時間：2023-05-30 10:27:12
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變電站防雷，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
一、變電站防雷的措施
（一）防直擊雷避雷針是防護電氣設(shè)備、建筑物不受直接雷擊的雷電接收器，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入大地中，從而起到保護設(shè)備效果。因此，架設(shè)避雷針是變電所防直擊雷的常用措施。變電所裝設(shè)避雷針時應(yīng)使所有設(shè)備都處于避雷針保護范圍之內(nèi)，此外，還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時的反擊事故。對于35kV變電站，保護室外設(shè)備及架構(gòu)安全，必須裝有獨立的避雷針。獨立避雷針及其接地裝置與被保護建筑物及電纜等金屬物之間的距離不應(yīng)小于5米，主接地網(wǎng)與獨立避雷針的地下距離不能小于三米，獨立避雷針的獨立接地裝置的引下線接地電阻不可大于10Ω，并需滿足不發(fā)生反擊事故的要求；對于110kV及以上的變電所，裝設(shè)避雷針是直擊雷防護的主要措施。由于此類電壓等級配電裝置的絕緣水平較高，可將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上，同時避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點，沿接地體的長度應(yīng)大于15米。因此，雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的高電位不會造成電氣設(shè)備的反擊事故。
（二）防感應(yīng)雷
雷擊防雷系統(tǒng)時所產(chǎn)生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過壓通過金屬管道、電纜會對變電站控制室內(nèi)各種弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，從而影響整個系統(tǒng)的正常運行。為保證弱電設(shè)備的正常運行，可從以下幾方面采取措施：
采用多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減小；改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽；改進泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用；除電源入口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應(yīng)使用光電耦合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置；所有進出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個接地網(wǎng)；在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。
二、變電站接地系統(tǒng)
（一）變電站的接地種類
變電站的接地裝置，按其作用分為工作接地和保護接地兩類，工作接地是電力設(shè)備正常運行需要的接地。比如：變壓器中性點的接地；保護接地是保護人身和設(shè)備的安全而必須進行的接地，通常包括防止觸電的保護接地，防止雷擊過電壓的保護接地和防止靜電危害的保護接地三種。上述各種接地需采用一套接地裝置的聯(lián)合接地系統(tǒng)。當(dāng)雷電引起地電位高壓反擊時，整個變電站呈現(xiàn)系統(tǒng)電位，保證各種電力設(shè)備系統(tǒng)的安全。
（二）解決防雷接地方法
簡單來說，解決防雷接地的設(shè)計方法，無非解決以下幾個問題：
1.接閃器的設(shè)計。接閃器設(shè)計目的是控制雷擊的位置，把閃擊引導(dǎo)至無害的位置，避免雷電擊在危險的部位。
2.接地網(wǎng)的設(shè)計。在接閃器把雷電引至建筑物后，需把雷電流安全地送至地下，重要的是把接地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與接地電阻值設(shè)計好，使地網(wǎng)既滿足電氣設(shè)備的接地要求，也要滿足防雷要求。
3.在雷電流通過建筑物的接地裝置流入地下時，如何防止高電位反擊。
4.如何防止通過金屬線路引入雷電高電壓，防止擊壞用電設(shè)備和通信器材。
（三）接地裝置的設(shè)計1.土壤電阻率的測量工程
