¡Urgente, urgente! ! ! Terminales de comunicaciones móviles
Protección contra rayos del sistema de monitoreo centralizado de la estación Communications Bureau
Dai Chuanyou, Emerson Network Power Co., Ltd.
Resumen
Analizar brevemente el Negociado de Comunicaciones Con base en las principales causas de daños por rayos al sistema de monitoreo centralizado de la estación y las vías de intrusión de las sobretensiones por rayos, se proponen medidas básicas para la protección contra rayos del sistema de monitoreo. Este artículo presenta brevemente las principales características técnicas de la protección contra rayos del sistema de monitoreo centralizado de Emerson Network Power Co., Ltd. (ENP).
Palabras claves sistema de monitoreo centralizado sobretensiones protección contra rayos cableado línea blindaje unión equipotencial protector contra sobretensiones
PROTECCIÓN CONTRA RAYOS PARA SISTEMA DE MONITOREO AMBIENTAL
DE ESTACIONES/SITIOS DE TELECOMUNICACIONES
DAI Chuanyou
(Emerson Network Power Co., Ltd, Shenzhen 518129,
China)
Resumen Las principales causas de los daños por rayos en
sistema de monitoreo ambiental y las posibles rutas de acoplamiento
de sobretensiones por rayos. Se analizan las medidas de protección contra rayos
para el sistema de monitoreo ambiental en
. p>
se recomiendan estaciones/sitios de telecomunicaciones.
Además, se resumen las principales características de protección contra rayos
del sistema de monitoreo ambiental de ENP: PSMS. en resumen:
Palabras clave: sistema de vigilancia ambiental; protección contra sobretensiones; tendido de cables; protección contra sobretensiones; )
En los últimos años, con la aplicación generalizada de sistemas de monitoreo centralizados en las oficinas de comunicaciones, especialmente estaciones base de comunicaciones móviles, de vez en cuando ocurren accidentes en los que los sistemas de monitoreo se dañan debido a la caída de rayos.
Esta situación no sólo es perjudicial para el funcionamiento estable y fiable a largo plazo de la red de comunicaciones, sino que también provoca un desperdicio de mano de obra, recursos materiales y financieros. Por lo tanto, cómo proteger el sistema de monitoreo centralizado contra la sobretensión de los rayos y reducir efectivamente la incidencia de accidentes por rayos es un tema importante que enfrentan los operadores y fabricantes de equipos.
1 Descripción general
Las principales razones de los daños a los sistemas de monitoreo causados por sobretensiones son:
En primer lugar, el sistema de monitoreo utiliza una gran cantidad de Componentes microelectrónicos integrados, y la capacidad antiinterferencia de estos componentes en sí es muy baja. Con el rápido desarrollo de la tecnología microelectrónica, continúan surgiendo componentes microelectrónicos, su nivel de integración es cada vez mayor, la corriente de señal que transmiten es cada vez más pequeña y se vuelven cada vez más sensibles a las interferencias externas.
En segundo lugar, el entorno operativo real de las oficinas de comunicaciones, especialmente las estaciones base de comunicaciones móviles, es relativamente duro. Dado que la mayoría de las estaciones de las oficinas de comunicaciones tienen torres de hierro que son más altas que los edificios/estructuras circundantes, es más probable que les caiga un rayo. Además, debido a dificultades técnicas o económicas, algunas estaciones no adoptaron medidas generales de protección contra rayos de acuerdo con los requisitos de las regulaciones pertinentes, dejando los posibles rayos para el sistema de monitoreo de la estación.
Por último, durante mucho tiempo, la protección contra rayos de los equipos de las estaciones de oficina de comunicaciones se ha destinado principalmente a evitar que se induzcan sobretensiones a lo largo de líneas externas. Hay menos investigaciones sobre la protección contra rayos para sistemas como los sistemas de monitorización internos. el alcance de la estación de oficina. Pero, de hecho, debido a la gran cantidad de líneas de conexión en el sistema de monitoreo, la longitud de tendido de algunas líneas puede alcanzar
100 a 200
metros o incluso más. se ven afectados por los campos electromagnéticos de los rayos, que transmiten sobretensiones a los circuitos de interfaz de diversos equipos de monitoreo, afectando e impactando así los circuitos de interfaz.
