器的内部电路,从而到达对应端。下面以分支器为例分析分支器或分配器遭受雷击的过程。从电路结构看,直接电流从分支器的输入端进入,并通过导电线经过分支器内部电路后到达其对应的输出端口。同理,电压也是以相同方式经过。分支器,由于其内部构造的关系,直流电流和电压是很容易通过的,就连低频的交流电流和电压也会顺利通过。只是对高频的交流电流和电压才会产生相对较大的阻碍。所以,高频的交流电流和电压在这种结构的分支器中有阻抗变的作用,即分支器与分配器的作用。因为雷电电流和电压都是以直流电流与直流电压的形式流动的,不是高频交流电流与不是高频电压的形式。所以,根据上述分析的情况,这样的分支器对于雷电的电流和电压没有阻碍作用,正好是雷电直流的电流与电压都会轻易通过。即分支器是没有防雷功能的,并且雷电的电流与电压可以顺利经过这种产品。同时,由上面的分析可以知道:在雷电主区的地方,雷电的电流和电压是十分强大的,并且由于有的铜箔地方比较细小,远比导电线在环形磁心上进行绕数圈的直径细小。因此,相互连接处的铜箔都在发生雷击时,会被雷击强大的雷电电流烧融化而飞开。若是铜箔相比于导电线在环形磁心上进行绕数圈的直径大,那么相互连接处常会发现由于雷击时铜箔被烧融化而产生的飞开的线头。有时因为雷电的电流过于强大,分支器内部还会产生火花以及气体,并且由于气体的膨胀作用,将冲开分支器的封盖,这也是会经常发现的分支器雷击现象。
夜上海论坛 3.由于电缆腐化,造成雷击损坏
此外,还有一种引起雷击破坏分支器以及分配器的原因。目前,由于有线广播电视网络的同轴电缆在安装时,其屏蔽接地网线在接头处的封闭性十分差,网线常常暴露在保护层外面。随着时间的推移,同轴电缆的接头在经过风吹雨打后,电缆因为腐化将变成绝缘的材料体,从而产生接地线的电阻变成无穷大。另一方面,随着分配器以及分支器的接头同样因为腐化而脱落,导致接地线的电阻也变成无穷大。因此,在雷电的电流与电压导入的时候,雷电的电流与雷电的电压在通过电缆后,雷电的电流与电压经过分支器和分配器的内部结构作用,将会通过电缆的线心进而继续传导。在技术工人多年的维修中发现:一般在雷电来临时,使用时间较长的分支器或分配器较一些新安装的分支器与分配器出现损坏的现象相对来说很多并且很严重。这也是现在的分配器或分支器在雷电的电流与雷电的电压来临时,遭受破坏分支器或分配器的原因之一。
夜上海论坛 三、分支避雷的技术
夜上海论坛 分支、分配避雷技术的基础理论,即在分支器与分配器安装双尖端避雷放电针接地板和接地线。在雷击主区的地方,雷电的电流与电压是很大的,在分支器和分配器负载过重时,分配器和分支器在双尖端避雷放电针与接地板及接地线的作用下,让强大的雷电的电流和电压通向大地。这样利用一个分支器或分配器,阻止了雷电的电流和电压向其它方向的传导,以免雷电电流和电压破坏其它分支器与分配器。
改造后的分支器以及分配器不具有将雷电的电流和电压继续延伸到其他地方的作用。利用阻止雷电的电流和电压在电缆继续延伸的功能,以保护其它的分支器与分配器。特别需要注意的是,在分支分配避雷技术的理论基础中,电路的双尖端避雷连接到电针接地板和接地线是互不相通的,要分别作避雷线,最佳距离为8米。
夜上海论坛 四、结语
在广播电视的系统设备维护和安全播出工作中,防雷工作起着十分重要的作用。因此,做好防雷的工作成为广播电视系统领导和技术工作者的一项重要任务。随着科技的进步,防雷技术也是一项需要不断发展进步的技术。现阶段,由于雷击危害的偶然性以及不确定性因素,所以人们采取的防雷措施属于一定的估算性质,我们没办法完全消除雷害,防雷的工作也要在防范效果与经济成本两个方面平衡考虑。所以,我们要提高防雷的手段和技术能力,以较低的成本将雷害的影响控制在最小。■
参考文献
关键词:雷击; 防雷; 分支器; 分配器
