电力及通信系统高电压保护PDF电子书下载

第1章 通信系统高电压保护概述 1

1.1主要目的和应用 1

1.2高电压保护的挑战 2

1.3高电压隔离标准 5

1.3.1穿越影响区域的铜缆（IEEE 487—2007） 5

1.3.2穿越影响区域的光缆（IEEE 1590—2009） 6

第2章 电力系统基础知识 7

2.1通信系统中使用的电力术语 7

2.1.1电压 7

2.1.2电流 8

2.1.3直流电压和电流 9

2.1.4交流电压和电流 9

2.1.5功率 12

2.1.6能量 12

2.1.7阻抗 12

2.2电力系统概述 13

2.3交流电压的产生 14

2.3.1单相交流电压 15

2.3.2三相交流电压 15

2.3.3发电机联结 16

2.3.4发电机的三角形联结和星形联结 16

2.3.5电力变压器联结 17

2.3.6三角形和星形联结的特性 18

2.3.7线间（L- L ）和线对中性点（L- N）电压之间的关系 19

2.3.8中性点、地和联结 19

2.4变电站设备 19

2.4.1变压器 21

2.4.2线路分断装置 22

2.4.3重合器 23

2.4.4避雷器 24

2.4.5变电站接地网 25

2.4.6控制楼设备 26

2.5输电线路 27

2.6配电线路 29

2.6.1星形联结 29

2.6.2三角形联结 29

2.7系统保护设备和概念 30

2.7.1互感器 31

2.7.2保护继电器 34

第3章 地电位升高及影响区域 42

3.1地电位升高概述 42

3.2地电位升高 43

3.3地电位升高的位置 44

3.4地电位升高的影响因素 47

3.4.1故障电流 47

3.4.2接地网电阻 50

3.4.3峰值因数（直流偏置） 55

3.5地电位升高的计算 57

3.6影响区域 58

3.6.1 300V点 59

3.6.2等电位线 59

3.7土壤电阻率 60

3.7.1用常见土壤电阻率数值表确定土壤电阻率 61

3.7.2用四极法测量土壤电阻率 61

3.7.3用温纳公式确定土壤电阻率 62

3.8地电位升高和影响区域的计算方法 62

3.8.1用图解法确定电位梯度（IEEE 367—2002） 62

3.8.2转移电压 65

3.8.3用IEEE 367—2002进行数学公式计算 65

3.8.4用计算机程序进行计算 67

3.8.5一般注意事项和假定 69

3.9雷电故障 71

3.10故障情况下的电磁感应 73

3.10.1互阻抗 73

3.10.2屏蔽因数 76

3.11通信电缆的总电应力 78

3.11.1地电位升高和感应电压的矢量和 79

3.11.2电缆总电应力的计算示例 79

3.12保护工程师的作用 79

第4章 高电压环境中的关键通信线路 80

4.1概述 80

4.2服务性能目标（SPO） 80

4.2.1 A级SPO（不可中断服务性能） 81

4.2.2 B级SPO（自恢复可中断服务性能） 81

4.2.3 C级SPO（可中断、非关键服务性能） 82

4.3北美电力可靠性公司（NERC）关键基础设施保护（CIP ）标准 82

4.4 A级SPO线路的继电保护方案 83

4.4.1继电保护区域 83

4.4.2断路器失效 83

4.4.3电流差动或相位比较方案 84

4.4.4方向比较解锁方案 84

4.4.5镜像比特信号 84

4.4.6失步闭锁或跳闸 84

4.4.7变压器的远方断路器保护 85

4.4.8甩负荷方案 85

4.4.9导引线差动 85

4.4.10音频继电保护 85

4.5 B级SPO线路的电力应用 85

4.5.1电力系统控制中心（ESCC） 85

4.5.2其他B级电力线路应用 88

4.5.3 C级线路应用 88

4.6电力通信服务类型 89

4.6.1模拟电话服务（POTS） 89

4.6.2用户交换机（PBX） 89

4.6.3自动振铃 89

4.6.4四线T1载波 89

4.6.5四线和两线HDSL 90

4.6.6两线制非对称数字用户环路（ADSL） 90

4.6.7调制解调器信号：56kbit/s POTS 90

4.7智能电网及网络安全 90

4.7.1分布式发电（DG） 91

4.7.2电网自动化 91

4.7.3智能电网中的IP 91

4.7.4关键基础设施保护（CIP） 92

第5章 高电压保护设备 93

5.1概述 93

5.2基本分流保护 93

5.2.1电路保护器 94

5.2.2排流电抗器（MDR ） 95

5.3保护等级 96

5.3.1 Ⅰ级保护 97

5.3.2 Ⅱ级保护 98

5.3.3 Ⅲ级保护 99

5.3.4老式隔离系统 104

5.4对附近设施的特别考虑 108

第6章 Ⅲ级高电压保护设备、安装和测试 109

6.1概述 109

6.2 Ⅲ级铜高电压接口组件 110

6.2.1铜高电压接口的总体布局 110

6.2.2隔离架 111

6.2.3高电压隔离插孔 111

6.2.4接头盒 112

6.2.5二次保护模块 113

6.2.6避雷器 114

6.2.7高绝缘强度电缆 116

6.3铜高电压接口系统设计 117

6.3.1设计要素 118

6.3.2预施工 118

6.3.3 300V点 119

6.3.4高电压接口的中央机房侧 119

6.3.5高电压接口的站侧 120

6.3.6完整的高电压接口组件 123

6.4铜高电压接口安装示例 123

6.4.1 300V点（远方大地） 123

6.4.2站设备 124

6.5铜高电压接口系统初步测试 125

6.6铜高电压接口的维护和检查 126

6.6.1实地检查 126

6.6.2铜高电压接口安装的常见错误 127

6.6.3定期测试 127

6.6.4设计评估 127

6.7光纤高电压接口系统安装 127

6.7.1设计要素 128

6.7.2预施工和施工 129

6.7.3铜-光纤连接点的位置 129

6.7.4铜-光纤连接点供电 129

6.7.5光电接口供电 129

6.7.6适用规范和要求 130

6.8光纤高电压接口安装示例 130

6.8.1铜-光纤连接点 130

6.8.2光电接口 132

6.9安装在电力杆塔的无线基站 134

6.9.1设计要素 135

6.9.2基站接地 135

6.9.3电源 135

6.10非电力系统区域的保护 137

6.10.1单点接地参考 138

6.10.2室内设备接地 138

6.10.3高电压接口混合隔离和NEC接地 138

6.10.4服务性能目标 139

第7章 用高电压防护装备保证人员安全作业 141

7.1电气安全 141

7.2电气保护要点 142

7.3接触电压和跨步电压 142

7.3.1“等电位”安全原则 142

7.3.2个人防护 143

7.3.3“隔离”安全原则 144

7.3.4高电压接口设备的安全 145

词汇表 147

附录 服务申请表 150

参考文献 152