En los últimos años, las normas nacionales y extranjeras relevantes también han prestado cada vez más atención a los problemas de protección contra rayos de varios sistemas de comunicación (incluidos los sistemas de monitoreo) dentro del alcance de la estación de oficina. Por ejemplo, la recomendación K.40 [1] de la Unión Internacional de Telecomunicaciones
(UIT) proporciona métodos de orientación para la protección de pulsos electromagnéticos de rayos en centros de telecomunicaciones, y la recomendación K.41
[ 2]
estipula los requisitos de inmunidad contra sobretensiones para líneas de comunicación y puertos de equipos dentro de los centros de telecomunicaciones. La presentación de estas dos sugerencias muestra que la comunidad internacional ha comenzado a prestar atención a los requisitos de inmunidad a las sobretensiones de los equipos internos de las oficinas de comunicación. En el último estándar de la industria de las comunicaciones, YD/T5098-2001 [3], también se establecen claramente los requisitos de diseño para la protección contra sobretensiones por rayos de los sistemas de monitoreo.
2 formas en que las sobretensiones de rayos invadan los sistemas de monitoreo centralizados
Cualquier interferencia electromagnética debe cumplir las siguientes tres condiciones: primero, la fuente de la interferencia, y segundo, la ruta o medio para transmitir energía de interferencia (vías de acoplamiento) y, finalmente, dispositivos que reaccionan a la interferencia (dispositivos sensibles). Las fuentes de interferencia, las rutas de acoplamiento y los equipos sensibles se denominan tres factores de interferencia. Para reducir la energía de interferencia que llega a los equipos sensibles, es necesario primero comprender la naturaleza de la fuente de interferencia, el método de acoplamiento de la interferencia y la tolerancia del propio equipo sensible, de modo que se pueda proponer la solución más eficaz de forma específica. manera.
La fuente de interferencia considerada en este artículo es el pulso electromagnético del rayo (LEMP
), que incluye la corriente de descarga del rayo y el campo electromagnético transitorio generado en el espacio circundante durante la descarga del rayo, que es reflejado en el equipo la parte superior es la sobretensión del rayo; el equipo sensible es el sistema de monitoreo y control para el sistema de monitoreo, las principales vías de acoplamiento de la sobretensión del rayo son:
1
, inducción de campo cercano. Cuando un rayo cae sobre una estación de comunicación o su área adyacente, se generará un poderoso campo electromagnético transitorio en el espacio que lo rodea. Este campo electromagnético inducirá una cierta amplitud de sobretensión transitoria (principalmente inducción de campo magnético) en los cables metálicos dentro de su espacio. rango. ), el tamaño de la sobretensión inducida depende principalmente de factores como la velocidad de cambio de la corriente del rayo, la distancia entre el cable y el punto de impacto del rayo, la longitud del cable, el área del bucle formado entre los cables, y si el cable está efectivamente blindado. Se aplica principalmente al puerto del equipo conectado al cable, siendo el componente de modo máximo el componente principal y el tamaño del componente de modo diferencial dependiendo del tipo estructural del cable. La sobretensión inducida es la principal causa de daños causados por rayos en el sistema de monitoreo de la estación de la Oficina de Comunicaciones.
2
, acoplamiento de impedancia de tierra pública. Durante un rayo, la corriente del rayo que fluye a lo largo del cuerpo de conexión a tierra hará que aumente el potencial de tierra del cuerpo de conexión a tierra. Si el equipo o sistema está mal dispuesto o conectado a tierra, se generará una sobretensión más alta (llamada sobretensión de contraataque) entre la conexión a tierra. sistema y el equipo), lo que resulta en daños al equipo. Además, cuando existe una gran diferencia de potencial de tierra entre dispositivos interconectados a través de varios cables (como líneas de señal, líneas de datos, etc.), también se producirán daños en el equipo.