近些年,伴随着微电子技术的日益进步,发射装备由过去的电子管器慢慢向全固态电路、集成电路过渡。投入使用的固态发射机所能承受的雷电浪涌能力较低,并且广播电视采、摄、编、录、播设备正逐步向网络化、数字化方向发展。由于设备的更新换代,对防雷的对象与技术都提出了新的要求。
1 雷击分类
1.1 感应雷
夜上海论坛 指雷云与放电物体的距离足够近时,由于电磁场的作用,雷电向物体流动,引起金属体尖端放电的现象。感应雷包括两种:输线缆的感应雷以及电网的感应雷。其中输线缆感应雷以电缆传输并对与电缆联接的器件造成损害;而电网感应雷以电网传输并对电网联接的广播电视造成损害。
1.2 直击雷
指由于电力装置在地面凸起,雷云对其直接放电后产生的破坏现象。由于直击雷的放电时间短、能量巨大,且直接作用于被击物体并产生严重的破坏,所以易导致人畜死亡。对于广播电视的设施,直击雷大部分是通过发射天线和接收器袭入的。
夜上海论坛 1.3 雷电波
指当输电线发生感应雷时,产生高电位的冲击波并沿着不同方向快速传播。由于雷电侵入波的方向不同,其传播方向也是无规律的各个方向。雷电波会造成广播电视播出环节的干扰,甚至还可能破坏电源的终端系统。
一般雷击情况下,雷电在高山转播台会以直击雷和感应雷为主,而平地转播的广播电视设备主要是感应雷所引起的雷害损失。
2 分支器、分配器遭受雷击的本质
现阶段,大部的有线广播电视的电力线、网络线、铁塔等设备被安装在高处,尤其是被要求安装在高处的卫星天线,这样就为雷击创造了有利条件。这样,由于有线广播电视的卫星天线与网络线与雷云作用而吸引下来的雷电流以及雷电压就会破坏网络工程及其产品,将对国家造成几亿或十几亿的直接经济损失。
夜上海论坛 2.1 雷击损害的原因
夜上海论坛 大部分的技术工程人员在广播电视工程设备进行安装时由于接地线不同、选用材料不同、选址不同等原因,使接地的电阻远超过4Ω。更严重的是没有接地线,只有很长的电线与接地板相连,其间电阻也远超过4Ω。当雷击发生时,雷电的电流与电压因电阻太大无法导入地下,只能通过有线电视网络的线路以及线路连接设备,再由设备接地线完成与大地中和电荷的过程。在通过网络设备时,极强的电流与极高的电压将对设备造成损坏。
2.2 分支器或分配器的雷击
夜上海论坛 假如雷击已经发生,雷电的电流与电压将通过有线电视网络的电缆线进行传导,途中经过放大器和分支器或分配器等器件后进入大地,将正电荷与负电荷相互中和后,雷击才完成全部的过程。这样就说明雷击发生时,雷电的电流与电压是经过我们的放大器、分配器或分支器的。雷电的电流与电压可以从分配器或分支器的输入端或输出端经过分支器或分配器的内部电路,从而到达对应端。下面以分支器为例分析分支器或分配器遭受雷击的过程。从电路结构看,直接电流从分支器的输入端进入,并通过导电线经过分支器内部电路后到达其对应的输出端口。同理,电压也是以相同方式经过。分支器,由于其内部构造的关系,直流电流和电压是很容易通过的,就连低频的交流电流和电压也会顺利通过。只是对高频的交流电流和电压才会产生相对较大的阻碍。所以,高频的交流电流和电压在这种结构的分支器中有阻抗变的作用,即分支器与分配器的作用。因为雷电电流和电压都是以直流电流与直流电压的形式流动的,不是高频交流电流与不是高频电压的形式。所以,根据上述分析的情况,这样的分支器对于雷电的电流和电压没有阻碍作用,正好是雷电直流的电流与电压都会轻易通过。即分支器是没有防雷功能的,并且雷电的电流与电压可以顺利经过这种产品。同时,由上面的分析可以知道:在雷电主区的地方,雷电的电流和电压是十分强大的,并且由于有的铜箔地方比较细小,远比导电线在环形磁心上进行绕数圈的直径细小。因此,相互连接处的铜箔都在发生雷击时,会被雷击强大的雷电电流烧融化而飞开。若是铜箔相比于导电线在环形磁心上进行绕数圈的直径大,那么相互连接处常会发现由于雷击时铜箔被烧融化而产生的飞开的线头。有时因为雷电的电流过于强大,分支器内部还会产生火花以及气体,并且由于气体的膨胀作用,将冲开分支器的封盖,这也是会经常发现的分支器雷击现象。
2.3 由于电缆腐化,造成雷击损坏