土壤電阻率的測量是工程接地設(shè)計重要的第一手資料，由于受到測量設(shè)備、方法等條件的限制，土壤電阻率的測量往往不夠準(zhǔn)確。因此，要提高測量精度，設(shè)計采用《設(shè)計手冊》中提供的計算平均電阻率的方法，使設(shè)計誤差值減小。
2.接地網(wǎng)布置
根據(jù)地網(wǎng)接地電阻的估算公式：R≈0.5ρ/S式中ρ――土壤電阻率(Ω?m)，S―接地網(wǎng)面積（），R―地網(wǎng)接地電阻（Ω），地網(wǎng)面積一旦確定，其接地電阻也就基本一定，因此，在地網(wǎng)布置設(shè)計時，應(yīng)充分利用變電所的全部可利用面積，如果地網(wǎng)面積不增加，其接地電阻是很難減小的。
3.垂直接地極的作用
在變電所中，一般采用水平接地線為主，帶有垂直接地極的復(fù)合型地網(wǎng)。根據(jù)R=0.5ρ/S可知，接地網(wǎng)的接地電阻與垂直接地極的關(guān)系不大。理論分析和試驗證明，面積為30×30～100×100的水平地網(wǎng)中附加長2.5m，40mm的垂直接地極若干，其接地電阻僅下降2.8～8%。但是，垂直接地極對沖擊散流作用較好，因此，在獨立避雷針、避雷線、避雷器的引下線處應(yīng)敷設(shè)垂直接地極，以加強集中接地和散泄雷電流。
三、對變電站防雷保護的構(gòu)想
根據(jù)防雷設(shè)計的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性，及整個變電站的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，可對變電站實行三級防雷保護措施，具體如下：
（一）第一級防護區(qū)為全所范圍內(nèi)的高壓設(shè)備部分和高壓線路的進線段保護范圍。主要措施為采用獨立避雷針、構(gòu)架避雷針、架空避雷線、高壓避雷器、設(shè)備引下線、主接地網(wǎng)。其主要任務(wù)為引雷、泄流、限幅、均壓，完成基本的防雷功能。
（二）第二級防護區(qū)包括進出變電站管線、二次電纜、端子箱、所用電系統(tǒng)。其主要任務(wù)是防感應(yīng)雷過電壓和侵入波過電壓的傳遞，以及危險電位內(nèi)引外送。
（三）第三級防護區(qū)包括變電站主控室、遠動通信機房及全部電子設(shè)備。其主要任務(wù)是多重屏蔽、電源過壓嵌位、信號限幅濾波、地電位均壓、浮點電位牽制。新建的變電站必須按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-94）、電力部《電力系統(tǒng)通信站防雷運行管理規(guī)程》（DL548-94）及其他相關(guān)規(guī)范要求，利用建筑物女兒墻、天面防雷網(wǎng)及結(jié)構(gòu)鋼筋、基礎(chǔ)鋼筋焊接成一體的網(wǎng)組成第一級屏蔽，做好防雷接地措施。
四、結(jié)語
綜上所述，接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷，感應(yīng)雷或其它形式的雷，都將通過接地裝置導(dǎo)入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。而接地技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，要在實踐中不斷探索，以使其更加趨于完善。采取相應(yīng)雷電防護措施，保證變電站設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。
參考文獻：
1. 靳萍：《變電站的防雷接地與應(yīng)對方法》，《山西師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版》，2008年第z1期。
經(jīng)分析，這幾起故障均發(fā)生在變電所進線斷口處，變電所防雷設(shè)計完全符合設(shè)計規(guī)程要求，在進線側(cè)均安裝了避雷器，35千伏架空線也安裝了避雷線。
一、變電站的雷電波入侵原因分析及采取的對策
1．變電站進線產(chǎn)生斷口的原因分析
因雷電過電壓、人為外力破壞、污閃、設(shè)備故障或保護誤動等原因?qū)е戮€路斷路器跳閘，重合閘前斷路器處于短時分閘狀態(tài)；斷路器分閘后重合不成功，不能馬上恢復(fù)送電，又未做好安全措施（即拉開有關(guān)隔離開關(guān)，將線路兩側(cè)接地隔離開關(guān)合上），則在這段時間內(nèi)斷路器實際上處于分閘狀態(tài)，對無人值守的變電站，尤其是雷暴天氣時，后一種情況經(jīng)常會遇到，且持續(xù)時間有時達數(shù)小時。
根據(jù)雷電活動規(guī)律可知，雷云中可能同時存在著幾個密集的電荷中心，當(dāng)?shù)谝粋€電荷中心的主放電完成后，可能引起第二個、第三個電荷中心向第一個電荷中心形成的主放電通道放電。因此雷電波通常是多重的，連續(xù)性的，二個波間隔時間僅僅是1/10~1/100秒。第一重的雷電波引起斷路器的跳閘，而斷路器重合閘需要時間，存在著末重合閘成功前，第二重雷電波又入侵的可能性。
