الحماية من الصواعق ومشاكل الجهد الزائد لمعدات الاتصالات

May 23, 2022

نظرًا لأن الحماية من الصواعق لمعدات الاتصالات لا تؤخذ في الاعتبار جيدًا أثناء إنشاء شبكة الاتصالات ، خاصةً أن معظم المعدات مثبتة في غرفة التحكم الرئيسية للمحطة الفرعية ، فإن أضرار الصواعق والجهد الزائد يتسببان في تلف معدات الاتصالات كل عام.أصبحت مشاكل الحماية من الصواعق والجهد الزائد لمعدات الاتصالات وشيكة.في السنوات الأخيرة ، تم التحقيق في الحماية من الصواعق لاتصالات الطاقة الكهربائية وتحليلها ، كما تم تحسين مرافق الحماية الشاملة من الصواعق للاتصالات بالاقتران مع تحول شبكة الاتصالات ، وتم تحقيق نتائج ملحوظة.

طرق البرق أو الجهد الزائد لاختراق معدات الاتصال

في شبكة الاتصالات في السنوات الأخيرة ، تمثل الأضرار التي لحقت بمعدات الاتصال بسبب ضربات الصواعق ، أو مصدر طاقة الاتصال ، أو جهاز إرسال واستقبال معدات اتصالات الميكروويف ، أو دائرة مستخدم معدات الاتصال أو تلف دائرة الواجهة ، الغالبية العظمى.تظهر النتائج الإحصائية أنه لا يوجد أكثر من الطرق التالية لاختراق البرق أو الجهد الزائد في أجهزة الاتصال:

1 يضرب الصواعق مباشرة أو يضرب خطوط النقل والتوزيع القريبة ، وتتغلغل موجة البرق في معدات الطاقة في غرفة الكمبيوتر على طول خط الطاقة ، وتضر بمفتاح الطاقة ، والتأمين ، ووحدة التصحيح والتحويل ، ولوحة طاقة الاتصال ، إلخ. .

2 يضرب الصواعق برج هوائي الميكروويف مباشرة ، وتغزو موجة البرق بسرعة معدات الاتصال على طول وحدة تغذية الهوائي ، مما يؤدي إلى إتلاف جزء وحدة الإرسال والاستقبال المتصل بالمغذي ، مما يتسبب في انقطاع الاتصال.

3 يضرب البرق أو يضرب مباشرة على الكبل البصري العلوي للاتصالات أو خط الكبل ، ويتوسع الجهد الزائد الفوري المتولد على الخط بسرعة على طول الكبل البصري أو الغلاف المعدني للكابل أو تقوية القلب إلى طرفي الخط في غرفة المعدات ، مما يؤدي إلى إتلاف لوحة الآلة متصلة مباشرة بالكابل البصري ، أو تلف لوحة تصحيح الأمان أو لوحة دائرة المستخدم أو لوحة دائرة الواجهة المتصلة مباشرة بكابل الاتصال.

4 يضرب البرق قضيب الصواعق في البرج أو المحطة الفرعية مباشرة ، ويتدفق تيار البرق إلى شبكة التأريض من خلال الموصل السفلي لقضيب الصواعق ، مما يتسبب في ارتفاع احتمال الأرض.عندما يتم تأريض الجهاز بشكل سيئ وتكون مقاومة مقاومة التأريض كبيرة ، فسوف يتسبب ذلك في تلف المعدات الإلكترونية الدقيقة.

5 عندما يحدث حادث تأريض للخط أو القضبان في المحطة الفرعية ، فإن تيار العطل يتدفق إلى شبكة التأريض ويتدفق تيار التأريض الضخم إلى شبكة التأريض ، مما يتسبب في احتمال ارتفاع الأرض بسرعة في وقت قصير ، وأيضًا التسبب في تلف المعدات الإلكترونية الدقيقة.

6 عند إضافة خط الاتصال تحت خط الطاقة ، عندما ينكسر عزل زجاجة الخزف لخط الطاقة ، يتم تفريغ خط الطاقة إلى خط الاتصال ، أو يتداخل خط الطاقة على خط الاتصال ، مما يتسبب في غزو التيار القوي غرفة الكمبيوتر على طول قلب القوة المعدنية للكابل البصري أو كابل الاتصالات الصوتية.، مما يتسبب في تلف معدات الاتصال أو الإصابة الشخصية.