此外,还有一种引起雷击破坏分支器以及分配器的原因。目前,由于有线广播电视网络的同轴电缆在安装时,其屏蔽接地网线在接头处的封闭性十分差,网线常常暴露在保护层外面。随着时间的推移,同轴电缆的接头在经过风吹雨打后,电缆因为腐化将变成绝缘的材料体,从而产生接地线的电阻变成无穷大。另一方面,随着分配器以及分支器的接头同样因为腐化而脱落,导致接地线的电阻也变成无穷大。因此,在雷电的电流与电压导入的时候,雷电的电流与雷电的电压在通过电缆后,雷电的电流与电压经过分支器和分配器的内部结构作用,将会通过电缆的线心进而继续传导。在技术工人多年的维修中发现:一般在雷电来临时,使用时间较长的分支器或分配器较一些新安装的分支器与分配器出现损坏的现象相对来说很多并且很严重。这也是现在的分配器或分支器在雷电的电流与雷电的电压来临时,遭受破坏分支器或分配器的原因之一。
3 分支避雷的技术
分支、分配避雷技术的基础理论,即在分支器与分配器安装双尖端避雷放电针接地板和接地线。在雷击主区的地方,雷电的电流与电压是很大的,在分支器和分配器负载过重时,分配器和分支器在双尖端避雷放电针与接地板及接地线的作用下,让强大的雷电的电流和电压通向大地。这样利用一个分支器或分配器,阻止了雷电的电流和电压向其它方向的传导,以免雷电电流和电压破坏其它分支器与分配器。
夜上海论坛 改造后的分支器以及分配器不具有将雷电的电流和电压继续延伸到其他地方的作用。利用阻止雷电的电流和电压在电缆继续延伸的功能,以保护其它的分支器与分配器。特别需要注意的是,在分支分配避雷技术的理论基础中,电路的双尖端避雷连接到电针接地板和接地线是互不相通的,要分别作避雷线,最佳距离为8米。
4 结语
在广播电视的系统设备维护和安全播出工作中,防雷工作起着十分重要的作用 。因此,做好防雷的工作成为广播电视系统领导和技术工作者的一项重要任务。随着科技的进步,防雷技术也是一项需要不断发展进步的技术。现阶段,由于雷击危害的偶然性以及不确定性因素,所以人们采取的防雷措施属于一定的估算性质,我们没办法完全消除雷害,防雷的工作也要在防范效果与经济成本两个方面平衡考虑。所以,我们要提高防雷的手段和技术能力,以较低的成本将雷害的影响控制在最小。
参考文献
夜上海论坛 [1] 姜国良. 避雷与接地在广播电视中的应用. 科技传播,2011(17):33-78.
[2] 林国刚. 探索广播电视工程分支器分配器避雷技术—记有线广播电视网络和卫星地面广播电视网络实践. 卫星电视与宽带多媒体,2011(15):26-33.
[3] 高杰. 广播电视设备的整体防雷技术. 太原科技,2005(6):67-82.
【关键词】 配电线路;可投切式避雷器;效果
避雷器是作为电力系统限制过电压、防止电气设备遭受过电压侵害的保护电气,在电力系统中作为一次保护设备被广泛实用。所谓可投切避雷器,是根据电力企业的要求以 10kV 跌落式熔断器的形式(避雷器采用硅橡胶氧化锌避雷器)研制而成的新产品。在2010年新一轮农网升级改造工程中,新野县电业局广泛采用了HY5WS-17/50型金属氧化锌可投切型避雷器,因该产品能在不停电的情况下,单独切除避雷器进行清擦、试验或更换,而且安装方便,操作简单,有效地提高了供电可靠性,在实际应用中取得了良好的效果,故在10kV配网上广泛应用。
1 可投切式避雷器在农网配电台区工程中的应用
夜上海论坛 1.1 避雷器基本性能
夜上海论坛 在农网中广泛采用的HY5WS-17/50型避雷器,额定电压17KV,持续运行电压13.6KV,持续放电电流5KA,适用于中性点非有效接地系统,污秽等级III级,安装点系统短路电流小于16KA,环境温度适宜于40℃至-40℃,日最大温差25℃以内,最大覆冰厚度20mm以下,最大风速35m/s以内。
此型号避雷器安装设备选型标准,广泛适应于南阳地区配电网配电台区工程中。
1.2 避雷器在配网中应用的优点