2．雷電波入侵的主要原因
雷電波主要是從線路進線側(cè)入侵的，由反擊和繞擊引起的線路斷口雷電波入侵的概率并不大，因為變電站一般不會建在地形較特殊的環(huán)境中；變電站附近地區(qū)的桿塔接地電阻及避雷線的保護角較易做到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求；根據(jù)線路避雷器的保護范圍有限及雷電波陡度大、在線路阻抗衰減極快的情況可知，只有雷擊發(fā)生在離變電站很近的幾個桿塔的情況下才有可能通過變電站內(nèi)線路斷口泄放。
線路斷口雷電波入侵主要是雷擊感應(yīng)過電壓。當(dāng)變電站附近的空間云團呈負(fù)電荷時，則在桿塔的避雷線上感應(yīng)出正的電荷．而當(dāng)云團電荷積累到一定程度對地放電時，因地電位（也就是避雷線上的電位）不能突變，故在導(dǎo)線上感應(yīng)出一個負(fù)的感應(yīng)過電壓。線路上的雷擊感應(yīng)過電壓為隨機變量，其幅值及能量并不是很大。一般僅對35千伏及以下線路的絕緣有一定威脅。但在泄放通路中有斷口，根據(jù)波的折射理論及因阻抗不配，波的振蕩會形成很高幅值的過電壓，從而對220千伏系統(tǒng)絕緣構(gòu)成危害。
3.通常雷電過電壓的保護措施
變電站的雷電侵入波保護通常靠三道防線：一是在變電站內(nèi)設(shè)置避雷針，以屏蔽雷電波從大氣空間入侵；二是在進線開關(guān)線路側(cè)安裝避雷器，以限制從線路上侵入雷電波過電壓的幅值；三是在斷路器或隔離開關(guān)后面、主變附近的母線上裝避雷器，以限制從線路上侵入雷電波過電壓的幅值。避雷器與電氣設(shè)備之間的最大距離不超過DL／T620標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值，否則應(yīng)在變壓器回路增設(shè)避雷器。
另外，對于35千伏變電站進線段，應(yīng)設(shè)置1-2千米避雷線，避雷線的保護角度小于20°，以減少危險雷電侵入波產(chǎn)生的機會；盡可能降低桿塔接地電阻，使進線保護段具有較高的耐雷水平。
二、變電站開關(guān)斷口避雷器的選用
1.采用無間隙避雷器
間隙放電有一定的時延，一般約在數(shù)個或十個nS左右，即在間隙放電時延內(nèi)，過電壓反射波可能達到最大值。
間隙放電特性決定，預(yù)加在間隙二端的電壓波前陡度越大，間隙放電電壓越高，例如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有間隙的避雷器其波前沖擊放電電壓（在波前電壓陡度400kV/uS下）與1.2/50uS雷電沖擊放電電壓之比為1.25。
傳統(tǒng)的絕緣方式（如瓷絕緣或油絕緣），施加其上的沖擊電壓陡度越陡，耐受及放電電壓也會相應(yīng)抬高，但SF6及部份有機復(fù)合絕緣卻不是，它在高陡度沖擊放電電壓下，比在標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波下只是略有抬高，遠低于傳統(tǒng)絕緣方式抬高的幅值，故在高陡度的沖擊電壓下，先于其它絕緣方式擊穿。
所以有間隙的避雷器不適合用于保護線路終端及變電站內(nèi)的設(shè)備絕緣，而應(yīng)采用無間隙避雷器。
2.采用三相組合式避雷器
為防止相間過電壓，可采用三相組合式避雷器，在保護相對地過電壓的同時保護相間過電壓，現(xiàn)較常用的是JPBHY5CZ1-42/124*88組合式過電壓保護器，但其陡波限壓特性較差，在部分情況下無法正確動作，最好在使用三相組合式避雷器的同時，安裝無間隙金屬氧化物避雷器，無間隙避雷器陡波響應(yīng)、通流能力、密封性能都較好。針對建德電網(wǎng)多次發(fā)生的雷電波侵入變電站的情況，可以采用這種方式來解決。
3.安裝位置
關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng) 變電站 防雷 措施
中圖分類號：TM862 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）012-264-02
1 雷電對于我國變電站通信系統(tǒng)的危害
