文/罗觉民

摘要：电源监控系统是融合了传感器技术、计算机先进技术与通信技术的先进技术。雷暴灾害是电力系统运行中不能避免的灾害，雷暴的不同程度将导致电力系统的电力设备面对不同程度的损失。因此，针对电源监控系统进行防雷是非常重要的。本文首先介绍了电源监控系统的基本理论，然后，讨论了雷暴的产生情况与主要影响指标。最后，提出了相关的电源监控系统的防雷方法。本文主要针对接地防雷进行了分析阐述。

【关键词】电源监控系统 防雷 雷暴 电力设备

雷暴与各种电磁脉冲灾害将对电力系统的正常运行产生很大的损失。电源监控系统在雷暴灾害下容易遭遇雷击事故，导致电力设备损坏严重，甚至导致瘫痪，造成极大的经济损失。因此，针对防雷技术进行分析研究，以保障电力设备的正常运行，具有重要的工程意义。针对防雷而言，只有可以掌握雷击事故的情况，才可以尽量的避免雷暴所带来的事故，因此，本文在分析电压监控基础与雷暴的相关理论的基础上，针对电源监控系统防雷进行了一定的分析与讨论。

1 电源监控系统

电源监控系统根据监控内容的需要，以实现通信电源与设备维护的要求。除了针对设备进行监控，机房的外界条件影响因素也非常重要。温度、湿度与是否遭受水侵等情况，将会影响电源监控系统的正常运行，如图1。一般情况下，电源监控系统针对以下对象进行监控工作：

（1）电源设备。包含高压变电设备与高压配电设备：进线柜、母联柜、出线柜、变压器、直流操作电源柜。低压配电设备：补偿柜、进线柜、稳压器、市电油机转换柜、配电柜。整流配电设备：开关电源、交流屏、蓄电池组、整流器、直流屏。发电设备：风力发电机组、燃油发电机组、太阳能电源、燃气轮机发电机组。

（2）（2）空调设备：中央空调、分体空调、机房专用空调。

（3）火警：探测器、灭火装置、大楼消防系统、智能烟雾探测系统。

（4）机房：环境因素、图像监控。

（5）监控系统：软件、硬件、通信线路。

（6）安防管理：图像监控、防盗、智能门禁系统、门磁开关。

针对电压监控系统，重要的电源量有：

（1）系统的输出电压。一般情况下，系统输出电压是54V，充电结束后为56V，使用时使用正端接地，负电压输出的方法。如果电压在低于50V 的时候，系统就会发出声音。

（2）三相交流电压。针对三相交流电压的测试量程为300V，如果一相电压发生低于100V 的时候，系统就会默认该相电压发生缺相的情况。

（3）输出总电流。总电流指的是电源设备的输出电流的总和，该电流需要同时供给负载工作，还要针对蓄电池组充电使用。

（4）蓄电池的充电电流。通常情况下，蓄电池处于浮充电的状态下，电源监控系统主要根据蓄电池的容量与现场电流的大小进行设定。

（5）蓄电池的放电电流。一般情况下，市电停电，蓄电池将会处于放电。电压随着蓄电池的放电而下降，如果低于45V 的时候，机器将会发出报警。

（6）单只蓄电池的电压。

（7）遥信与遥控点。针对浮充状态进行控制，模块的开关机状态与控制及电池充电恒流点的设置。

（8）针对配电屏及遥信量等进行监控。

2 防雷检测系统

2.1 电磁法闪电定位系统

电磁法闪电定位系统主要监测闪电放电的过程，使用电磁场实现闪电定位的确定。

（1）低频段的定位技术。该技术通过放置东西与南北方向的正交天线以测量闪电方位角的方法，最后鉴定闪波形的特点。使用多个探测子站进行闪电方位角的测算。

（2）高频段的定位技术。使用干涉法进行闪电辐射源位置的测定。针对每次闪电的发生，通过测试各个振子接收到的信号的相位差进行监测，以计算辐射源的方位。

2.2 光电法闪电定位系

（1）闪电光信息采集。因为闪电的频谱很宽，且产生紫外光，因此，可以通过针对紫外光进行检测以实现针对闪电光信号的识别。

（2）雷声采集。针对雷声采集主要考虑频带范围，通常情况下，4-125Hz 是频率范围。可以使用电容式传声器进行雷声检测的功能，该仪器具备稳定性能好，线性好，灵敏度较高等功能。