 

أوجه القصور في الحماية من الصواعق لمحطات الاتصال

من أجل الحماية من الصواعق لاتصالات الطاقة الكهربائية ، أجرينا فحوصات الحماية من الصواعق واحدة تلو الأخرى وفقًا لـ "لوائح إدارة تشغيل الحماية من الصواعق لمحطات اتصالات نظام الطاقة".تظهر نتائج الفحص أن محطات الاتصالات الفردية لا تزال تعاني من أوجه قصور بدرجات متفاوتة ، وتتجلى المشكلات الشائعة بشكل أساسي في الجوانب التالية:

1. تم تحويل معظم غرف الاتصالات في مباني المكاتب من مكاتب.شبكة التأريض غير موحدة ، ومقاومة التأريض الفردية أكبر من 5Ω ، ولا يوجد ناقل تأريض حلقي.قطر سلك تأريض الجهاز رفيع.

2. بعض مصادر طاقة التيار المتردد مُجهزة بأجهزة حماية ضد الجهد الزائد ، في حين أن البعض الآخر ليس كذلك.معظم محطات الاتصالات غير مجهزة بأجهزة حماية من الجهد الزائد لإمداد طاقة التيار المستمر ، كما أن مداخل الطاقة لمعدات الاتصال غير مجهزة بأجهزة متغيرة.

3 نظرًا لمحدودية الظروف البيئية في الموقع ، فإن خطوط كبلات الاتصالات الفردية تكون مباشرة في غرفة المعدات ولا يتم دفنها مباشرة.النوع الجديد من إطار التوزيع المشبك غير ملائم للتوصيل ، وزوج السلك الفارغ للكابل غير مؤرض.

4 يتم تجميع الأسلاك الرقمية وإطار الأسلاك الأمنية الصوتية في المحطة الفرعية في إطار جهاز الإرسال والاستقبال البصري ، وسلك التأريض لوحدة الأسلاك الأمنية غير متصل بناقل التأريض.

5 تستخدم معظم أجهزة التحكم عن بعد RTU في المحطات الفرعية واجهات RS232 للاتصال بمعدات الاتصال مثل الموجات الدقيقة "ذات نقطة واحدة متعددة الوصول" وأجهزة الإرسال والاستقبال البصرية وما إلى ذلك. غالبًا ما يحدث أن يتم حرق لوحة واجهة RS232 بعد العواصف الرعدية.يتم تثبيت معظم أجهزة التأريض الخاصة بأجهزة RTU مباشرة على القناة الفولاذية للخندق باستخدام البراغي (يتم لحام فولاذ القناة بالشبكة الأرضية) ويكون التأريض ضعيفًا.

تطبيق إجراءات الحماية الشاملة من الصواعق لمحطات الاتصالات

في ضوء أوجه القصور في الحماية من الصواعق المذكورة أعلاه لمحطات الاتصالات ، في السنوات الأخيرة ، اعتمدنا الحماية الشاملة من الصواعق وفقًا للمبادئ العامة وإجراءات الحماية المشتركة للحماية من الصواعق لمحطات الاتصالات ، وقمنا بتحويل وتحسين مرافق الحماية من الصواعق من محطات الاتصالات.

1 المبدأ العام للحماية من الصواعق هو:

(1) استخدم الحماية الخارجية لتوجيه معظم تيار البرق إلى الأرض من أجل التفريغ.

(2) استخدم واقيًا من الجهد الزائد لمنع موجات الجهد الزائد المقدمة على طول خطوط الطاقة وخطوط البيانات وخطوط الإشارة (الحماية الداخلية).

(3) استخدم واقيًا من الجهد الزائد للحد من سعة الجهد الزائد على المعدات المحمية.

(4) استخدم المعزل الإلكتروني البصري لعزل واجهة RS232 بين الاتصال و RTU لتجنب التوصيل الكهربائي لجهاز الواجهة.

