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摘 要:通信机房的抗干扰保护可以提高电子设备、电路系统工作的稳定性。本文从通信系统接地、防静电保护、抗干扰保护等方面重点阐述了的机房抗干扰保护的保障思路及方法,为电力系统通信安全稳定运行提供了可靠保证。
关键词:通信机房 接地 防静电 抗干扰
一、引言
电力系统通信机房除设在电力调度控制中心的通信中心机房外,其主干传输网的通信设备均安装、运行在500KV~220KV变电站,接入网的通信设备均安装、运行在110KV~35KV变电站,它们除了要接受地球磁场、外来辐射等自然干扰,还要接受输电线路电晕放电、变压器电磁、高压开关操作、大型设备启动(电铁牵引)等干扰。这些干扰都是以电容耦合、电感耦合、电磁波辐射、公共阻抗(包括接地系统)和导线(电源线,信号线和输出线)的传导方式对通信设备产生干扰。
二、接地处理
通信设备地线的良好设计是其工作稳定、可靠的基础,是防雷击、抗干扰的首要保障。接地,是通信设备正常工作的基本技术要求之一,首先可以提高电子设备、电路系统工作的稳定性。
2.1接地基本要求是接地电阻要小。工程设计时,BGND(工作接地)与PGND(保护接地)为达到要求,接地体一般采用镀锌材料,并且有足够的长、宽、厚度(如:角钢50*50*5mm,长度2.5m)
2.2影响接地电阻大小的因素为接地极,接地引线和土壤间的接触电阻及土壤的类型,土壤类型对接地电阻影响最大,在土壤条件较差的地区,可在接地极周围加降阻剂,以达到规程要求。
温度是影响接地电阻变动的另一原因,当温度超过0?C以下时,接地电阻变化较大,对于本地区要考虑温度对接地电阻的影响,可采用深埋地桩和加入降阻剂,以达到规程要求。
2.3从接地极到通信设备的连接电缆应采用铜芯,截面不小于50mm2,连接引线两端应镀锡或热浸锡,对所有的接地连接件应给予防腐处理,接地螺栓必须用机械方法加以紧固,以保证低电阻连接。
三、防静电保护
物体内的电荷,因受外电场作用而重新分部的現象叫静电感应。
在电力系统通信中,静电感应主要来自于两个方面,其一是室外高压输电线、雷电等外界电场;其二是室内环境、地板材料、整机结构等的内部系统。
3.1通信机房静电产生的原因
由于人体平均电容量大约为200pf,人在走路时,相当于带电体间相对运动产生静电。人身上带电多少与所穿的鞋底的材料、地板材料有关,同时与室内温、湿度、人走动的快慢等因素有关。
3.2静电对通信设备的危害
静电对通信设备的影响与危害是一个值得重视的问题。从多年运行维护积累的统计资料看,在损坏的插件板中,有60%是由静电所造成的,而维护人员往往还不知道是何种原因造成的损坏。静电还能引起软件故障,致使电子开关失灵。
四、防干扰保护
随着科学和技术的发展,产生杂散信号的干扰越来越多,可能会影响通信质量,产生串、杂音等现象,严重时还会影响通信设备的正常工作。
把干扰源的干扰完全消除或把干扰源屏蔽起来实际上是不可能的,但长期的运维实践让我们找到了一些行之有效的抑制措施:
4.1电网中的高频干扰可通过分布电容从电源变压器的初级线圈耦合到次级而造成干扰。运维中除从电源变压器的选用考虑以外,也可在电源进线端加装低通滤波器。
4.2电网里瞬变过程所造成的干扰,可将使用交流电源的设备改为从主变压器直接引入,再加8uF的滤波电容即可抑制。
4.3使用交流电源的设备在接50Hz市电工作时,会产生电压的急剧变化,雷击时会产生过电压。这些干扰由市电传到通信设备电源中,容易造成通信设备内处理器运算出错。只有在采取了有效地防市电干扰措施的条件下,才能直接采用市电供电。对此可采用串联型稳压电源供电,以使市电得到有效隔离。
4.4接地极及公共阻抗带来的干扰抑制
消除接地系统带来的干扰的关键在于使各种接地,如信号地(包括模拟地和数字地),电源地、保护地和屏蔽地等不要构成回路,包括大的分布电容构成的回路,歪则会因为接地系统的公共阻抗干扰而影响工作。
在变电站的通信机房里,通信设备的工作地最好不要与电力设备的接地或防雷接地的接地装置合用,并尽量相距远一些。
4.5高频干扰的抑制
4.5.1接地引线要用铜导线;
4.5.2采用一点接地;
4.5.3机房要设置交流和直流两个直接接地系统。
4.6防止变电站电磁干扰的措施
