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[摘 要]本文总结了传统的电源线路雷击电磁脉冲防护方法缺点，提出了通过雷电预警实现电源线路LPZ1去和LPZ0区物理隔离。介绍了综合雷电预警系统建设方法。探讨了通过雷电预警系统实现电源线路雷击电磁脉冲防护的具体做法，同时也提出了该技术在实施过程中可能村在的问题，并给出了解决办法。最总结了该技术的实用性取决于雷电预警的精准度。
[关键词]雷电预警 电源线路 雷击电磁脉冲防护
中图分类号：S365 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0155-01
0 前言
目前电源线路采用较多雷击电磁脉冲防护措施是限压法，暨在传输线路中加入电源SPD逐级削弱雷电流强度，限制过电压入侵设备。限压法的不足之处在于：一是电源SPD对接地要求较高，当地址条件不好时不易施工，且成本高昂；二是电源SPD中压敏电阻在正常电压下呈高阻状态，但还是存在一定的漏电流；三是由于每次雷击的雷电流强度无法估量，无法确定防雷元件对设备保护的可靠性，当雷击电流强度大于防雷设计强度时，甚至造成电源SPD和设备损坏；四是电源SPD都存在残压，对于启动电压较低的电子设备，残压足够造成电子设备损坏；五是当电源SPD失效后可能造成设备停止工作，不满足不允许间断工作系统的要求；六是部分火花间隙电源SPD因电弧引起火灾和爆炸。本文利用精细化雷电预警进行电源线路雷击电磁脉冲防护的方法不仅能有效保护设备，还能让設备不间断工作。其应用范围主要包括大型机房、重要生产线和偏远基站等场所。
1 精细化雷电预警
建立大气电场户外探测系统，其主要设备是大气电场仪，大气电场仪探测半径是15Km，受地形和周围环境影响有所不同。大气电场探测系统的户外传感器通过不断将安装地点的大气电场监测值，与预先设定的电场阈值相比较，同时判断连续滚动平均值的递增或递减趋势以及电场强度变化率趋势，就可以在第一次雷击产生前，探测到其发生的可能性，并且及时发布雷电预警信息。依据对雷暴发生发展过程中不同物理量的变化规律的认识，充分利用地面大气电场仪、气象雷达、闪电定位等探测资料，寻找多个预警指标以及不同方法之间的有效组合，从而建立更加有效的雷电临近预报方法。
2 应用精细化雷电预警实现电源线路雷击电磁脉冲防护原理
区域有雷暴天气过程时，大气电场仪探测到大气电场变化，达到其预警阈值时，大气电场仪发布一个预警信号；同时雷电预警系统通过综合分析，通过通讯控制器发出一个报警信号给电操机构，由电操机构控制的断路器完成切断市电这一动作，这样可以避免因单台大气电场设备造成误动作。在雷电预警系统瘫痪不能发送指令时，电操机构根据大气电场仪预警信号无条件动作。电操机构收到动作指令时，切断市电供电的电源线路，设备由UPS供电，这样室设备电源线路在LPZ0区和LPZ0区形成物理隔离，当雷暴天气过程后，雷电预警系统向智能设备发送解除预警指令，电操机构恢复市电供电，成功躲避一次雷暴天气过程。
3 实施方案
安装大气电场仪，确保所保护设备位于该大气电场仪探测范围内，同时将该大气电场仪与当地气象部门综合雷电预警系统组网，可以提高雷电预警精度。另外准备一套备用电源系统，多为UPS，断电后备用电源系统能提供三个小时以上的供电，在备用电源前安装智能电操系统。