以往，我國主要將雷電波涌順相關(guān)線路對變電站通信系統(tǒng)的危害作為防雷的主要目標(biāo)。受傳統(tǒng)觀念影響，只要基于我國防雷設(shè)計規(guī)范，就能夠開展好變電站通信系統(tǒng)的防雷工作。比如安裝并設(shè)置好均壓環(huán)、接地裝置、引下線和避雷針等防雷裝置，變電站通信系統(tǒng)的防雷就可以萬事無憂了。通信技術(shù)和信息技術(shù)的高速發(fā)展，使得變電站廣泛的使用著多種通信設(shè)備，導(dǎo)致雷電的危害也日益顯著。通信設(shè)備的精密化、元件的集成化都導(dǎo)致設(shè)備電路難以承受雷電波涌。一旦雷電擊中避雷針，引下線對應(yīng)完成釋放雷電電流的功能。而在這一過程中，強力變化的磁場會作用于引下線之上，而處在磁場影響范圍之內(nèi)的傳輸線路、信號和設(shè)備均由于相對地磁力線的切割而產(chǎn)生瞬時感應(yīng)高壓，并和低電位的地線作用生產(chǎn)電壓差，最終影響通信設(shè)備的正常工作，甚至損毀相關(guān)設(shè)備。由此可見，即便安裝和設(shè)置了避雷針，也無法有效保護變電站內(nèi)的設(shè)備安全及人身安全。電子信息技術(shù)時代要尤其重視雷電波涌造成的過電壓，采取科學(xué)有效的防雷措施。
2 雷擊損害通信系統(tǒng)的原因
一般來說，變電站的防雷系統(tǒng)都較為完善，所以室內(nèi)設(shè)備遭到直接雷擊的幾率極小。然而，由于變電站通信系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、GPS對時設(shè)備以及計算機等多種設(shè)備組成，相互間的連接線路極為復(fù)雜，由雷雨云放電、雷擊架空線路或變電站附近大地產(chǎn)生，或者因為電磁感應(yīng)及靜電產(chǎn)生的沖擊過電壓，就有幾率經(jīng)由接地系統(tǒng)、信號線路和電源線路，作用于相關(guān)接口，以輻射、耦合、傳導(dǎo)的形式，干擾或者破壞通信系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，將雷擊損害通信系統(tǒng)的原因總結(jié)為以下幾個方面：
（1）不規(guī)范的接地。
受不規(guī)范接地的影響，雷電侵入相應(yīng)接地點就容易產(chǎn)生幅度較大的電位差，由此形成的電磁干擾會對變電站自動化系統(tǒng)的工作產(chǎn)生較大的影響，使裝置模板遭到嚴(yán)重?fù)p壞。另外，地電位會由于雷電作用而升高，同樣經(jīng)由設(shè)備的接電線侵入到變電站通信系統(tǒng)內(nèi)部，該過電壓也會對相關(guān)設(shè)備功能模板造成損壞。
（2）二次電纜的雷電引入。
同一次設(shè)備直接連接的二次電纜由于雷電而產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓會對相關(guān)隔離板產(chǎn)生影響，對其輸入隔離元器件造成擊穿，進而損壞設(shè)備板件。
（3）通信線的雷電引入。
因為雷電導(dǎo)致由通信線連接的設(shè)備兩端產(chǎn)生明顯的電位差，進而作用到對電流敏感的通信串口，會使變電站通信設(shè)備乃至自動化系統(tǒng)的通信串口遭到嚴(yán)重破壞，甚至使功能板損毀。
（4）電源線的雷電引入。
不重視遏制雷電產(chǎn)生的瞬時高電壓，會使得其經(jīng)電源線直接侵入到變電站通信系統(tǒng)內(nèi)，進而對電源模板的工作產(chǎn)生影響，抬高相關(guān)功能模塊的工作電壓，使設(shè)備無法正常工作，嚴(yán)重的還會損毀元器件和設(shè)備。
3 防雷工作原則
就變電站通信系統(tǒng)的防雷而言，要求系統(tǒng)化和科學(xué)化，對規(guī)劃和設(shè)計防雷系統(tǒng)，選擇、維護和安裝相關(guān)防雷設(shè)備等環(huán)節(jié)的工作提出了嚴(yán)格的要求，有效的防雷能夠確保業(yè)務(wù)和設(shè)備的安全運行。所以，變電站通信系統(tǒng)的防雷必須基于以下幾個原則：
（1）可靠性、安全性原則。
變電站通信系統(tǒng)的防雷設(shè)計首先要考慮可靠性、安全性、合理性和科學(xué)性原則，所選擇的產(chǎn)品一定要是可靠和成熟的產(chǎn)品。具體要求如下：確保通信系統(tǒng)能夠安全可靠的運行，系統(tǒng)工作時無衰減和損耗；能夠符合防范雷電波涌和雷擊感應(yīng)電壓的技術(shù)要求，并可以自動復(fù)位；在防護器件受到損壞或者失效的狀況下，具有自動脫扣、遙訊接口和聲光報警的功能，并可通過熱插拔進行更換維護，無須停機處理故障。
（2）可維護、可擴充和開放性原則。
日益發(fā)展的防雷技術(shù)，為使用戶投資得到保障，防雷設(shè)備的選型不但要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而利于變電站通信系統(tǒng)的升級。
（3）實用性原則。
變電站通信系統(tǒng)的安全和投入應(yīng)當(dāng)成正比關(guān)系，從而降低維護成本，使通信設(shè)備的壽命得到延長和提高。最大限度確保用戶需求就是變電站通信系統(tǒng)的實用性目標(biāo)，該原則和性能是防雷系統(tǒng)最為重要的原則。
（4）先進性原則。
