壓敏電阻

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壓敏電阻范文第1篇

壓敏電阻器在電路的過電壓防護中，如果正常工作在預擊穿區和擊穿區，理論上是不會損壞的。但由于壓敏電阻器要長期承受電源電壓，電路中暫態過電壓、超能量過電壓隨機的不斷沖擊及吸收電路儲能元件釋放能量，因此，壓敏電阻器也是會損壞的，它的壽命根據所在電路經受的過電壓幅值和能量的不同而不同。

本文將通過幾種常用的UPS產品，結合我國電網的具體特點，分析不同型號的壓敏電阻的特性以及對UPS的影響，并給出了UPS中選擇合適的壓敏電阻的一些考慮，對UPS設計工程師有一定的借鑒意義。

我國電網特點

1.電網中可能出現瞬態高電壓

針對中國大陸電網中存在的異常電壓問題，IBM、APC和EXIDE公司均進行過相關的調查分析，調查結果顯示，電網中存在異常的電壓――6000V以上的瞬間高電壓尖峰，持續的時間為100～10ms。考慮尖峰電壓出現的周期及實際中出現的可能性，參考各種使用不同MOV的機種的MOV受損狀況，實驗中可將高壓尖峰的驗證方式制定如圖1所示。

2.供電系統可能出現穩態高壓

在三相供電系統中，電源端與負載端的連接方式大致只有四種。

Y－Y型供電系統可提供380V/220V的輸出電壓，使用非常廣泛。這種方式又可細分為三相三線制(即電源端與負載端無連接中性線)與三相四線制。目前絕大多數的工業用電均采用三相四線方式。在這種系統中，采取中性線且接地的方式，即稱作零線。

Y－型接線方式中，負載需要承受380V的線電壓，因此不適用于要求電源為220V的負載。

－y型接線方式中供電系統只有380V的電壓輸出，使用范圍不廣。

－型接線方式中供電系統只有380V的電壓輸出，主要應用于三相電動機負載。

UPS廣泛使用Y－Y連接方式，以下的論述也是針對此種接線方式而言。

由圖2可以看出，用戶端電力變壓器低壓側及負載端的N相線與高壓側的N相線是通過變壓器的外殼接地而連接在一起的，當接地線接觸不良或高/低壓側的中性線開路，即三相四線制的N相線斷(三相三線制系統與此類似，不在贅述)時，考慮以下幾種情況。

①如果A相同時短路即ZA=O；YA=∝，(可模擬A相負載特別大的情形)，見圖3。

則此時O’與O之間的電壓為

VO’O=(VAO×YA+VBO×YB+VCO×Yc)/(YA+YB+YC)

=VAO

VBO’=VBO－VOO’

=VBO－VAO

=－VAB

即負載相電壓由220V升至線電壓380V。

VCO’=VCO－VOO’

=VCO－VAO

=－VAC

即負載相電壓由220V升至線電壓380V：

②如果A相同時開路即ZA=∝；YA=0，(可模擬A相負載特別小的情形)。

則此時O’與O之間的電壓為：

VO’O=(VAO×YA+VBO×YB+VCO×YC)/(YA+YB+YC)

=(VBO×YB+VCO×Yc)/(YB+YC)

如果三相負載對稱，則YB=YC，則

VO’O=(VBO×YB+VCO×YC)/(YB+YC)=－VAO/2，則

VAO’ =VAO－VOO’

=(VAO×YB+VAO×YC－VBO×YB－VCO×YC)/(YB+YC)

=3VAO/2

同理，VBO’=VBC×YC/(YB+YC)=VBC/2

VCO’=VCB×YB/(YB+YC)=－VBC/2

即此種方式下，發生開路相的相電壓升至330V，而其他兩相的相電壓降至110V。

③如果線路未發生異常，而單純只是負載不平衡的情形即ZA≠zB≠ZC。

VO’O=(VAO×YA+VBO×YB+VCO×YC)／(YA+YB+YC)，則

VAO’=VAO－VOO’

VBO’=VBO－VOO’

VCO’=VCO－VOO’

