自动重合闸剩余电流保护器在通信电源防雷中的应用

分析雷电造成剩余电流保护器误动作的原因和自动重合闸剩余电流保护器的工作原理、性能要求和安全问题，并提出具体的数值要求，通过自动重合闸剩余电流保护器自动重合剩余电流保护器以恢复供电，提高通信系统抵抗雷击的能力，解决无人值守站不能及时恢复设备工作的弊端。

1、雷击造成RCD误动作致使电源中断问题

一般的通信电源电路如图1所示，在供电进线端安装剩余电流保护器（RCD），剩余电流保护器主要针对电气设备漏电，对人身安全进行保护，在电源支路安装浪涌保护器，针对雷电侵害进行防护。当雷击发生时，传感器线路会感应出不平衡干扰雷电脉冲电流及差模干扰电流，当差模电流超过RCD动作电流值时，误动就会发生。另外，若通信设备漏电流处在动作临近边界，在雨季容易导致不均衡磁通引起的RCD误动。

雷电流是瞬态电流，可能产生一个脉冲，也可能产生多个脉冲。雷电流通过浪涌保护器F1和F2的电流分别为I1和I2，I1往往不等于I2，会出现差模干扰。当差模干扰值大于RCD剩余电流动作值时，保护器动作，电路断开，通信设备中断工作，需要人工恢复供电。通信局站主要为无人值守，一个地区发生雷击，会造成有的通信局站停电，无法短时恢复通信，因此必须解决这个问题。

2、自动重合闸剩余电流保护器工作原理

自动重合闸是解决RCD误动作造成电源中断问题的有效方法。自动重合闸一般用在高压电力系统，而且取得了非常好的效果。但出于安全考虑，现在还没有在低压民用电力系统中推广使用，中国通信系统近几年开始使用，并且制定了标准：YD/T 2346-2011《通信用自动重合闸剩余电流保护器技术条件》，使用效果明显。

当雷击造成RCD误动作使电路断开时，自动重合闸剩余电流保护器会自动合上开关。由于雷击电流是短暂的，雷击过去后I1≈I2，合闸成功，电路恢复供电，通信恢复。

自动重合闸是有条件的，必须考虑安全等因素。自动重合有两种方法，一种是检测漏电流情况，决定是否重合；另一种是不检测，自动重合。

自动检测L-PE漏电故障的重合装置（以下简称检测重合闸）由电动操作机构、控制电路、检测电路、输出接口组成，检测电路与重合闸配合使用，在重合闸控制电路操作下完成检测，根据检测结果决定是否重合闸。检测电路分别接在RCD相线、PE线、接地电阻Re1和Re2、变压器中性N线，通过相线、PE线、接地电阻Re1和Re2、变压器中性N线、检测电路构成回路，检测电路PE线无需连接设备外壳，具体如图2所示；也可以通过相线、设备外壳、P E线构成回路，重合闸检测电路P E线需要连接设备外壳，具体如图3所示。RCD脱扣，重合闸检漏电电路分别是a-P E、b-P E、c-P E。检测电路信号既可以是直流也可以是交流，电压不超过24V。

3、主要性能要求

剩余电流保护功能解决了安全问题，自动重合闸解决了电源雷击中断问题。YD/T 2346-2011《通信用自动重合闸剩余电流保护器技术条件》对一些参数的考虑如下。

自动重合闸功能需要兼顾供电和安全这两个因素。

(1)重合闸次数

从用户使用角度看，重合次数多好；但从安全角度看，重合次数少好。对于不检测漏电流即自动重合的重合闸产品，标准允许自动重合三次。

(2)重合闸时间间隔

从用电角度看，时间间隔最好是零；但从安全角度看，却必须足够长。

标准规定：如果保护器不具备断开后线路漏电检测功能，剩余电流保护器动作断开后20～60s自动重合闸一次；如果不成功，延时15min进行第二次重合闸；若第二次重合闸不成功，延时15min进行第三次重合闸；如果第三次不成功，则禁止再重合闸。

(3)检测电压

检测电压也是一个很重要的安全参数，不能太高。

标准规定：如果保护器具备断开后线路漏电检测功能，要求如下。

● 1min内如果三次合闸不成功，则不能再重合闸。

● 检测电压≤24V。

(4)耐雷能力

保护器可能有一定的电子电路，需具有一定的耐雷能力，否则无法使用。

标准规定：剩余电流保护器对通过设备的电容负载流过的对地浪涌电流和设备闪络而流过的对地浪涌电流均应有足够的耐受能力。延时型剩余电流保护器对设备闪络而流过的对地浪涌电流应具有足够的耐误脱扣能力。

电源线间（L-N）施加1.2/50μs（8/20μs）组合波、2k V冲击电压，应不发生误动作。电源线间（L-N）施加1.2/50μs、4kV冲击电压，样品工作正常不损坏。

电源线L对N流过8/20μs、20kA雷电流，附加安装电涌保护器时，样品工作正常不损坏。

4、结论和建议

自动重合闸剩余电流保护器可以有效解决雷击造成的电源中断问题，提高通信系统抵抗雷击的能力，而且安全可靠，是一种提高通信系统防雷能力的有效手段。