3
El acoplamiento conducido se refiere principalmente a ondas de intrusión de rayos. La onda de intrusión de un rayo también se llama onda de línea y se refiere a la oleada de rayos que viaja hacia la habitación en forma de ondas viajeras a lo largo del cable entrante. La fuente de las ondas de intrusión del rayo puede ser un rayo inducido o la caída directa de un rayo, pero desde la perspectiva del sistema de monitoreo, puede considerarse como un acoplamiento conductor. Para las estaciones desatendidas (especialmente estaciones base móviles) que necesitan informar señales de monitoreo, las ondas de intrusión de rayos son otro factor importante que causa daños al equipo de monitoreo.
3 Medidas básicas de protección contra rayos de sistemas de monitoreo centralizados
Los sistemas de monitoreo centralizados tienen las características de muchos tipos de cables, muchos tipos de interfaces y una gran cantidad de cables. el daño es inducido por el campo magnético en el área cercana. La sobretensión y las ondas de intrusión de rayos son los factores principales. Por lo tanto, la protección del sistema de monitoreo debe basarse en las características anteriores y considerarse en su conjunto para lograr un buen efecto de protección contra rayos. .
Las medidas de protección contra rayos del sistema de monitoreo se pueden resumir en los dos aspectos siguientes: Primero, suprimir o atenuar la ruta de acoplamiento de las sobretensiones de rayos. Las medidas principales incluyen blindaje, cableado razonable, conexión equipotencial y conexión a tierra. etc.; el otro 2. Mejorar la tolerancia a sobretensiones del propio equipo de monitoreo, lo que incluye principalmente el diseño racional de circuitos internos y la instalación de protectores contra sobretensiones.
3.1 Cableado razonable
Como se mencionó anteriormente, cuando la estación de la oficina de comunicaciones o su área cercana es alcanzada por un rayo, la sobretensión inducida generada por el campo electromagnético del rayo en los cables del sistema de monitoreo El sistema en la estación depende principalmente de factores como la tasa de cambio de la corriente del rayo, la distancia entre el cable y el punto de impacto del rayo, la longitud del cable, el área del bucle formado entre cada cable y si el cable está efectivamente blindado. . Por lo tanto, un cableado razonable es de gran importancia para reducir el nivel de sobretensión inducida y reducir la tasa de daños por rayos en los equipos de monitoreo.
Se debe prestar atención a las siguientes cuestiones al implementar el cableado del sistema de monitoreo:
1
Dentro del alcance de la estación, el cableado aéreo exterior está estrictamente prohibido. El cableado aéreo exterior puede estar sujeto a la caída directa de rayos, lo que amenaza seriamente el funcionamiento normal del sistema de monitoreo. Además, el área del bucle formada por el cableado aéreo es grande, lo que producirá una gran sobretensión inducida durante la caída de un rayo.
2. Los cables exteriores deben tenderse lo más lejos posible de torres y otras estructuras que puedan estar sujetas a la caída directa de rayos, y se debe evitar el cableado a lo largo de las esquinas de los edificios.
3
. El diseño de varios cables de monitoreo interior debe concentrarse en el centro del edificio tanto como sea posible. El campo electromagnético espacial en el centro del edificio es relativamente débil durante la caída de un rayo, por lo que tender cables en el centro del edificio puede reducir eficazmente la sobretensión inducida.
4
Los cables de monitorización y los canales de cables deben tenderse lo más cerca posible de los pilares o vigas del edificio. Cuando sea inevitable, se debe minimizar la longitud del cableado a lo largo de columnas o vigas.
3.2 Blindaje de línea
El blindaje es uno de los métodos más básicos de protección y control de interferencias electromagnéticas. Su finalidad es limitar o impedir el acoplamiento mutuo de campos electromagnéticos dentro y fuera de una determinada. área y para limitar los efectos de los campos electromagnéticos dentro del rango espacial especificado, el impacto de las fuentes de interferencia en equipos sensibles se reduce mediante la supresión de las vías de acoplamiento. Para la protección contra rayos de sistemas de comunicación, el blindaje se puede dividir en blindaje de edificios, blindaje de habitaciones, blindaje de equipos y blindaje de cables. Aquí hablamos principalmente del blindaje de líneas.