由上式可知，當三相負載不對稱時，VO’O≠0，此時電源端的相電壓VAO、VBO、VCO雖然對稱，但各相負載的相電壓已不能再保持對稱關系，有的負載相電壓比額定電壓高，有的負載相電壓比額定電壓低，負載的正常工作就會收到影響。

可見，三相四線制系統中當中性線斷開，并且在負載不對稱或某相發生短路時相電壓都可能升高，甚至可能升高至相電壓380V，從而形成持續的穩態高壓環境，導致MOV毀壞。下面介紹幾種使用不同MOV的USP在尖峰電壓與穩態高壓下的表現。

同類產品中MOV實驗性能差異分析

針對UPS中MOV的驗證，主要采用高壓尖峰與穩態高壓兩種不同的實驗方式。表1為幾種類型MOV的規格對比。

表2是分別進行高壓尖峰與穩態高壓測試的MOV性能對比。

上表中均是在未開機直接接入市電下測得，且APC在其O/P端另有一型號為S+M S20 K300的MOV D20此時未起作用；在進行開機狀態下的高壓尖峰測試時，TB400超過2小時仍正常；而BACK AVR比未開機時的持續時間更長。

機器不開機時，對APC公司一臺使用2個471KD20并聯的TB400直接輸入380V電壓，約12min左右MOV炸毀。此期間MOV兩端的電壓始終為380V不變。若將MOV的數目增至3個，依此方式運行25rain時即炸毀。

同樣對CPC公司一臺使用1個471KD20的SMART 1000(670W)進行測試會發現結果與TB400相似：15rain左右單個MOV炸毀；將MOV的數目增至3個時，依此方式運行35min左右炸毀。

可見，MOV在高壓380V下炸毀與否，與MOV的個數，即MOV所能吸收的能量關系不大。

對CPC公司一臺使用1個Z361160UL D20的BACK AVR 500，進

行同樣的測試會發現工作2小時后，電流始終在某一范圍循環變化，而未進一步上升。期間MOV兩端的電壓始終為380V不變，且MOV能正常工作。

對APC公司一臺使用2個320L40D20的SMART 1000，進行同樣的測試會發現工作12小時后，電流始終是在某一范圍循環變化，而未進一步上升。MOV能正常工作，期間MOV兩端的電壓始也終為380V不變。

另外，每次循環所吸收的能量

W=V×I×T

=380V×(1mA×180S+5mA

×60S+3mA×30S)

=216.6J

Varistor Voltage動作點為：462～540V；

AC額定電壓為：320VAC；

額定能量為：150J/只；

兩個MOV并聯，則可以吸收的能量為150J/只×2=300J。

最后對CPC公司一臺使用2個320L20 D14的NG 1000機器輸入穩態高壓380V的測試，其結果與320L40相似，運行3小時以上未發現異常。輸入高壓尖峰時運行10min即炸。將MOV的數目增至3個，依此式運行30min未見異常。

同種條件下，APC公司機器內部的MOV比CPC公司機器所承受高壓的時間要長得多。原因是兩者選擇的MOV可承受的AC電壓參數存在差異。可見，所選用的MOV可承受的Aerms值會直接影響其承受穩態高壓的時間。

由表三可以看出，在高壓尖峰實驗中，增加MOV的數目能延長MOV持續的時間。

結束語

從實驗中我們發現，MOV可承受的AC電壓規格值對其承受穩態高壓的時間影響較大。MOV的個數(也代表MOV吸收的能量大小)對其承受高壓尖峰的時間影響較大。

壓敏電阻范文第2篇

[關鍵詞]變電站 通信電源 過電壓保護

中圖分類號：TM121.1.3 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2015）46-0010-02

引言

變電站通信電源系統的過電壓表現為雷擊放電過程、開關操作過程和靜電放電過程產生的過電壓。隨著電網的發展，郊區變電站的建設也更加普遍，雷擊放電過程、開關操作過程等產生的過電壓對變電站的影響愈加突出，通信電源過電壓損壞的情況不斷增加[1]。因此，采取合理的過電壓保護措施，減少變電站通信電源系統因過電壓造成的損壞，成為了亟待解決的問題。