 

2 الطرق والتقنيات العامة للحماية من الصواعق:

(1) قم بإعداد مجموعة من أحزمة الحماية من الصواعق للمباني الجيدة وشبكات الحماية من الصواعق ، وقم بتأريضها مع قضبان الصلب الرئيسية ؛

(2) يجب وضع المعدات الخارجية (الهوائي ، وما إلى ذلك) في زاوية الحماية لشبكة الحماية من الصواعق للمبنى قدر الإمكان:

(3) اعتماد تدابير أرضية مشتركة ؛

(4) قم بتركيب مانع صواعق خاص بأداء موثوق به عند كل مدخل ومخرج لإمداد الطاقة أو الإشارة أو خط البيانات ؛

(5) يجب أن تبقى المعدات الداخلية بعيدة عن موصلات الصواعق قدر الإمكان ؛

(6) يجب أن تقلل الأسلاك الداخلية ، بما في ذلك جميع أنواع خطوط النقل ، من الحلقات ، ويفضل أن تكون بأسلاك محمية ومثبتة عند كلا الطرفين.

3 التعديل التحديثي لنظام التأريض للحماية من الصواعق.

(1) أعيد بناء شبكة التأريض لمبنى الإرسال والاتصالات ، ووجد أن بعض أحزمة التأريض قد تحطمت بسبب تلف شبكة التأريض الأصلية لسنوات عديدة.أعد تضمين أربع شبكات أرضية على الجوانب الأربعة لمبنى الاتصالات.أقطاب التأريض مصنوعة من الفولاذ المجلفن بزاوية 50 مم × 50 مم × 5 مم.يتم لحام الفولاذ المسطح المجلفن لتشكيل جهاز تأريض شبكي.تتصل شبكات التأريض الأربعة على التوالي بشبكات التأريض المتناظرة في غرف الكمبيوتر في كل طابق من مبنى الاتصالات باستخدام فولاذ مسطح.بعد التحول ، تكون مقاومة التأريض 0.5Ω ، وهو ما يلبي المتطلبات.

(2) قم بتحويل تأريض غرفة معدات الاتصالات في كل مبنى مكتبي ، أو تمديد شبكة التأريض ، أو زيادة عدد أعمدة التأريض أو وضع أكثر من شبكتي تأريض.قلل مقاومة الأرض إلى أقل من 1Ω.

(3) يتم استخدام الفولاذ المسطح المجلفن 40mm × 4mm لتشكيل ناقل أرضي حلقي في غرفة الاتصالات ، والأركان الأربعة متصلة بشبكة التأريض.جميع المكونات المعدنية مثل أغطية المعدات والتدفئة وصواني الكابلات في غرفة المعدات متصلة بشبكة التأريض القريبة بأسلاك نحاسية 35 مم 2.

(4) يتم توصيل معدات الاتصالات في المحطة الفرعية ومبيت جهاز التحكم عن بعد RTU بنفس نقطة ناقل التأريض للمحطة الفرعية بأسلاك نحاسية متعددة الخيوط 35 مم 2 للتخلص من الفرق المحتمل.

(5) قم بتوصيل الأطراف العلوية والمتوسطة والسفلية للغلاف المعدني لوحدة التغذية بالميكروويف "ذات نقطة واحدة - وصول متعدد" بالبرج الحديدي في أقرب مكان ممكن ، وبناقل التأريض عند مدخل غرفة الماكينة.يفي اختبار مقاومة التأريض لكل برج ميكروويف بالمتطلبات.

(6) بالنسبة لمبنى اتصالات الإرسال ، حيث توجد غرف كمبيوتر مثل التحكم عن بعد ، والإرسال ، والتبديل ، والألياف الضوئية ، والميكروويف ، ومصدر الطاقة في المبنى ، هناك العديد من التوصيلات بين غرف الكمبيوتر ، والتوصيل بين الكابلات الصوتية المختلفة والكابلات المحورية معقدة.إذا زادت إمكانات غرفة المعدات ، فستشكل تهديدًا للمعدات الأخرى في غرفة المعدات.لذلك ، يجب أن يتم توحيد أسس غرف المعدات هذه بنظام تأريض مشترك لتحقيق الترابط المتكافئ لتأسيس كل غرفة من غرف المعدات.