采取現(xiàn)階段全球最為成熟和先進的設(shè)計技術(shù)，以利于防雷接地系統(tǒng)可以滿足日后業(yè)務(wù)發(fā)展和技術(shù)發(fā)展的趨勢。就我國電力通信的發(fā)展而言，防雷系統(tǒng)的先進性原則可以在下列方面予以體現(xiàn)：
在規(guī)劃設(shè)計時，一定要綜合考慮變電站及通信設(shè)備的特點，對電力通信網(wǎng)、電力調(diào)度控制網(wǎng)和高壓輸變網(wǎng)內(nèi)弱電及強電設(shè)備的防雷接地系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性及兼容性。
4 變電站通信系統(tǒng)的防雷措施
4.1 科學(xué)合理的選擇防雷設(shè)備
現(xiàn)階段我國主要基于《建筑設(shè)計防雷規(guī)范》等強制性國家標(biāo)準(zhǔn)來選擇防雷設(shè)備，但是由于變電站通信系統(tǒng)的特殊性，建議變電站在國家強制性標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，參考計算機信息系統(tǒng)的GA-173-1998標(biāo)準(zhǔn)以及IEC-TC81系列標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國外先進防雷標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)合理的進行防雷設(shè)備的選型，從源頭提高變電站通信系統(tǒng)的防雷水平。
4.2 信號線路的防雷措施
信號線路的防雷措施可以從以下幾個方面進行：
（1）連接設(shè)備的通信線路。當(dāng)前變電通信主要采取了CAN、RS422、RS232、RS485等完成通信。設(shè)備間通信線路會由于雷擊而生產(chǎn)感應(yīng)過電壓，從而損壞設(shè)備的集成電路以及相關(guān)通信串口。通過將信號防雷器安裝在通信口兩側(cè)，起到防止雷電過電壓的作用。
（2）天饋線。對N接頭及BNC接頭的GPS時鐘系統(tǒng)，通過高頻饋線防雷器安裝在同步裝置屏之前，防止雷電過電壓由天饋線作用到通信設(shè)備之上，杜絕雷電過電壓對通信設(shè)備的危害。
（3）通信線。將過壓保護器安裝在通信線路和設(shè)備之間，對經(jīng)由通信線路傳導(dǎo)的雷電過電壓予以抑制，可對模擬電話線、FR、DDN幀中繼、ISDN和ADSL等通信線路進行防雷保護。
（4）載波線。在通信機柜和載波之間設(shè)置雙絞線防雷器，對載波線路引入的感應(yīng)雷電過電壓進行抑制，防止變電站內(nèi)設(shè)備受到損壞。
4.3 屏蔽、接地系統(tǒng)的防雷措施
對變電站通信系統(tǒng)的屏蔽、接地開展規(guī)范工作，是提升變電站通信系統(tǒng)防雷水平最有效和最直接的方法。
變電站通信系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備應(yīng)當(dāng)使用共同的變電主地網(wǎng)，應(yīng)對其接地電阻的設(shè)計值和現(xiàn)有水平進行檢查，接地電阻通常情況下應(yīng)小于0.5 ，越低的接地電阻，就能夠使通信設(shè)備獲得越強的抗干擾能力。
4.4 其他措施
（1）加固變電站通信系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備的用于傳輸信號的I/O端口。
（2）加固變電站通信系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)設(shè)備的的電源端口。
（3）對變電站的接地以及設(shè)備的直流接地開展地線優(yōu)化和等電位隔離工作。
5 結(jié)語
科學(xué)系統(tǒng)的變電站通信系統(tǒng)防雷，能夠確保通信設(shè)備的安全、正常使用，有利于變電站日常工作的開展。就系統(tǒng)論的角度而言，保持科學(xué)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠有機結(jié)合通信系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)要素，從而確保系統(tǒng)能夠始終保持在高效的運行狀態(tài)。變電站應(yīng)當(dāng)重視和落實通信系統(tǒng)的防雷，綜合治理設(shè)備終端的感應(yīng)防雷，通過安裝不同類型和種類的防雷器等相關(guān)措施，最大程度的對雷電電磁脈沖和雷電感應(yīng)電壓進行抑制，從而有效的根治雷擊安全隱患，并杜絕由于雷電過電壓損壞通信設(shè)備，最終使變電站通信系統(tǒng)能夠長期、安全和高效的運作下去。
參考文獻：
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[3] 趙偉杰.變電站二次系統(tǒng)防雷的探討[J].建筑電氣，2013（7）.