本文基于雷電過電壓和非雷電過電壓綜合保護的思想，設計了一種采用兩級壓敏電阻保護的方式，并進行了相關的理論研究。

1.原理

1.1系統原理

變電站的電源進線一般有兩路市電輸入，兩路輸入經ATS開關后進交流配電箱。交流配電箱的一路輸出進通信電源，經AC/DC整流后，通信電源的直流輸出通過直流配電開關給通信設備供電，其原理如圖1所示。

1.2雷電過電壓保護

文獻[2]規定通信設備必須配置防雷裝置，并能承受相應的電壓和電流沖擊；文獻[3]規定了通信電源設備應能承受的模擬電壓和電流沖擊，與戶外低壓電力線相連接的電源設備入口處應符合3級（沖擊電流幅值≥20kA）要求。

因此，變電站電源設備的防雷設計要求為：①沖擊電壓峰值5kV，通信電源設備應能承受模擬沖擊電壓波形為10/700us；②沖擊電流幅值≥20kA，模擬沖擊電流波形為8/20us。

1.3非雷電過電壓保護

通信電源系統的非雷電過電壓，是指因電氣設備的開關操作過程和靜電放電過程而產生的過電壓。過高的電壓可通過直接耦合、電感耦合及電容耦合進入通信電源，這類過電壓在常規的通信機房內產生概率較低，而設在偏僻郊區的變電站內發生概率較高[4]。其特點是：①過電壓的幅值不高，一般在額定電壓的1.3～3倍之間；②過電壓持續時間不定，但持續時間較長時，可能使電氣設備損壞。

設計通信電源的非雷電過電壓保護，基本要求是當電源進線出現以上過電壓時，保護裝置應可靠動作，使電源設備免遭損壞。

1.4主要問題

變電站通信電源系統的過電壓保護設計存在的主要問題是：

（1）防雷保護的各級設計一般由多個廠家完成，各級保護之間的配合較少。如各級保護一般不加解耦電感，使用電纜的長度不滿足要求等；

（2）在防雷保護的壓敏電阻上沒有溫度保護，當壓敏電阻因老化而絕緣降低時，可能會出現壓敏電阻燒損、線路燒損，嚴重時可能會引起火災；

（3）在防雷保護壓敏電阻的輸入端沒有設置合適的保護開關，當線路出現持續時間較長，過電壓數值較低，壓敏電阻泄漏電流無法使保護開關動作時，同樣會出現壓敏電阻燒損、線路燒損，嚴重時可能會引起火災等現象；

（4）對于非雷電過電壓保護，許多廠家采用電源模塊內部保護的方式，即在PCB板上安裝小容量壓敏電阻。其危害是在過電壓發生時，會使壓敏電阻和PCB板一起燒毀，達不到預期的保護效果；

（5）沒有交流穩壓器，電網電壓不穩。因操作過電壓嚴重，燒損保護電路中壓敏電阻的現象也時有發生。

2.設計

變電站通信電源系統過電壓保護設計的目的，是保證電源系統在發生雷電過電壓及非雷電過電壓時，保護電源系統免遭損壞。

2.1過電壓保護元件

過電壓保護經常使用的保護元件有放電間隙、壓敏電阻、抑制二極管等，典型的三級過電壓保護電路如圖2所示。

充氣放電器及空氣火花間隙放電器是一種放電能力極強的過電壓保護器，其缺點是剩余電壓較高，一般用于變電站通信電源進線的過壓保護。

壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間，其可以把過電壓箝位在一個相對固定的電壓值，從而實現對后級電路的保護[5]。壓敏電阻可輸導40kA、8/20脈沖電流，響應時間在毫微秒級，特別適用于電源系統的輸入過電壓保護，其缺點是易老化、電容較高。

抑制二極管在電源電壓正常時不工作，在有瞬間高壓脈沖時，可吸收瞬間大電流而箝位在比工作電源略高的電壓上以保護后級電路，響應時間在微微秒級，其缺點是吸收能量小，額定電壓較低，一般用于PCB板控制電路的過電壓保護。