Hay dos tipos principales de métodos de blindaje de líneas comunes: en primer lugar, utilizando blindaje adicional externo, como fundas de blindaje o ranuras de blindaje; en segundo lugar, utilizando cables blindados.
La principal ventaja de la carcasa protectora (blindaje de tubo metálico) es su buena eficiencia de blindaje. Sus principales desventajas son la poca flexibilidad y la construcción inconveniente. Dado que hay grandes espacios en la ranura de protección, su eficiencia de protección es peor que la del manguito de protección. Sin embargo, debido a su construcción conveniente, si las juntas y uniones se manejan adecuadamente durante el proyecto de construcción, aún se puede lograr un cierto efecto de protección.
El uso de cables blindados es un método común de blindaje de líneas. Aunque su efecto de protección no es tan bueno como el de las tuberías metálicas, todavía tiene un buen efecto de protección cuando la línea no es larga (por ejemplo, menos de 100 m) y la interferencia del campo electromagnético externo no es demasiado fuerte. .
Al implementar el blindaje de línea, se debe prestar especial atención a los siguientes aspectos:
1
, capa de blindaje del cable, manguito de blindaje o ranura de blindaje y otros blindajes. cuerpos Ambos extremos deben estar conectados a tierra. Dado que la sobretensión inducida es causada principalmente por la inducción del campo magnético en el área cercana, después de que los dos extremos del blindaje están conectados a tierra, se forma un circuito cerrado entre el blindaje y el circuito de tierra. El potencial eléctrico inducido por el campo magnético vinculado. el bucle está en el bucle. Se forma una corriente inducida en el circuito, y la dirección del campo magnético generado por esta corriente es opuesta a la dirección del campo magnético de interferencia, contrarrestando o reduciendo así el impacto del campo magnético de interferencia externo. en el cable central y reduciendo en gran medida la sobretensión inducida del cable central.
2
Para maximizar el uso de la corriente inducida del escudo, se debe prestar atención a cualquier factor que afecte el flujo de corriente. Por ejemplo, el blindaje debe ser conductor en toda la longitud del cable y estar conectado a tierra en tantos puntos como sea posible; las uniones y costuras del blindaje deben estar bien conectadas para obtener una conexión eléctrica estable de baja impedancia; conectado a tierra, reduzca la impedancia del cable de tierra tanto como sea posible.
3. En la práctica de la ingeniería, los canales de cableado metálicos y los bastidores de cableado existentes deben utilizarse por completo. El uso combinado de cables blindados y canales de cableado metálicos puede obtener un rendimiento de blindaje adicional.
3.3 Conexión equipotencial y conexión a tierra
La conexión equipotencial y la conexión a tierra adecuadas son medidas efectivas para reducir la sobretensión de contraataque y la diferencia de potencial de tierra.
La unión equipotencial consiste en utilizar conductores de conexión o protectores contra sobretensiones para conectar dispositivos de protección contra rayos, estructuras metálicas de edificios, dispositivos metálicos, conductores externos, equipos eléctricos o electrónicos, etc. en el espacio que requiere protección contra rayos. El objetivo es reducir la diferencia de potencial entre los componentes metálicos y los sistemas en el espacio de protección contra rayos. La conexión equipotencial y puesta a tierra del buró de comunicaciones incluye: una red de conexión pública formada por la estructura metálica del edificio, un dispositivo de protección directa contra el rayo, conductores externos, etc., y una red de conexión equipotencial local establecida por cada sistema de comunicación en el Bureau, así como la conexión y puesta a tierra entre las redes de conexión antes mencionadas.
En principio, la red de conexión equipotencial local formada por las partes conductoras expuestas del sistema de monitorización puede tener los dos tipos estructurales siguientes: tipo S (estructura en estrella) y tipo M
( Estructura de la red). En consecuencia, sus métodos de conexión a la red pública deben ser de tipo Ss y Mm respectivamente. Como se muestra en la Figura 1.