【關(guān)鍵詞】變電站；二次系統(tǒng)；防雷設(shè)計
在變電站自動化水平大幅度提升的今天，各種微機電子設(shè)備在變電站通訊設(shè)備、遠動設(shè)備以及保護設(shè)備中大量運用。但是，從整體上來說，大規(guī)模集成電路其耐壓水平比較低，承受雷電能力顯著下降。另外，信號回路的增多，系統(tǒng)更容易受到雷電波侵襲。如果二次防雷不過關(guān)，很容易導(dǎo)致變電站癱瘓或毀滅性事故。深入探究變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計，刻不容緩。
1.探究雷電造成變電站設(shè)備損害的主要途徑
首先，地電位的反擊作用。變電站若發(fā)生雷擊，其地電位就會隨之升高，而電子設(shè)備外殼以及電子設(shè)備都在接地裝置上，如果達到一定數(shù)值的電位差，就會產(chǎn)生反擊作用。節(jié)點裝置電位差如果與電子系統(tǒng)設(shè)備電位出現(xiàn)一定數(shù)值的電位差，也會產(chǎn)生反擊作用，進而損害設(shè)備。
其次，侵入雷電浪涌。如果變電站發(fā)生雷擊，那么，一半的能量會隨著引流線分布到地網(wǎng)中。剩下的一半能量會感應(yīng)到各種室內(nèi)金屬管線中，進一步在金屬管線上出現(xiàn)雷電浪涌。如果雷電浪涌達到一定水平，就會損壞相連接的電氣設(shè)備。
再次，電磁閃電感應(yīng)。如果變電站附近發(fā)生雷擊，那么，會在進入變電站的金屬管道上出現(xiàn)電磁脈沖。產(chǎn)生的這部分脈沖會隨著金屬管線進一步侵入，導(dǎo)致電氣等各種設(shè)備損壞。
2.變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計
2.1接地處理
二次設(shè)備的接地工作，可分為邏輯接地、信號接地、保護接地、防雷接地以及屏蔽接地。在具體的變電站建設(shè)中，不可能設(shè)計上述分別接地系統(tǒng)，一般情況下，上述接地系統(tǒng)共用一個接地系統(tǒng)，因此，電阻越小越好。結(jié)合相應(yīng)防雷規(guī)范具體要求，其接地系統(tǒng)電阻需滿足R≤2000/I，結(jié)合自動化接地標(biāo)準(zhǔn)，接地電阻應(yīng)
2.2均壓
如果發(fā)生雷擊，會導(dǎo)致暫態(tài)電位上升，進而使得周圍金屬物質(zhì)與路徑之間形成電位差。若電位差超過了絕緣耐受度，就會導(dǎo)致金屬物質(zhì)擊穿、放電。進而進一步導(dǎo)致電子設(shè)備損壞，或者產(chǎn)生脈沖進而干擾電子設(shè)備的運行。新形勢下，需要通過等電位連接，也就是將各種金屬構(gòu)件的等位連接形成連續(xù)性整體，進而有效避免暫態(tài)電位差的出現(xiàn)，有效預(yù)防暫態(tài)電位查對于電子設(shè)備的影響，使各個金屬部件之間處在低電壓的均衡狀態(tài)，通過均壓措施，有效預(yù)防雷擊影響。
2.3選擇漏電保護器
從大量的觸電實例中我們可以看到，保護接地對于電阻要求非常高。如果土壤電阻率較大，則很難實現(xiàn)。為了更好地提高用電安全，必須科學(xué)合理地選擇漏電保護器。該設(shè)備是從人體觸電、泄露電流等故障分析，更好地保護設(shè)備以及人身安全。在具體的施工中，電流動作型檢測特性好，能夠作為干線以及各級支線的保護系統(tǒng)。漏電保護器是通過“差動”來進行保護的，其能否有效工作，主要取決于漏電以及故障電流的主要路徑。所以說，接地系統(tǒng)與漏電保護有密切聯(lián)系。
2.4預(yù)防感應(yīng)雷與直接雷
變電站系統(tǒng)多是由電子元件組成的，其抗電磁脈沖、過電壓能力比較小，一旦遭到雷擊，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的損害，進而使整個線路癱瘓。筆者建議在DCS接地以及設(shè)計儀表時，需警惕雷電流的直接侵害。國內(nèi)水泥廠發(fā)生雷電損害DCS接地以及設(shè)計儀表事件時有發(fā)生。第一，在設(shè)計階段需要將DCS接地以及設(shè)計儀表的信號電纜、電源線遠離避雷引下線。接地體、雷引下線的連接點與接地體、總接地端子連接點之間超過2米的距離，減小泄放雷電流對DCS接地以及設(shè)計儀表的電位反擊。第二，盡可能采用光纖材質(zhì)的室外通信電纜，而且，需要對特殊的通訊線路、儀表信號線設(shè)置浪涌吸收裝置。
2.5配電回路
一般來說，雷電經(jīng)過電源線進而入侵線路通過的幾率要高于電氣自動化設(shè)備直接受到雷擊的幾率要高很多。除了一級線路之外，其他都通過電纜敷設(shè)的方式進行，受到雷擊幾率較小。因此，需要加強對一級架空線路的防雷保護。在雷電經(jīng)過時，會產(chǎn)生強大的過電流、過電壓，無法做到瞬間、一次性泄流，需要按照相關(guān)技術(shù)過程，采取三級雷電防護的方式進行。即第一級保護：在總配電裝置端安裝防雷裝置。第二級保護：低壓配電進線安裝防雷器。第三級保護：分配電箱安裝防浪涌裝置。筆者建議，在電源輸出端等更要的場合進行多級保護措施。在多級防雷裝置的保護下，盡可能徹底泄放電壓與電流，有效預(yù)防雷電對電氣自動化系統(tǒng)造成的損害。
3.結(jié)語
綜上所述，變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計是一項環(huán)節(jié)眾多、涉及面廣泛的學(xué)科，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，均會導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，深入探究變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計，為一線工作提供理論指導(dǎo)，具有重要現(xiàn)實意義。[科]
【參考文獻】
［1］林維勇.防大氣和操作過電壓以及防雷擊電磁脈沖[J].中國防雷信息網(wǎng)中國雷電與防護網(wǎng)絡(luò)版,2010(2).