2.2過電壓保護設計

變電站通信電源綜合過電壓保護的設計思想，是將變電站通信電源的雷電過電壓保護、非雷電過電壓保護一體化，保證在出現雷電過電壓、非雷電過電壓時，通信電源可以得到有效的保護。變電站通信電源系統綜合過電壓保護的電路原理如圖3所示。

當變電站內出現非雷電過電壓時，圖3中的兩極過電壓保護可以使過電壓得到有效的限制。當過電壓持續時間較長時，電路中的兩級壓敏電阻串聯的熔斷器可以熔斷，避免一般避雷器可能燒毀的危險。

圖3綜合過電壓保護原理電路

在變電站通信電源綜合過電壓保護器中增加了溫度告警接點和保護熔斷器熔斷指示及告警輸出。溫度告警接點用以提示壓敏電阻已經老化，熔斷器熔斷接點可以提示壓敏電阻動作。

如果二級壓敏電阻動作，保護熔斷器熔斷。這時解耦電感上較高的感應電壓會燒毀電源模塊內的電子元件，因此將熔斷器串于供電回路中，可以起到隔離保護的作用。

3.結論

針對現行變電站的特點，提出了變電站通信電源系統的綜合過電壓保護思想，并設計了合理的電路拓撲，該設計的目的是解決當前變電站過電壓保護存在的諸多問題，如壓敏電阻燒毀問題及壓敏電阻與保護開關的配合問題，故障隔離問題等。變電站過電壓保護一體化，可以提高過電壓保護范圍、降低過電壓保護成本，且便于過電壓保護動作元件更換。對于電網電壓波動范圍較大的情況，可以考慮安裝寬輸入范圍的穩壓器，從根本上保護電源設備，減輕變電站通信電源系統過電壓保護故障的維護工作量。

參考文獻

[1]杜林，李欣，司馬文霞，席世友，楊慶，袁濤. 110kV變電站過電壓在線監測系統及其波形分析[J]. 高電壓技術，2012，03：535-543.

[2]YD/T944-1998《通信電源設備的防雷技術要求和測試方法》，1998年5月.

[3]GB/T 13722-92《移動通信電源技術要求和試驗方法》，1993年6月.

壓敏電阻范文第3篇

關鍵詞：晶閘管;基本結構;伏安特性;過電壓情況;電感性負載;保護措施;壓敏電阻 RC電路

晶體閘流管（簡稱晶閘管，又稱可控硅即SCR），發明于1957年。它可以將交流電源變成直流電源，且電壓可調。電動鉆機中的可控硅系統就是利用這一原理，將柴油發電機組發出的交流電源整流成可控的直流電源，用以驅動絞車、轉盤及泥漿泵等鉆機主驅動設備，使得這些設備獲得了一個連續可調的速度范圍。這一特點大大地改善了鉆井工況。晶閘管具有體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維護簡單、操作方便、壽命長等，但是，可控硅有兩個致命弱點，就是耐過電壓能力差，耐過電流能力差。在實際使用中可控硅的損壞基本都是緣于這兩點。下面根據常使用過的陸上鉆機用ROSS HILL可控硅系統來作一下分析。

一、在ROSS HILL系統中造成晶閘管擊穿的情況分析

（一）過電壓原因。（1）電感性負載突然加載或卸荷產生過電壓。我們知道電機的起動電流很大，在起動的瞬間，電路中的電流會產生突變。現取一相分析，設在這一相中電流為i ，等效電感為L，則在起動瞬間，在這一相中會產生一個瞬時的峰值電壓為u=L?di/dt。由此等式可知電感性負載越大，則L越大;帶載越大，起動電流越大則電流變化率越大即di/dt越大，所以u越大。（2）諧振過電壓。晶閘管在整流過程中會產生匝散電流，而這些電流通常是多次諧波或高次諧波，當某次諧波恰好和電路的當時的自振頻率相同而產生諧振，就可能出現最高電壓，如果兩者的頻率不相等，也可能產生過電壓，但通常較小，不會夠成危害。