正常情况下，所有设备运行均正常，在监控PC端可以看到当前的电场强度在-0.5～0.5KV/M之间。雷云慢慢聚集，电场强度值增大，达到预设的报警阀值（一般设为3KV/M），探测探头会给通信控制器一个报警信号，通信控制器接收到该信号后会发出一个分闸命令给电操机构，断路器分闸，切断市电，UPS工作提供电源给站内设备；雷云慢慢消散，探测探头发出解除报警信号给通信控制器，通信控制器发出合闸命令给电操机构，断路器合闸，切回市电，设备正常运行，完成成功躲避一次雷暴的过程。当持续雷雨天气较长时间，可能会引起蓄电池过度放电，而当探头失效时，又可能会造成长期合闸，失去雷暴躲避功能，因此系统增加了远程控制的强制分、合闸输入端；在监控PC上发出一个强分或者强合的信号给通信控制器，然后通信控制器给电操机构发出分或合的命令；当发出强分或强合信号的时候，自动控制发出的任何指令都被屏蔽掉，直到强分或强合命令取消后才会再次生效。
关于蓄电池过度放电的补充方案。增加一个蓄电池监测器或者部分UPS上也有电池监测功能，当发现电池电量不足时，信号反馈给通信控制器，由通信控制器给电操机构发出强合指令，（该指令级别高于远程强分指令）；当电池电量充足时，发出取消强合指令。蓄电池监测器也能检测电池组的工作情况，在平日UPS不工作的时候也能及时的发现哪节电池出现问题，而发出报警，及时的替换维修。该方案的优点是无人状态也能执行强分强合的命令，而避免了电池组的过度放电。
在控制线路中，又另外增加了一个转换开关，其作用是将整个预警系统从供电回路切除，此时预警系统对供电不起作用，只有在应急运行时才工作于该状态，但是该状态能在机房本地操作就地分闸和就地合闸按钮，实现可控的市电与备用电之间的切换。
在我们的电操机构断路器的旁边又另外并联了一个断路器，其作用是防止电操机构断路器坏了后市电无法接通。
4 结语
利用雷电预警进行电源线路雷击电磁脉冲防护实质是，通过雷电预警信息指令，实现电源线路LPZ1区与LPZ0区物理隔离，气好处是不用考虑雷电流强度，无接地要求。其使用性取决于雷电预警系统的精准度，提高雷电预警技术是今后雷电防护领域发展方向。
参考文献
[1] 张腾飞.《低纬高原地区雷电监测预警方法研究与应用》[M].气象出版社.2013.
[2] 周筠珺.《雷电监测与预警技术》[M].气象出版社.2015
[3] Vladimir A.Rakov/Martin A.Uman.《LIGHTNING》[M].机械工业出版社.2016
[关键词]雷电预警 电源线路 雷击电磁脉冲防护
中图分类号：S365 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）02-0155-01
0 前言
目前电源线路采用较多雷击电磁脉冲防护措施是限压法，暨在传输线路中加入电源SPD逐级削弱雷电流强度，限制过电压入侵设备。限压法的不足之处在于：一是电源SPD对接地要求较高，当地址条件不好时不易施工，且成本高昂；二是电源SPD中压敏电阻在正常电压下呈高阻状态，但还是存在一定的漏电流；三是由于每次雷击的雷电流强度无法估量，无法确定防雷元件对设备保护的可靠性，当雷击电流强度大于防雷设计强度时，甚至造成电源SPD和设备损坏；四是电源SPD都存在残压，对于启动电压较低的电子设备，残压足够造成电子设备损坏；五是当电源SPD失效后可能造成设备停止工作，不满足不允许间断工作系统的要求；六是部分火花间隙电源SPD因电弧引起火灾和爆炸。本文利用精细化雷电预警进行电源线路雷击电磁脉冲防护的方法不仅能有效保护设备，还能让設备不间断工作。其应用范围主要包括大型机房、重要生产线和偏远基站等场所。
1 精细化雷电预警
建立大气电场户外探测系统，其主要设备是大气电场仪，大气电场仪探测半径是15Km，受地形和周围环境影响有所不同。大气电场探测系统的户外传感器通过不断将安装地点的大气电场监测值，与预先设定的电场阈值相比较，同时判断连续滚动平均值的递增或递减趋势以及电场强度变化率趋势，就可以在第一次雷击产生前，探测到其发生的可能性，并且及时发布雷电预警信息。依据对雷暴发生发展过程中不同物理量的变化规律的认识，充分利用地面大气电场仪、气象雷达、闪电定位等探测资料，寻找多个预警指标以及不同方法之间的有效组合，从而建立更加有效的雷电临近预报方法。