春季防雷试验是一项必不可少的工作,它关系着电气设备在雷雨季节能否安全可靠地运行。这项工作点多面广,且时间紧,它必须在雷雨季节来临之前完成。由于新野电业局以往所用的避雷器是用导线或铝排连接,对避雷器作防雷试验必须先将线路停运、解备、作好安全措施,然后才许可工作人员将避雷器连接线拆掉,对避雷器作试验,不合格的更换掉。若避雷器试验合格,再将避雷器连接线接上,然后恢复送电。这样,一条 10KV配电线路需办理一份第一种工作票和两份操作票。一条线路的停、送电操作时间就需要一个小时的时间,加上工作班组自己装拆接地线,拆、接避雷器连接线和避雷器作试验的时间,一条线路就需要2-3个小时。我局配电网出线全部采用了可投切避雷器的装置,其结构就象跌落式熔断器一样,可用拉闸杆摘下拿走。每年春季的防雷试验,线路不用停电,配电工区人员带着试验合格的避雷器到现场,换下使用中的避雷器,带回工区检查试验,试验仪器也不用拉来拉去,省事多了,大大减少了工作量,缩短了时间。
夜上海论坛 2 可投切氧化锌避雷器运行中的问题分析
虽然氧化锌避雷器较其他避雷器有其突出的优点,但自身也存在不少缺点在长时间运行、多次大电流冲击等单个或多个因素作用下,氧化锌避雷器在运行过程中时有失效、本体爆炸等事故发生。对此,我们从运行时间、安装的环境、气候及生产厂家,对损坏的氧化锌避雷器进行技术分析,造成氧化锌避雷器运行中爆炸的原因可归纳如下几项:
夜上海论坛 2.1 氧化锌避雷器的密封问题
夜上海论坛 氧化锌避雷器密封老化问题,主要是生产厂用的密封技术不完善,或采用的密封材料抗老化性能不稳定,在温差变化较大时或运行时间接近产品寿命后期,造成其密封不良而后使潮气浸入,造成内部绝缘损坏,加速了电阻片的劣化而引起爆炸。
2.2 电阻片抗老化性能差
在氧化锌避雷器运行在其产品寿命的后期,电阻片劣化造成泄漏电流上升,甚至造成与瓷套内部放电,放电严重时避雷器内部气体压力和温度急增高,而引起氧化锌避雷器本体爆炸,内部放电不严重时可引起系统单相接地。
2.3 外套污染
由于工作在室外的氧化锌避雷器,受到环境粉尘的污染,特别是设置在水泥厂、公路旁的配变台区,干粉尘中金属粉尘的比例较大,故给外套造成严重的污染而引起污闪或因污秽在外套表面的不均匀而使沿外套表面电流也不均匀分布,势必导致电片中电流的不均匀分布(或沿电阻片的电压不均分布),使流过电阻片的电流较正常时大1-2个量级,造成附加温升,使吸收过电压能力大为降低,也加速了电阻片的劣化。
2.4 高次谐波
部分企业电网随着大型整流变频设备的应用及生产的冲击负荷等的影响,使电网上的高次谐波值严重超标。由于电阻片的非线性,当正弦电压作用时,还有一系列的奇次谐波,而在高次谐波作用时就更加速了电阻片的劣化速度,减了氧化锌避雷器的使用寿命。
夜上海论坛 2.5 抗冲击能力差
氧化锌避雷器多在操作过电压或雷电条件下发生事故,其原因是因电阻片在制造工艺过程中,由其各工艺质量控制点控制不严,而使电阻片的耐受方波冲击能力不强,在频繁吸收过电压能量过程中,加速了电阻片的劣化而损坏,失去了自身的技术性能。
夜上海论坛 3 可投切氧化锌避雷器运行技术措施
3.1 设计选型
夜上海论坛 在设计选型上,应首选有多年稳定运行实践的产品,在选择生产厂时,应选择有先进的工艺设备和完善的检测手段的生产厂,才能保证所选用的氧化锌避雷器具有高的抗老化、耐冲击性能,以使在产品的寿命周期内稳定运行。
3.2 防污措施
采用必要的避雷器外套的防污措施,如定期清扫或涂以防污闪硅油,在氧化锌避雷器选型上选用防污型的氧化锌避雷器。
3.3 谐波治理
加强电网谐波的治理力度,在有谐波源的母线段增设动态无功补偿和滤波装置,以使电网的高次谐波值控制在国家标准允许范围内。
3.4 技术管理
夜上海论坛 加强对氧化锌避雷器的技术管理工作,即对运行在网上的每一只氧化锌避雷器建立技术档案,对出厂报告、定期测试报告及在线监测仪的运行记录均要存入技术档案,直至该避雷器退出运行。
【参考文献】