【關(guān)鍵詞】變電站，防雷接地，問題對策
中圖分類號：TM631 文獻標(biāo)識碼：A
一、前言
近年來，我國電力系統(tǒng)防雷接地工程雖然取得了飛速發(fā)展，但依然存在一些問題和不足需要改進，在建設(shè)社會主義和諧社會的新時期，加強對變電站防雷和接地系統(tǒng)出現(xiàn)問題對策的分析，對防人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全有著重要意義。
二、 變電站防雷接地的意義
雷電一直是危害電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,電力設(shè)備在頻繁的雷擊,變電站防雷是至關(guān)重要的。雷電電活動是非常頻繁的在我們國家里,有21個省會城市雷暴在超過50天，最多的時候是134天。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國每年因雷擊傷亡3000 ~ 4000人,失去的財產(chǎn)是50 ~ 100億元。由于社會經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代化水平的進步,尤其是信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,雷電災(zāi)害程度和經(jīng)濟損失對社會影響越來越大。
變電站的是改變電壓, 為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘姡接脩舾浇侔葱枰央妷航档停@種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器。在電力系統(tǒng)中起著很重要的作用,不幸的是一個閃電有可能造成開關(guān)跳、設(shè)備損壞、也會危害運行值班員人身安全，給日常生活帶來不便，給生產(chǎn)上帶來損失。所以,對電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行的影響是很大的,容易導(dǎo)致大面積的停電,變電站現(xiàn)在有相對完善的防雷接地保護，變電站設(shè)備遭雷擊損害概率就會很小,變電站的防雷措施會進一步完善，能夠基本保證電力系統(tǒng)的正常運行。有兩個方面的需求,一個是確保人身和設(shè)備安全,二是保證電力系統(tǒng)正常運行。所有這些都是與接地裝置的設(shè)計密是不可分的。在以往電力的規(guī)程中,在滿足這些條件的前提下,發(fā)電廠和變電站接地電阻應(yīng)小于0.5歐姆。但在新的電力監(jiān)管“通信設(shè)備的電氣接地”中,對接電阻有更高的要求,在電力系統(tǒng)中,另一方面規(guī)模在逐漸擴大,短路電流在不斷增加,它對接地設(shè)計大大增加了難度。在高土壤電阻率地區(qū),這種問題尤為突出,因此降低接地電阻必須采用各種措施。
避雷針、避雷器和接地網(wǎng)是變電站主要防雷設(shè)施，可以在發(fā)生雷擊事故的時候防止雷電入侵,這將降低雷電對人身、電網(wǎng)和設(shè)備危害。為了保證電力系統(tǒng)的安全運行,電力系統(tǒng)應(yīng)該基于保護對象的重要性和危險程度的不同,直接對雷、雷電感應(yīng)、雷電侵入波的防護應(yīng)采取的措施，因此變電站防雷措施必須非常可靠。
三、變電站防雷接地常見問題
1．設(shè)備的防雷水平達不到設(shè)計要求損壞設(shè)備。
在雷擊或雷電波襲擊對設(shè)備造成破壞力及強，防雷達不到設(shè)計要求時設(shè)備絕緣擊穿而損壞。
2．接地引線下和接地網(wǎng)施工工藝不規(guī)范