2 应用精细化雷电预警实现电源线路雷击电磁脉冲防护原理
区域有雷暴天气过程时，大气电场仪探测到大气电场变化，达到其预警阈值时，大气电场仪发布一个预警信号；同时雷电预警系统通过综合分析，通过通讯控制器发出一个报警信号给电操机构，由电操机构控制的断路器完成切断市电这一动作，这样可以避免因单台大气电场设备造成误动作。在雷电预警系统瘫痪不能发送指令时，电操机构根据大气电场仪预警信号无条件动作。电操机构收到动作指令时，切断市电供电的电源线路，设备由UPS供电，这样室设备电源线路在LPZ0区和LPZ0区形成物理隔离，当雷暴天气过程后，雷电预警系统向智能设备发送解除预警指令，电操机构恢复市电供电，成功躲避一次雷暴天气过程。
3 实施方案
安装大气电场仪，确保所保护设备位于该大气电场仪探测范围内，同时将该大气电场仪与当地气象部门综合雷电预警系统组网，可以提高雷电预警精度。另外准备一套备用电源系统，多为UPS，断电后备用电源系统能提供三个小时以上的供电，在备用电源前安装智能电操系统。
正常情况下，所有设备运行均正常，在监控PC端可以看到当前的电场强度在-0.5～0.5KV/M之间。雷云慢慢聚集，电场强度值增大，达到预设的报警阀值（一般设为3KV/M），探测探头会给通信控制器一个报警信号，通信控制器接收到该信号后会发出一个分闸命令给电操机构，断路器分闸，切断市电，UPS工作提供电源给站内设备；雷云慢慢消散，探测探头发出解除报警信号给通信控制器，通信控制器发出合闸命令给电操机构，断路器合闸，切回市电，设备正常运行，完成成功躲避一次雷暴的过程。当持续雷雨天气较长时间，可能会引起蓄电池过度放电，而当探头失效时，又可能会造成长期合闸，失去雷暴躲避功能，因此系统增加了远程控制的强制分、合闸输入端；在监控PC上发出一个强分或者强合的信号给通信控制器，然后通信控制器给电操机构发出分或合的命令；当发出强分或强合信号的时候，自动控制发出的任何指令都被屏蔽掉，直到强分或强合命令取消后才会再次生效。
关于蓄电池过度放电的补充方案。增加一个蓄电池监测器或者部分UPS上也有电池监测功能，当发现电池电量不足时，信号反馈给通信控制器，由通信控制器给电操机构发出强合指令，（该指令级别高于远程强分指令）；当电池电量充足时，发出取消强合指令。蓄电池监测器也能检测电池组的工作情况，在平日UPS不工作的时候也能及时的发现哪节电池出现问题，而发出报警，及时的替换维修。该方案的优点是无人状态也能执行强分强合的命令，而避免了电池组的过度放电。
在控制线路中，又另外增加了一个转换开关，其作用是将整个预警系统从供电回路切除，此时预警系统对供电不起作用，只有在应急运行时才工作于该状态，但是该状态能在机房本地操作就地分闸和就地合闸按钮，实现可控的市电与备用电之间的切换。
在我们的电操机构断路器的旁边又另外并联了一个断路器，其作用是防止电操机构断路器坏了后市电无法接通。
4 结语
利用雷电预警进行电源线路雷击电磁脉冲防护实质是，通过雷电预警信息指令，实现电源线路LPZ1区与LPZ0区物理隔离，气好处是不用考虑雷电流强度，无接地要求。其使用性取决于雷电预警系统的精准度，提高雷电预警技术是今后雷电防护领域发展方向。
参考文献
[1] 张腾飞.《低纬高原地区雷电监测预警方法研究与应用》[M].气象出版社.2013.
[2] 周筠珺.《雷电监测与预警技术》[M].气象出版社.2015
[3] Vladimir A.Rakov/Martin A.Uman.《LIGHTNING》[M].机械工业出版社.2016