（二）過電流原因。如系統在長期的過載情況下運行，電流一直很大，導致晶閘管發出大量的熱，長時間積累，會最終燒毀晶閘管。另外，晶閘管在整流過程中，也有可能某個管子在工作中出現誤觸發，根據上圖可知這是一個三相全波全控硅整流系統，在工作中任何一個整流回路均有兩個閘管在同時工作，正常情況下，這一對管子開啟和關斷是同時的，兩者導通角的變化也是一致的。如果出現一個管子誤觸發，將會有可能使兩相直接短路，產生很大的電流燒毀晶閘管。

二、ROSS HILL系統保護晶閘管的措施

（一）采用壓敏電阻吸收過電壓。在ROSS HILL系統中為了防止交流母線中的峰值電壓擊穿晶閘管，它采用在母線之間加上壓敏電阻的方法。因為壓敏電阻（MOV）在臨界電壓之內表現出很高電阻，在正常情況下，它相當于斷路，所以對系統沒有影響，但是如果加在壓敏電阻上的電壓超過了臨界電壓，它將表現出很低的電阻，這樣當在交流母線上出現過高的峰值電壓時，壓敏電阻突然電阻變小，從而將此峰值電壓產生的能量消耗掉，保護晶閘管。

（二）采用RC回路吸收高頻過電壓。采用RC吸收回路，是該系統保護晶閘管元件的另一措施。如圖形所示，在每個晶閘管上都并聯一個RC電路，該電容就是用來吸收回路中的高頻過電壓。壓敏電阻吸收回路作為主保護，RC吸收回路作為輔助保護。

（三）與晶閘管串聯快速熔斷器進行過電流保護。在ROSS HILL系統中每個晶閘管串聯了快速熔斷器，所以它能有效地防止由于過電流而燒毀。

三、ROSS HILL系統的不足

盡管系統有壓敏電阻來保護晶閘管，但是有時這種電壓過高因而產生的瞬時電流極大，這樣，如果交流母線上短時間內反復出現這個峰值電壓且較高，它將會使三個與壓敏電阻相連的熔斷器（圖中的FU7、FU8、FU9）中的幾個或全部熔斷。這樣，在下一個峰值電壓到來之時，該電路就不再起作用，因此整流電路中的晶閘管將得不到保護。而RC吸收回路只能對于那些周期短、信號小的吸收作用才明顯，而對于那些周期長、信號強的峰值電壓基本不起作用，但是在實際工作中往往也會出現這種情況。某井隊在TK622井施工期間，ROSS HILL系統就曾出現過這樣的一個故障。當時，由于電網中的負載不穩定，在交流母線B相和C相之間中出現了較高的峰值電壓，導致了FU8、FU9這個熔斷器熔斷，緊接著當在T2和T4（或T6）導通時，這個峰值電壓將會直接加在T3上，導致了T3的反向擊穿，擊穿瞬間就相當于B相和C相短路，此時電流很大，致使FU2和FU3熔斷，斷路器跳閘。

壓敏電阻范文第4篇

一、二極管的單向導電性類習題

例1（2006?海淀）閱讀下面短文，回答問題。

二極管的導電特性

二極管是一種電學元件，它最重要的特性就是單向導電性。圖1甲所示是二極管的實物圖和它的電路圖符號，在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。下面通過簡單的實臉說明二極管的單向導電性。

方法是：將二極管與一個小燈泡、一個開關串聯在干電池兩端。閉合開關后，若燈泡亮，表明二極管的連接方式是圖1乙所示，這種連接方式相當于電路中的通路狀態；若燈泡不亮，表明二極管的連接方式是圖1丙所示，這種連接方式相當于電路中的斷路狀態。這個實驗很直觀地說明了二極管的單向導電性。

（1）把二極管、小燈泡、電池、開關分別連接成圖2所示電路，請分別說明閉合開關后甲、乙電路中的小燈泡是否發光？

（2）請設計一個實驗，利用二極管判斷蓄電池的正負極（沒有電壓表、電流表，其他器材自選）。請在虛線解析：（1）由二極管的單向導電性可知：電流由二極管的正極流入，二極管相當于一根導線，電路形成通路；電流由二極管的負極流入，二極管相當于開關斷開，電路形成斷路。所以，圖2甲中小燈泡發光，圖2乙中小燈泡不發光。