电力通信机房应尽量远离强功率无线电发射台、雷达发射台、高频大电流设备。
4.6.1对通信机房的实际辐射能量限制在300mV/m一下;
4.6.2其周围电磁场强度应小于11GS;
4.6.3良好的接地是消除各种电磁波干扰的方法之一。
4.7抑制音频线路中的电磁干扰
4.7.1音频电缆在高频电磁场的作用下(外来干扰),电缆护套和芯线上会感应出相当大的纵向电压。因为电缆芯线的不对称性,纵向电压会在芯线的终端形成横向的杂音电压而引起干扰。将电缆护套金属外皮两端接地后,护套产生了屏蔽作用,时纵向电压减小,从而抑制了干扰电压。
4.7.2降低干扰源的电压或电流;
4.7.3采取减小线路长度或导线间距的办法,减少受干扰的环路面积;
4.7.4采用专用的接地换回线避免共态阻;
4.7.5将信号线和返回线扭绞起来,这样,会导致局部外界的电磁干扰互相抵消。因为每一对相邻扭绞节距上感应的电压大小几乎相等而方向相反。
4.7.6将受干扰电路和干扰电路分开或隔离。
4.8其他
4.8.1所以敷设在钢管内的电缆和导线都要适当地接地和搭接。高压电缆的屏蔽必须接地,开关柜、配电屏的外壳必须接地;
4.8.2荧光灯产生的辐射干扰,可通过采用连接点焊孔洞极小的金属罩和屏蔽玻璃接地来减小。照明装置的供电端子要进行屏蔽。并在每个分路上安装电源线路滤波器,以减少传导干扰;建筑物内的钢筋要保持电气的连续性。
五、结束语
通信机房的抗干扰保护是一项很复杂且严谨的工作,来不得半点马虎。工程施工中遇到这类情况引起的障碍时,原因大都比较复杂,只有认真 、仔细的分析,逐段排除,才能有效的消除障碍。因此日常维护工作中,检查机房各项抗干扰措施是否良好,接地电阻是否符合规程要求,也是一项非常重要的工作内容。
通信设备的良好运行不仅取决于良好的产品质量,同时也取决于合格的运行环境和完善的运行维护手段。机房抗干扰问题处理的好坏, 还直接关系到不同厂商通信设备的电磁兼容性能的高低,随着SDH产品速率的增长和集成度的提高,高速率传输设备的电路板对抗干扰敏感性也越来越高,通信机房抗干扰措施对传输信号的影响也就不容忽视了,它将直接影响到电力系统通信安全稳定运行,并为设备和操作人员提供安全保障。
参考文献:
[1]DL 548—94 电力系统通信站防雷运行管理规程
[2]SDJ8—79 电力设备接地设计技术规程
关键词:通信机房 接地 防静电 抗干扰
一、引言
电力系统通信机房除设在电力调度控制中心的通信中心机房外,其主干传输网的通信设备均安装、运行在500KV~220KV变电站,接入网的通信设备均安装、运行在110KV~35KV变电站,它们除了要接受地球磁场、外来辐射等自然干扰,还要接受输电线路电晕放电、变压器电磁、高压开关操作、大型设备启动(电铁牵引)等干扰。这些干扰都是以电容耦合、电感耦合、电磁波辐射、公共阻抗(包括接地系统)和导线(电源线,信号线和输出线)的传导方式对通信设备产生干扰。
二、接地处理
通信设备地线的良好设计是其工作稳定、可靠的基础,是防雷击、抗干扰的首要保障。接地,是通信设备正常工作的基本技术要求之一,首先可以提高电子设备、电路系统工作的稳定性。
2.1接地基本要求是接地电阻要小。工程设计时,BGND(工作接地)与PGND(保护接地)为达到要求,接地体一般采用镀锌材料,并且有足够的长、宽、厚度(如:角钢50*50*5mm,长度2.5m)
2.2影响接地电阻大小的因素为接地极,接地引线和土壤间的接触电阻及土壤的类型,土壤类型对接地电阻影响最大,在土壤条件较差的地区,可在接地极周围加降阻剂,以达到规程要求。
温度是影响接地电阻变动的另一原因,当温度超过0?C以下时,接地电阻变化较大,对于本地区要考虑温度对接地电阻的影响,可采用深埋地桩和加入降阻剂,以达到规程要求。
2.3从接地极到通信设备的连接电缆应采用铜芯,截面不小于50mm2,连接引线两端应镀锡或热浸锡,对所有的接地连接件应给予防腐处理,接地螺栓必须用机械方法加以紧固,以保证低电阻连接。
三、防静电保护
物体内的电荷,因受外电场作用而重新分部的現象叫静电感应。
在电力系统通信中,静电感应主要来自于两个方面,其一是室外高压输电线、雷电等外界电场;其二是室内环境、地板材料、整机结构等的内部系统。
3.1通信机房静电产生的原因