 

4 الحماية من الصواعق لنظام الطاقة

(1) يعتمد خط الطاقة الذي تم إدخاله إلى غرفة الاتصالات كابل طاقة تحت الأرض ، وكلا طرفي غلاف الكابل المعدني مؤرضين بشكل جيد.

(2) يتم توصيل جانب الجهد العالي لمحول التوزيع بمانع أكسيد الزنك عالي الجهد ، وجانب الجهد المنخفض متصل بمانع إمداد الطاقة.يتم توصيل غلاف المحول وأسباب الصواعق بشكل موحد بشبكة التأريض وهي مؤرضة جيدًا.

(3) مزود الطاقة في غرفة الاتصالات يتخذ تدابير حماية من الطفرة متعددة المستويات.يتم توصيل ناقل التيار المتردد بالتوازي مع واقي الجهد الزائد 380V ؛يتم توصيل مدخلات التيار المتردد لمصدر طاقة التحويل عالي التردد بالتوازي مع واقي الجهد الزائد 380V ؛يتم توصيل مدخل الطاقة بجهد 48 فولت مع مكثف من المستوى الأول.يتم توصيل القطب الموجب لمصدر الطاقة لجهاز الاتصال بحافلة التأريض على جانب مزود الطاقة وجانب الجهاز على التوالي.

(4) يتم تركيب مصدر الطاقة الخاص بمعدات الاتصالات في المحطة الفرعية في غرفة التحكم الرئيسية مع معدات المحطات الفرعية الأخرى بسبب نقص معدات الاتصالات.يتم أخذ مصدر طاقة التيار المستمر من مصدر طاقة التشغيل 220 فولت تيار مستمر للمحطة الفرعية ، ويتم تحويله إلى مصدر طاقة بجهد -48 فولت بواسطة وحدة التيار المستمر / التيار المستمر لمعدات الاتصالات.لذلك ، يتم تثبيت جهاز حماية الجهد الزائد 380V / 100G AC من المستوى الأول على ناقل التيار المتردد للخزانة الكهربائية المستخدمة في المحطة الفرعية كحماية من الصواعق من المستوى الأول ؛يتم تثبيت حماية من التيار المستمر بجهد 48 فولت على جانب الإخراج 48 فولت لوحدة التيار المستمر / التيار المستمر ؛أخيرًا ، تم تركيب مكثف بجهد 48 فولت في مدخل 48 فولت لجهاز الاتصالات.

(5) جميع خزانات توزيع الطاقة AC و DC في غرفة المعدات مؤرضة.يتم سحب سلك التأريض الواقي للتيار المتردد مباشرة من ناقل التأريض.يمنع منعا باتا استخدام السلك المحايد كسلك التأريض الواقي للتيار المتردد.

 

5 الحماية من الصواعق لخطوط الإشارة المختلفة

وفقًا للوضع الفعلي لكل محطة اتصالات ، يتم اعتماد تدابير مثل الحماية من زيادة التيار والعزل الكهروضوئي لحماية جميع خطوط الإشارة التي تدخل غرفة الاتصال وتخرج منها والواجهة بين معدات الاتصال والمعدات الأخرى.من أجل منع تغلغل البرق الناجم عن الجهد أو الجهد الزائد من إتلاف معدات الاتصالات.

(1) قم بتجديد خطوط كبل الاتصالات لمحطات الاتصالات الفردية التي تدخل غرفة الكمبيوتر مباشرة ، وقم بتأريض السلك الفولاذي عند القطب الطرفي للخط ، ودفن كابل الاتصال أفقيًا لأكثر من 10 أمتار وادخل غرفة الكمبيوتر.الأغماد المعدنية لكابلات الاتصالات التي تدخل غرفة المعدات مؤرضة بشكل جيد.

(2) الكابلات البصرية العلوية الشائعة ، والكابلات البصرية لخطوط الأنابيب ، والكابلات البصرية ذاتية الدعم كلها كبلات بصرية غير معدنية.بالنسبة للكابلات الضوئية ذات النوى المقواة بالمعدن أو الأغلفة المعدنية ، قبل دخول غرفة المعدات ، يجب تغيير القضبان الطرفية أو آبار الكابلات الطرفية إلى كبلات بصرية غير معدنية للانتقال إلى غرفة المعدات.