（2）電路圖如圖3所示。判斷方法：閉合開關后，若小燈泡亮，則二極管正極一端是蓄電池的正極；若小燈泡不亮，則二極管正極一端是蓄電池的負極。

二、光敏電阻的性質類習題

例2（2007?連云港）圖4甲所示是某生產流水線上的產品輸送及計數裝置示意圖。其中S為一激光源，R1為光敏電阻（有光照射時，阻值較小；無光照射時，阻值較大），R2為定值保護電阻，a、b間接一“示波器”（示波器的接入不影響電路）。光敏電阻兩端的電壓隨時間變化的圖象，可由示波器顯示出來。水平傳送帶勻速前進，每當產品從傳送帶上通過S與R1之間時，射向光敏電阻的光線會被產品擋住。若運送邊長為0.1 m，質量為0.6 kg的均勻正方體產品時，示波器顯示的電壓隨時間變化的圖象如圖4乙所示。請回答下列問題：

（1）此產品的密度為多大？

（2）產品對傳送帶的壓強為多大？（g取10 N/kg）

（3）已知計數器電路的電源電壓恒為6 V，保護電阻R2的阻值為40 Ω，求光敏電阻在兩種狀態下的阻值分別為多大？光敏電阻1 h消耗的電能為多少？

（3）有光照射時

U1=2 V

U2=U－U1=4 V

光被擋住時

U1′=4 V

U2′=U－U1′=2 V

光敏電阻1 h消耗的電能

W總＝W1＋W2＝（480＋240） J＝720 J

三、壓敏電阻的性質類習題

例3（2007?鎮江）有一種測量壓力的測力計，其原理圖如圖5所示，電源電壓為6 V，并保持不變。R是一個壓敏電阻，R0是一個阻值為400 Ω的定值電阻，它能對壓敏電阻R起保護作用，G是由量程很小的電流表改裝成的指針式測力顯示器。R的阻值可隨壓力F的大小變化而改變，其關系如下表所示且保持不變。

（1）根據表中數據在圖6所示坐標系中畫出壓敏電阻R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象。

（2）利用表中的數據或R的阻值隨壓力F的大小變化的圖象，歸納出R的阻值隨壓力F的大小變化的關系式。

（3）若電阻R0的耐壓值（即能承受的最大電壓）為5 V，則該測力計的最大測量值為多少牛頓？

解析：（1）用描點法作出圖象，圖象見圖7。

式為R=kF+b，代入相關數據可得R=300－0.4F。

（3）從上式可知：當壓力增大時，壓敏電阻值減小；當電阻R0兩端電壓U0=5 V時，壓敏電阻兩端的電壓次函數關系所以測力計顯示器的刻度是不均勻的。

四、熱敏電阻的性質類習題

例4（2008?蘇州）小明在科技活動中，了解到有一種用半導體材料制成的熱敏電阻，其電阻R隨溫度T變化的圖象如圖8甲所示。

（1）熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而_____________（選填“增大”或“減小”）。

（2）小明想利用熱敏電阻制成溫度報警器。實驗室中現有兩只外形完全相同的電阻R1和R2，其中一只為熱敏電阻，另一只為定值電阻（阻值不隨溫度的變化而變化）。為了辨別它們，小明設計了如圖8乙所示的電路。

①接下來小明應如何操作？

答：__________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

②根據觀察到的什么現象辨別出熱敏電阻？

答：__________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

________________________________________________。

解析：（1）由圖象可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。

壓敏電阻范文第5篇

關鍵詞：變電站；自動化裝置；抗雷擊

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）31-0136-02

1 原因分析

1.1 內部干擾

自動化設備本身的原因，內部布局不合理，如電路板地線設計小；高壓側電源靠近重要電路，電源電路與重要電路距離不足。電解電容器太靠近發熱元件。使用年限久，電子元器件質量下降，如電容容量下降造成濾波性能下降。電子元器件選擇不當，如耐熱、耐壓、過流能力。設計不合理，沒有很好隔離措施。設計不夠完善，如負載能力弱、余量小。抗干擾措施不完善。