La estructura en estrella es generalmente adecuada para sistemas de circuito cerrado más pequeños. Hay menos líneas de conexión entre los equipos del sistema y entre el equipo y el mundo exterior, y es fácil de aislar de la red de puesta a tierra pública. . Cuando se utiliza una estructura en estrella, todos los componentes metálicos del sistema, excepto los puntos de conexión, deben tener suficiente aislamiento de la red de conexión a la red pública, es decir, solo deben conectarse a la red de conexión a la red pública a través de un único punto. /p>
Tipo Ss. En este momento, todos los cables entre dispositivos deben colocarse en paralelo con los cables de conexión equipotenciales en una estructura en estrella para evitar bucles inductivos. La principal ventaja de la red de conexión equipotencial tipo Ss
es que puede suprimir las interferencias externas de baja frecuencia. La desventaja es que el mantenimiento y la expansión son problemáticos y se introducen fácilmente interferencias en las frecuencias altas.
Las estructuras de malla son generalmente adecuadas para sistemas de bucle abierto con grandes extensiones. Hay muchas y complejas líneas de conexión entre los dispositivos del sistema y entre los dispositivos y el mundo exterior. Cuando se utiliza una estructura de malla, cada componente metálico del sistema debe conectarse a la red de puesta a tierra pública a través de múltiples puntos cercanos para formar un tipo Mm. La principal ventaja de la red de conexión equipotencial en forma de Mm
es que puede obtener una red de baja impedancia a altas frecuencias, lo que tiene un cierto efecto de atenuación en los campos electromagnéticos externos y es más conveniente para el mantenimiento y la expansión. La desventaja es que, en teoría, puede introducir interferencias de baja frecuencia.
Debido a la extensa interconexión entre el equipo de recolección del sistema de monitoreo y otros equipos, también hay muchos cables de conexión entre el equipo de monitoreo y se utiliza una gran cantidad de cables blindados. Apto para utilizar red de conexión equipotencial tipo
Mm. Al mismo tiempo, la experiencia operativa real de las oficinas de comunicaciones muestra que una red de conexión equipotencial del tipo Mm
correctamente diseñada y construida generalmente no introducirá interferencias de baja frecuencia.
3.4 Diseño razonable de circuitos internos
Después de adoptar una disposición de cable razonable, un blindaje de línea efectivo y medidas apropiadas de conexión equipotencial y puesta a tierra, la sobretensión que llega al equipo de monitoreo se reducirá considerablemente. reduciendo así el daño de las sobretensiones de rayos a los equipos de monitoreo. Sin embargo, las medidas anteriores no pueden eliminar completamente la sobretensión que llega al equipo de monitoreo, especialmente cuando algunas estaciones locales no toman medidas generales de protección contra rayos de acuerdo con los requisitos de las especificaciones relevantes, lo que resulta en un entorno electromagnético relativamente severo para el equipo de monitoreo. la estación, la sobretensión del rayo tendrá un impacto negativo en el equipo de monitoreo. Los peligros del equipo persisten. Por lo tanto, si bien se suprime eficazmente la ruta de acoplamiento de las sobretensiones del rayo, se debe mejorar el nivel de tolerancia a las sobretensiones del propio equipo de monitoreo.
La principal causa de daño al equipo debido a sobretensión inducida, sobretensión de contraataque o diferencia de potencial de tierra es la sobretensión del modo secundario. Aumentar adecuadamente el nivel de tolerancia del modo secundario de los módulos en el equipo de monitoreo puede ser eficaz para prevenirlo. tal daño.
La experiencia operativa práctica muestra que la mayoría de los daños a los equipos de monitoreo se manifiestan en la parte de interfaz del equipo. Por lo tanto, el circuito de interfaz del equipo de monitoreo debe diseñarse cuidadosamente para mejorar su capacidad de resistencia a sobretensiones. Para lograr este objetivo, los métodos que se pueden adoptar incluyen: optimización de chips de interfaz, uso de tecnología de aislamiento eléctrico/fotoeléctrico, circuitos integrados de absorción de sobretensiones, etc.