（3）模拟/ 数字信号的转换。整个定位系统的主要目的是实现雷声信号与光信号的采集，将采集的结果送到计算机上，对其进行计算分析。使用模拟/ 数字信号的转换的方式可以具备速度快、支持先进软件设备驱动、实时性强等优点。

2.3 其他分析方法

（1）定向时差综合雷电定位系统。该系统具有高新技术全自动定位技术，可以针对闪电发生的物理位置进行精准定位。一旦发生雷电，将会产生电磁脉冲。不但可以准确获得具体的位置，还可以测试到雷电流的大小与极性。

（2）电网的雷电定位监测系统。根据雷电发生的汇总，测试并总结雷电的参数与雷击的次数，实时监测雷电的发生情况。

（3）光电测雹仪。该仪器用于测试闪电与饼雹的发生情况。该仪器由控制与遥感量部分构成，使用屏蔽电缆将两部分进行连接。

3 防雷技术

3.1 大气相对湿度与雷电的关系

（1）湿度。如果发生雷暴，地面水汽会被气流卷走，地表大气相对湿度将有所降低。雷暴降水经过后，湿度将会大量增加。雷暴结束后，湿度又有所降低。

（2）气压，雷暴到来之前，气压一直处于下降的状态。一旦降水出现，气压将会上升，随后，又发生下降的情况。

（3）温度。雷暴来临之前，温度不断上升，出现降水后，温度迅速下降。

（4）风。出现降水，风向突变且突增。

（5）降水。雷暴初期，降水量大，随后减少。

3.2 云中相对湿度

冷云指的是温度线以上可以同时由冰晶与冷却水组成的云。暖云则是云顶温度不低于0 度的云。如果云中的水汽压对地面发生饱和的时候，相对湿度较大。如果在冰水混合云中，水汽压会介于水面饱和的水汽压与冰面饱和的水汽压间，使水蒸发到冰晶上。

3.3 防雷与接地

根据以上分析可以知道，天气情况等针对电源监控系统的防雷情况影响较大，因此，可以使用防雷与接地的方法进行电源监控系统的防雷方案。根据防雷技术的相关规范可知，通信站应该使用联合接地系统，保证接地的电阻值不能大于1 欧，同时，机房的接地引入线不能小于40mm*4mm 的热镀锌扁钢。机房中的接地系统应该使用电位的设计，安装设备机架、电缆走线架与金属设备等必须使用接地的方法。且应该保证各段走线架间使用电气连通。通信站的电源监控系统应该进行正当的、合理的过电压分级保护方式。所使用的相关保护器都应该得到相关部门的检查认证。设备的各个级别的SPD 防保护水平都要符合规范的要求，以保证被保护的电力设备的绝缘水平。

根据通信站的实际工作情况，针对交流配电设备、直流配电设备、UPS 电源设备与开关电源设备都要做好分级别的保护。针对交流配电屏应该保证最大的通流容量不能低于60kA 的交流SPD。针对直流配电屏应该保证最大的通流容量不能低于15kA 的交流SPD。

4 结束语

电力系统的正常运行关系到我国国民经济的稳定与增长。本文首先分析了电源监控系统的基本情况，介绍了该系统的监控对象，阐述了该系统的重要性。然后，给出了常见的防雷检测系统，如：电磁法闪电定位系统、光电法闪电定位系统等。接着，介绍了防雷技术。主要给出了大气相对湿度与雷电的关系及云中相对湿度对雷暴的影响。最后，本文提出了防雷与接地的关系，进一步给出了用接地的方法进行电源监控系统防雷的方法。

参考文献

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[2] 杨宁, 殷雷. 智能化变电站站用电源监控系统的设计与实现[J]. 安徽电力,2010(2):41-44.

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[5] 孙春艳, 李景禄, 何艳娇等. 变电站微机保护和监控系统电源干扰及抑制[J]. 高电压技术,2008,34(4):824-827.

作者单位

湖南省电力公司东江水力发电厂 湖南省资兴市　423403