(3) يجب توصيل جميع كبلات الصوت وخطوط الهاتف وخطوط الإشارة بجهاز الأمان الصوتي أولاً عند دخولهم غرفة الكمبيوتر لمنع الجهد الزائد الأفقي والرأسي لأزواج الكابلات.يجب أن تكون نهاية التأريض لكل وحدة أمان للوحة التصحيح مؤرضة جيدًا لضمان الوظيفة العادية لجهاز الأمان.

(4) نفذ بإخلاص إجراءات حماية التأريض لغمد الكابل والسلك الفارغ الذي يدخل غرفة المعدات.يجب تأريض زوج السلك الفارغ للكابل على إطار التوزيع في الوقت المناسب لمنع إدخال الجهد الناتج عن الصواعق من الهجوم المضاد في نهاية السلك المفتوح وإتلاف الجهاز.يمكن أن تستخدم إطارات التوزيع الشرطي سدادات تأريض ذات دائرة قصر ، والتي يمكن إدخالها مباشرة في أزواج الأسلاك العلوية ، مما يجعلها مريحة ومرنة.بعد فحص تغيير زوج الخط عادةً ، يجب التحقق من حالة التأريض الخاصة بزوج الهواء في الوقت المناسب.

(5) بالنسبة للإشارات المهنية الأخرى مثل التحكم عن بعد ، يجب اتخاذ تدابير العزل قبل دخول جهاز الاتصال: يتم عزل خرج الإشارة الصوتية التناظرية بواسطة المودم بواسطة محول صوتي ؛يتم عزل إشارة البيانات باستخدام واجهة RS232 بواسطة عازل إلكتروني ضوئي للتخلص من فرق الجهد الأرضي قد يتم توصيله في سلسلة من خلال السلك الأرضي المشترك في الواجهة ، مما يؤدي إلى ظاهرة تلف الهجوم المضاد لدائرة الواجهة.

بالإضافة إلى ذلك ، انطلاقا من الأضرار التي لحقت بواجهة معدات الاتصال Chaoyang ، فإن واجهة RS232 غالبا ما تكون تالفة ، وواجهة RS422 لم تتلف أبدا.يمكن ملاحظة أن القدرة على مقاومة التداخل لشريحة واجهة RS232 ليست بنفس جودة شريحة واجهة RS422.لذلك ، عندما تتوفر لدينا الشروط ، قمنا بتغيير إرسال قناة RS422 بدلاً من واجهة RS232.يوصى بتغيير الجهاز الجديد إلى واجهة 64K أو RS422 أو 2M بدلاً من RS232 قدر الإمكان في المستقبل.

(6) تمر إشارة الشبكة التي تستخدم واجهة RJ45 أولاً عبر واقي زيادة التيار في الشبكة ثم تتصل بواجهة جهاز الاتصال.للحصول على الطاقة ، وحماية المرحل ، والأتمتة المتكاملة ، ونظام المعلومات الإدارية ، والتحكم في الحمل ، يجب أن تمر الإشارات التي تستخدم واجهات 2 ميجابت / ثانية أولاً من خلال واقي زيادة الإشارة المحورية 2 ميجابت / ثانية ، ثم الاتصال بمعدات نقل الاتصالات لمنع حدوث زيادة مفاجئة.اقتحام الجهد.في بعض الأماكن ، لا تكون MIS والتحكم السلبي وغرف الكمبيوتر الأخرى جنبًا إلى جنب مع غرفة كمبيوتر الاتصالات ، والمسافة طويلة نسبيًا.يمكن استخدام أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية للعزل الكهروضوئي.أولاً ، مسافة الإرسال طويلة ، وثانيًا ، يلزم عزل الإشارة.ثالثًا ، انتقال الألياف الضوئية هو مضاد للتدخل وحماية من الصواعق.نتائج افضل.

(7) بعد دخول مغذي الميكروويف "نقطة واحدة متعددة الوصول" إلى غرفة الآلة ، قم بتركيب واقي صواعق إشارة عالية التردد متحد المحور عند طرف إدخال وحدة التغذية ، ويجب أن يكون الغلاف الواقي مؤرضًا جيدًا.يجب أن يراعي اختيار الحامي النطاق الترددي المناسب.