由于人体平均电容量大约为200pf,人在走路时,相当于带电体间相对运动产生静电。人身上带电多少与所穿的鞋底的材料、地板材料有关,同时与室内温、湿度、人走动的快慢等因素有关。
3.2静电对通信设备的危害
静电对通信设备的影响与危害是一个值得重视的问题。从多年运行维护积累的统计资料看,在损坏的插件板中,有60%是由静电所造成的,而维护人员往往还不知道是何种原因造成的损坏。静电还能引起软件故障,致使电子开关失灵。
四、防干扰保护
随着科学和技术的发展,产生杂散信号的干扰越来越多,可能会影响通信质量,产生串、杂音等现象,严重时还会影响通信设备的正常工作。
把干扰源的干扰完全消除或把干扰源屏蔽起来实际上是不可能的,但长期的运维实践让我们找到了一些行之有效的抑制措施:
4.1电网中的高频干扰可通过分布电容从电源变压器的初级线圈耦合到次级而造成干扰。运维中除从电源变压器的选用考虑以外,也可在电源进线端加装低通滤波器。
4.2电网里瞬变过程所造成的干扰,可将使用交流电源的设备改为从主变压器直接引入,再加8uF的滤波电容即可抑制。
4.3使用交流电源的设备在接50Hz市电工作时,会产生电压的急剧变化,雷击时会产生过电压。这些干扰由市电传到通信设备电源中,容易造成通信设备内处理器运算出错。只有在采取了有效地防市电干扰措施的条件下,才能直接采用市电供电。对此可采用串联型稳压电源供电,以使市电得到有效隔离。
4.4接地极及公共阻抗带来的干扰抑制
消除接地系统带来的干扰的关键在于使各种接地,如信号地(包括模拟地和数字地),电源地、保护地和屏蔽地等不要构成回路,包括大的分布电容构成的回路,歪则会因为接地系统的公共阻抗干扰而影响工作。
在变电站的通信机房里,通信设备的工作地最好不要与电力设备的接地或防雷接地的接地装置合用,并尽量相距远一些。
4.5高频干扰的抑制
4.5.1接地引线要用铜导线;
4.5.2采用一点接地;
4.5.3机房要设置交流和直流两个直接接地系统。
4.6防止变电站电磁干扰的措施
电力通信机房应尽量远离强功率无线电发射台、雷达发射台、高频大电流设备。
4.6.1对通信机房的实际辐射能量限制在300mV/m一下;
4.6.2其周围电磁场强度应小于11GS;
4.6.3良好的接地是消除各种电磁波干扰的方法之一。
4.7抑制音频线路中的电磁干扰
4.7.1音频电缆在高频电磁场的作用下(外来干扰),电缆护套和芯线上会感应出相当大的纵向电压。因为电缆芯线的不对称性,纵向电压会在芯线的终端形成横向的杂音电压而引起干扰。将电缆护套金属外皮两端接地后,护套产生了屏蔽作用,时纵向电压减小,从而抑制了干扰电压。
4.7.2降低干扰源的电压或电流;
4.7.3采取减小线路长度或导线间距的办法,减少受干扰的环路面积;
4.7.4采用专用的接地换回线避免共态阻;
4.7.5将信号线和返回线扭绞起来,这样,会导致局部外界的电磁干扰互相抵消。因为每一对相邻扭绞节距上感应的电压大小几乎相等而方向相反。
4.7.6将受干扰电路和干扰电路分开或隔离。
4.8其他
4.8.1所以敷设在钢管内的电缆和导线都要适当地接地和搭接。高压电缆的屏蔽必须接地,开关柜、配电屏的外壳必须接地;
4.8.2荧光灯产生的辐射干扰,可通过采用连接点焊孔洞极小的金属罩和屏蔽玻璃接地来减小。照明装置的供电端子要进行屏蔽。并在每个分路上安装电源线路滤波器,以减少传导干扰;建筑物内的钢筋要保持电气的连续性。
五、结束语
通信机房的抗干扰保护是一项很复杂且严谨的工作,来不得半点马虎。工程施工中遇到这类情况引起的障碍时,原因大都比较复杂,只有认真 、仔细的分析,逐段排除,才能有效的消除障碍。因此日常维护工作中,检查机房各项抗干扰措施是否良好,接地电阻是否符合规程要求,也是一项非常重要的工作内容。
通信设备的良好运行不仅取决于良好的产品质量,同时也取决于合格的运行环境和完善的运行维护手段。机房抗干扰问题处理的好坏, 还直接关系到不同厂商通信设备的电磁兼容性能的高低,随着SDH产品速率的增长和集成度的提高,高速率传输设备的电路板对抗干扰敏感性也越来越高,通信机房抗干扰措施对传输信号的影响也就不容忽视了,它将直接影响到电力系统通信安全稳定运行,并为设备和操作人员提供安全保障。
参考文献:
[1]DL 548—94 电力系统通信站防雷运行管理规程
[2]SDJ8—79 电力设备接地设计技术规程