3.5 Protección de la interfaz (instalación de un protector contra sobretensiones)
La experiencia operativa muestra que después de adoptar integralmente las medidas de protección anteriores, la mayoría de las sobretensiones inducidas y los contraataques se pueden prevenir básicamente. equipo causado por sobretensión o diferencia de potencial de tierra. Sin embargo, en las dos situaciones siguientes, el equipo de monitoreo aún puede resultar dañado por sobretensiones:
1. Para estaciones desatendidas (especialmente estaciones base móviles) que necesitan informar señales de monitoreo, los cables externos (líneas de señal como como líneas E1, líneas telefónicas o RS422
pueden introducir ondas de intrusión de rayos de mayor amplitud en el sistema de monitoreo.
2. Cuando la estación de la oficina de comunicaciones sufre un impacto directo de un rayo y la intensidad del rayo es relativamente alta, se puede inducir una gran sobretensión en los cables de monitoreo de larga distancia en el área de la estación.
En este momento, se puede instalar un protector contra sobretensiones (SPD) para reducir la tasa de accidentes por rayos.
Se debe prestar atención a las siguientes cuestiones al seleccionar SPD para líneas de señal:
1. El nivel de protección del SPD debe satisfacer las necesidades del nivel de tolerancia a sobretensiones del equipo de monitoreo.
2. El SPD debe satisfacer las necesidades de velocidad de transmisión de señal y ancho de banda, y su interfaz debe ser compatible con el equipo protegido.
3. La pérdida de inserción del SPD debe cumplir con los requisitos del equipo de monitoreo.
4. La corriente nominal de descarga del SPD debe cumplir los requisitos de la norma [3].
4 Características técnicas de protección contra rayos del sistema de monitoreo centralizado (PSMS) de ENP
Con base en un estudio cuidadoso de las causas y mecanismos de falla de los daños por rayos en el sistema de monitoreo centralizado, propusimos ENP
Una solución global para protección contra rayos para sistemas de monitoreo centralizados. Esta solución tiene las siguientes características técnicas principales:
1. Considere el sistema de monitoreo como un todo y adopte de manera integral un blindaje de línea razonable. cableado y conexiones equipotenciales Medidas como la conexión a tierra y la instalación de SPD
suprimen la ruta de acoplamiento entre las sobretensiones de rayos y el sistema de monitoreo, minimizando el impacto de la sobretensión inducida, la sobretensión de contraataque y las ondas de intrusión de rayos en el monitoreo. daño al sistema, mejorando en gran medida el rendimiento de protección general del sistema de monitoreo;
2. A través del diseño razonable del circuito interno, se mejora la tolerancia a sobretensiones del propio equipo de monitoreo; > 3. Para partes clave de los rayos, se adoptan medidas efectivas de protección de interfaz, lo que mejora en gran medida las capacidades de protección contra rayos del sistema de monitoreo. La corriente de descarga nominal del puerto principal alcanza más de
5 kA, que es mucho más alta que los requisitos pertinentes de YD/T5098-2001 [3].
Referencias
[1] UIT-T K.40 (1996) Protección contra LEMP en
centros de telecomunicaciones
[2 ] ITU-T K.41 (1998) Resistibilidad de las interfaces internas
de los centros de telecomunicaciones a las sobretensiones
[3] YD/T 5098-2001, Oficina de Comunicaciones (Estación) Especificaciones de diseño de ingeniería de protección contra sobretensiones contra rayos
http://www.caqlp.org/
Repost] Protección contra rayos y protección contra sobretensiones de equipos de control remoto Rayos y sobretensiones protección de voltaje de equipos de telecontrol CHEN Guo-jun, TAN Yong-zhong (Nanhai Power Bureau, Foshan, Guangdong 528200, China) Resumen: La urgencia de fortalecer la protección contra rayos y sobretensión de los equipos de telecontrol se expone con medidas específicas presentadas. : equipos de telecontrol; protección contra sobretensiones Resumen: Se expone la urgencia de reforzar la protección contra rayos y sobretensiones de los equipos de telecontrol y se proponen medidas de protección específicas. Palabras clave: equipo de control remoto; protección contra rayos; protección contra sobretensión. Número de clasificación chino: TP806.3; Código de identificación del documento: B Debido a las limitaciones de los componentes seleccionados por las primeras RTU, la resistencia de la RTU a pulsos electromagnéticos como rayos y sobretensión. es muy bajo. Cuando la sobretensión, como la de un rayo y el campo electromagnético que la acompaña, alcanza un cierto umbral, causará daños permanentes a los componentes e incluso al equipo, lo que afectará gravemente el funcionamiento confiable de la RTU. Las subestaciones tienen sistemas de protección contra rayos relativamente completos, por lo que la posibilidad de que un rayo golpee directamente el equipo de control remoto es poco probable. Sin embargo, los rayos se forman directamente cuando el suelo cercano, las líneas aéreas y las nubes de tormenta se descargan en el aire, o debido al impacto causado por la estática. Sin embargo, la electricidad y la inducción electromagnética, el voltaje puede pasar a través de las líneas eléctricas conectadas, líneas de señal o sistemas de puesta a tierra, pasar a través de varias interfaces e invadir el equipo de control remoto en forma de conducción, acoplamiento, radiación, etc. y causar interferencias graves o accidentes. . Por lo tanto, fortalecer y mejorar la protección de los equipos de telecontrol y minimizar los daños causados por interferencias de impacto como los rayos se ha convertido en un problema urgente a resolver en la realización de subestaciones desatendidas. 1 Daños por rayos en equipos de telecontrol La Oficina de Energía Eléctrica de Nanhai comenzó a enviar trabajos de automatización en 1993 y comenzó a probar la operación desatendida en 1996.
Sin embargo, cada año durante la temporada de tormentas, se producen múltiples accidentes por rayos en subestaciones con cuatro funciones remotas (consulte la Figura 1 para la estructura de la RTU), siendo el número máximo de daños por rayos a la RTU y al puerto serie de la computadora de monitoreo local. más de 20 en un año. El grado de daño varía. En el caso más grave, 5 tableros de aislamiento de señalización remota, 1 tablero de expansión de comunicaciones y 1 tablero principal resultaron dañados en la subestación de 110 kV de Guanyao debido a los rayos*; * *Más de diez placas de expansión de comunicaciones y placas base resultaron dañadas; los puertos serie de 6 computadoras de monitoreo resultaron dañados, lo que generó grandes problemas para los trabajos de mantenimiento de telecontrol. Sólo resolviendo bien el problema de la protección contra rayos de los equipos de control remoto en las subestaciones podremos garantizar el funcionamiento seguro de las subestaciones desatendidas. Figura 1 Diagrama de bloques estructural de la RTU 2 Razones por las cuales los equipos de telecontrol son dañados por rayos 2.1 Conexión entre los equipos de telecontrol de la subestación y los equipos periféricos Cada plantilla funcional de la RTU está conectada directamente a otros equipos de varias maneras. La conexión eléctrica típica de la RTU en la subestación se muestra en la Figura 2. Los cables de comunicación serial conectados a la computadora de monitoreo local y al dispositivo de protección del microcomputador están todos dentro del alcance de la sala de control, y parte de los cables secundarios de medición, control y señal están conectado directamente al sitio principal de alto voltaje. El dispositivo está conectado. Figura 2 Conexión eléctrica de la RTU en la subestación 2.2 Razones por las cuales la RTU es dañada por un rayo a) El alto voltaje instantáneo causado por el rayo se introduce en la línea eléctrica. Si no se contiene y se introduce directamente en la RTU desde la línea eléctrica, se introduce. afectará el funcionamiento normal de su módulo de alimentación, provocando que el voltaje de funcionamiento de cada módulo funcional aumente y provoque un funcionamiento anormal. En casos graves, el módulo puede incluso dañarse y los componentes (CI) pueden quemarse. b) Se introduce un rayo en la línea de comunicación. La diferencia de potencial entre los dispositivos en ambos extremos de la línea de comunicación causada por un rayo actúa directamente sobre el puerto de comunicación serie relativamente frágil, lo que dañará la RTU y el puerto serie del dispositivo que se comunica con él. En casos severos, dañará toda la placa de funciones. c) El rayo es introducido por el cable