1.2 外部原因

1.2.1 感應雷電壓、雷電干擾。變電站附近的雷擊地面、建筑物、架空線路和雷雨放電時直接形成或雷電感應形成的過電壓或干擾。

1.2.2 設備操作干擾。變電站內斷路器等一次設備在投切操作或開斷故障電流時，由于感性負載的存在，如接通或斷開跳、合閘線圈時產生瞬變干擾。

1.2.3 接地不當引起干擾。

1.2.4 電纜選用及敷設方式不合理。如果未選用帶屏蔽層的電纜，并且未采取任何防護措施，信號電纜受到干擾的可能性將大大增加。

1.2.5 一次設備接點不良引起的干擾。一次設備接點打火、抖動或接觸不良，二次信號繼電器性能不良都會引起信號的誤動。

2 制定對策

解決抗雷擊抗干擾問題，我們就從解決來自自動化裝置內部和外部兩方面來考慮。

（1）硬件采取接地、屏蔽、光電隔離、數字濾波、軟件陷阱、自檢等措施抑制或消除干擾。

（2）采用共接地方式，各個功能不同的設備屏柜接地要求相互連接，達到等電位的目的。裝置外殼采用導電箱體，改善設備接地性能和防磁能力。

（3）要對元件老化篩選嚴格把關，保證其性能的穩定。對于自動化設備超期服役，故障高，給予更換升級。

（4）采用不停電源時宜采用在線式UPS或不停電逆變電源。盡可能利用雙電源切換裝置，充分利用直流220V作備用供電，以提高電源可靠性。

（5）對于保護和外回路直接相連的部分，應采用光耦回路隔離，實現強弱電的分離。這點對于廠家尤其重要，廠家在設計產品時必須考慮采取這些措施，使自己內部大規模芯片與外界隔離。

（6）在硬件設計布局上熟練掌握各種防雷器件應用。如氧化鋅壓敏電阻（MOV）、氣體放電管（GDT）、瞬變抑制二極管（TVS）各功能、特點。目前我公司系統遙信回路采取的是“常開”接點，接點的接入處有壓敏電阻保護，輸入端采用光耦回路隔離，通過光耦合的輸入端施加電壓減少電磁場的干擾。

（7）遙信對象狀態的采集方面也有采用雙觸點遙信的處理方法，就是一個遙信量由兩個狀態信號表示，一個來自開關合閘接點，另一個來自開關的跳閘接點，“10”、“01”為有效代碼，這樣就可以增強容錯能力，目前我公司采用雙觸點遙信接點方式。

（8）在軟件上對遙信的防抖和消噪進行處理。

在設計和運行管理上：

（1）二次回路選用屏蔽電纜，將控制電纜的備用芯接地，增強屏蔽作用。對于重要電纜溝建議采用閉合型鋼板或鐵板，以減少通過空間電磁場輻射雷電強電感應雷擊干擾。電纜盡可能采用鍍鋅鐵管，而不用塑料類材料。

（2）對于來自電源回路的感應電壓及干擾，采用電源濾波器，以消除傳導和磁場兩種形式的電磁干擾。

（3）對模擬量受到的感應電壓及干擾，可以采用靜電屏蔽的方法消除干擾。將屏蔽體與大地良好地接觸，這樣就將強電干擾信號導入大地。

（4）對于接點抖動產生的干擾，必要時采取雙接點采集的方式。

（5）保證接地網的良好性，降低感應電壓及故障電流引起的地電位升高而引起對設備反擊。

（6）對于信號弱電線路防雷設計應用原則：通訊信號傳輸對防雷器的要求較高，總的要求是不影響數據傳輸，不斷線、不掉包。

（7）主控室應設計統一接地母排，接地母排兩端應分別設計相應的接地線，連接到電力主地網上。主控室內各設備屏內也必須設置單獨的接地母排，并設置屏保持良好的電氣連接。在接地線引入（出）設備的端點處，應設標志牌。