secundario. La sobretensión inducida por el cable de conexión secundario conectado directamente al equipo primario actúa en cada tablero de aislamiento de la RTU, rompiendo el tablero de aislamiento y el dispositivo de aislamiento de entrada, causando daños a la placa de la RTU. . d) Conexión a tierra irregular Debido a una conexión a tierra irregular, se forma fácilmente una mayor diferencia de potencial durante los rayos entre diferentes puntos de conexión a tierra. La interferencia electromagnética generada afectará el funcionamiento de la RTU y dañará la plantilla de la RTU. El potencial causado por los rayos también dañará el módulo RTU. Cuando se introduce la RTU a través del cable de tierra del equipo, esta sobretensión también dañará el módulo RTU. 3 Medidas de protección La protección contra rayos y sobretensión de equipos electrónicos es un proyecto sistemático y se deben implementar ideas de protección integrales. El uso integral de tecnologías de derivación (fuga de corriente), ecualización de voltaje, blindaje, puesta a tierra y protección (sujeción) forma un sistema de protección completo, que es adecuado para modos de protección generales de sistemas de energía, protección contra rayos de edificios y diversas instalaciones electrónicas. sistema (equipo), como la protección de un sistema de telecontrol, es necesario aplicar y adoptar de manera flexible medidas específicas basadas en las características del equipo de telecontrol y la situación real de la subestación para formar un sistema de protección completo [1]. En los últimos años, a través del análisis de equipos de control remoto dañados por rayos, hemos tomado las siguientes medidas durante viajes reales de larga distancia: a) Para el suministro de energía de trabajo de los equipos de control remoto, si hay fuente de alimentación de CC disponible, la alimentación de CC Se prefiere suministro eléctrico; b) Instalar suministro eléctrico adicional. Para equipos de control remoto que utilizan fuente de alimentación de CA (incluidas computadoras para monitoreo local), se instala un protector contra rayos de fuente de alimentación de CA CRITEC frente al UPS. Este producto funciona de manera estable, tiene un rendimiento confiable y puede limitar el voltaje de salida a aproximadamente 240 V. Es decir, cuando la tensión instantánea en el terminal de entrada del pararrayos no supere los 6 kV, su tensión de salida no superará los 240 V. c) Instalar un aislador fotoeléctrico. Para todos los puertos de comunicación en serie, se instala un transceptor de línea larga ópticamente aislado tipo 9C4 para que no haya conexión eléctrica directa entre los puertos de comunicación de los dos dispositivos que se comunican entre sí, evitando efectivamente la sobretensión introducida a través de la línea de comunicación. entre dispositivos está aislado, protegiendo así eficazmente el puerto serie del dispositivo protegido contra daños. d) Retire el punto de puesta a tierra de la señal dentro de la RTU. Separe la tierra de la señal dentro de la RTU de la tierra para evitar que el potencial de tierra aumente e invada directamente la RTU y dañe la placa del módulo de la RTU. e) Utilice conexión equipotencial. Cuando un espacio que requiere protección contra rayos encuentra sobretensión, como un rayo, todas las partes relevantes (placas de circuito) no tendrán una diferencia de potencial obvia [2] para proteger la placa de circuito de daños.
4 Conclusión Desde 1997, después de adoptar las medidas anteriores, la RTU en operación de la Oficina de Energía Eléctrica de Nanhai ha trabajado de manera estable, logró resultados operativos ideales y aseguró el progreso fluido del trabajo sin supervisión. Sobre el autor: Chen Guojun (1970-), hombre, de Xiaogan, provincia de Hubei, ingeniero asistente, Licenciado en Ingeniería, dedicado principalmente al mantenimiento de equipos de control remoto en subestaciones. Unidad del autor: Nanhai Electric Power Industry Bureau, Foshan, Guangdong 528200 Referencias [1] Zhang Weibo. Protección contra rayos y sobretensión del sistema de monitoreo por microcomputadora de instrumentos de la estación petrolera de Yizheng [J], 1997. [2] Su Bangli Modern. protección contra rayos La tecnología más importante es la conexión equipotencial [J]. Guangdong Electric Power, 1998.