（8）電源線路防雷的設計，對每一種可能存在的雷電感應源，均應考慮保護設計。對于短路原理型防雷，防雷器選擇應考慮：在正常狀態下，防雷器對地絕緣；當雷電流出現時，應立即對地短路，內阻要小，當雷電流消失后，防雷器要立即恢復為開路狀態，避免對正常工作電壓造成影響。我對機房電源防雷采用空開加壓敏電阻，空開的負載為360伏壓敏電阻，壓敏電阻接地組成。有空開的好處：一是壓敏電阻完全擊穿，空開可以跳閘，不影響電源運行；二是要檢查壓敏電阻方便。

（9）對雷電重災區，電源線路防雷的設計，可用過壓保護器（斷開型防雷），在雷電前沿波（峰值360V）來時，切斷UPS交流供電，由蓄電池逆變供電，雷電過后，由人工或自動投入交流供電。過壓保護器（由本人設計、并經過實踐檢驗家庭可用）：采用漏電保護器和360V壓敏電阻組成。壓敏電阻，一端接地，另一端接火線，且必須在漏電保護器的輸出端處，當雷電前沿波來時電壓超過260V，壓敏電阻對地放電（漏電），引起漏電保護器跳閘，從而保護UPS及UPS所供負載。如果地線沒條件拉，也可以一端接零線（在漏電保護器）輸入端前面，另一端接火線，在漏電保護器的輸出端。只要電壓超過260V，漏電保護器立即跳閘。

2 效果檢查

通過努力，對各變電站進行了35kV無油化改造，微機保護裝置的接入，接地網的加強（如一次設備采用雙引下線接地，中控室采用銅排接地等），實施這些措施后，變電站的抗雷擊抗干擾能力明顯增強，設備可靠性提高。

對比發現，接地網的良好性是變電站抗雷擊抗干擾的一個很重要方面，降低接地電阻，信號和電源的接地采用不共地，引線采用屏蔽線，接地方式采用并聯接地，適當增大接地線線徑，接地線材料采用銅線，直流地、安全保護地、防雷保護地與交流工作地等分開單獨形成一個接地系統，并分別接入不同的地樁等。防止電磁干擾，一方面抑制干擾源，在重要生產場所禁止使用無線電設備等，另一方面切斷電磁干擾的傳輸途徑，一般采用屏蔽、隔離、接地、濾波等。另外就是更新設備，這樣就在硬件和軟件上同時實現提高了抗干擾能力。

例如，我公司六甲電站，穿越高山峻嶺，變電站處于石山區，接地電阻高。屬于雷害重災區，我看到30米兩根線銅芯花線（原來用于接電話機的、后因雷擊，電話被打壞而閑置、線跨架于兩棟房子之間）一端未接任何東西。而另一端也未接任何東西，只是接于氣體避雷器（避雷器損壞未接任何東西）座上，座上接線點距離接地線一厘米左右。某一天雷電過后銅芯花線對地有放電燃燒痕跡。這充分說明閑空線路感應較高雷電壓，線路具有天線樣的接收能力。而六甲電站的RTU和載波機及UPS更是經常發生雷電損壞，尤其是RTU，每年都有RTU板雷擊損壞。多時一年雷電損壞3次，且發生多次一次性損壞4塊板，基本上就是通信板、鍵盤顯示板、CPU板、MODEN板。曾經在UPS交流輸入前，用小形環形隔離變壓器進行隔離，對抗雷擊損壞有一定作用，但所串保險絲易燒毀，所以并壓敏電阻易燒毀，后來隔離變壓器依就被燒毀。RTU有時還會被打壞。2005年6月進行了接地電阻改造措施，接地電阻，由16歐姆降到4.1歐姆。并增加過壓保護電路措施（保護電路如上第8條）。在這兩種措施作用下，盡管六甲電站遭遇強雷擊：一次發生刀閘傷害；一次發生變壓器接線頭傷害；RTU一改以往狀況，安然無恙。

參考文獻

[1] 姚洪平.自動化裝置抗干擾措施[J].中國新技術新產品，2008，（14）

[2] 何小勉.電力自動化裝置的抗干擾措施[J].中小企業管理與科技，2009，（10）.