包括總線構(gòu)架線路連接錯誤:低壓避雷器和低壓側(cè)變壓器中性點不使用鋼筋混凝土桿的主接地,避雷針引下線通過水泥電桿專用接地總線,和變壓器金屬外殼作為避雷器放電主肌肉傳導(dǎo)。建筑通過流主鋼筋混凝土桿,不滿足技術(shù)要求。防雷引下線暗敷設(shè)焊接面不夠，焊口有夾渣、咬肉、裂紋、氣孔及藥皮處理不干凈等現(xiàn)象，應(yīng)按規(guī)范要求修補更改。接地引下線扁鋼截面不得小于60mm×6mm。漏刷防銹漆，應(yīng)及時補刷。主筋錯位，應(yīng)及時糾正。引下線不垂直，超出允許偏差。引下線應(yīng)橫平豎直，超差應(yīng)及時糾正。
3．中性點放電間隙布置錯誤
變壓器中體之間加有橡膠墊片,兩個連接部分通過螺栓連接,如垂直安裝點的火花隙,在冬天的天氣,容易形成冰的效果,作為一個接地線與一系列的金屬部件,接地裝置電氣溜，或因雨水柱造成空氣間隙偏小，發(fā)生誤動。通路的接觸不良,接觸電阻增加,不容易使得漏電流放大。
4．中性點引下線無可靠接地
變電站中性點接地引下線存在一點接地。變壓器中人員由于不熟悉氧化鋅避雷器的類型、電壓等級和使性點單根接地，連接線一旦發(fā)生問題，設(shè)備將失地運行。用場所，錯誤安裝。
5．?dāng)U建地網(wǎng)與原接地網(wǎng)連接不可靠
接地網(wǎng)接地電阻隨著時間的流逝,它的腐蝕,接地電阻的變化,一些甚至超標(biāo)。為了減少主要的接地電阻,必須嚴(yán)格按照《電力預(yù)防性試驗規(guī)程》和國網(wǎng)鋪設(shè)地面這是一個很好的舉動。部分變電站根據(jù)地形地司《新反措25條》的規(guī)定，定期進地地網(wǎng)開挖試驗。貌采取在原地網(wǎng)的末端，加打接地樁單處延伸。地面運行超過10年或嚴(yán)重腐蝕區(qū)域的接地網(wǎng)絡(luò),可以請求到該設(shè)備由于糟糕的焊縫腐蝕加快古今焊接的地方,非常的開挖的抽樣檢驗,并根據(jù)結(jié)果地面凈，通過開挖檢查考慮成為容易斷點造成失敗。
6．主網(wǎng)與避雷針網(wǎng)的安全距離不夠
有個別作測量接地網(wǎng)接地電阻。業(yè)人員圖方便、省力氣，隨便開挖敷設(shè)，致使主接地網(wǎng)在設(shè)計和施工時，沒采取有效的審查、監(jiān)理和避雷針網(wǎng)的地中距離嚴(yán)重不足，有的甚至出現(xiàn)主網(wǎng)度，避免構(gòu)架無專用接地扁鐵接地現(xiàn)象的發(fā)生。
四、變電站防雷措施
1．加強對復(fù)合絕緣子的全過程管理
全面規(guī)范選型、招標(biāo)、監(jiān)造、驗收及安裝等環(huán)節(jié)，確保使用設(shè)計合理、質(zhì)量合格的絕緣子。使用大小傘、加長型、耐酸腐蝕芯棒、防鳥害均壓環(huán)的擠包穿傘的復(fù)合絕緣子，端部連接采用壓接或內(nèi)楔生產(chǎn)工藝。復(fù)合絕緣子傘套易破損，在施工中應(yīng)避免損壞復(fù)合絕緣子的傘裙、護套及端部密封，嚴(yán)禁人員沿復(fù)合絕緣子上下導(dǎo)線。在進行防腐處理時,絕不能將銀粉漆滴落到絕緣子表面，特別是復(fù)合絕緣子表面。銀粉漆滴落到復(fù)合絕緣子表面后，被漆覆蓋的部分很快就會老化變脆，直接影響復(fù)合絕緣子的外絕緣性能和使用壽命。水泥廠、冶金廠、化工廠附近3km以內(nèi)的線路，復(fù)合絕緣子運行3年后應(yīng)取樣進行試驗，并加強運行巡視。組織登桿巡視，觀察復(fù)合絕緣子的積污量，看表面是否有電蝕損情況。若表面積污過多，應(yīng)進行清掃或更換；若表面出現(xiàn)電蝕損，應(yīng)立即進行更換。在保管、運輸、安裝復(fù)合絕緣子的過程中，不能劃破、碰傷硅橡膠，均壓環(huán)要安裝到位，切不可裝反均壓環(huán)。復(fù)合絕緣子進行抽樣試驗。加大反措執(zhí)行力度，對運行中的復(fù)合絕緣子參照“鹽密監(jiān)測點”設(shè)置一定數(shù)量的“憎水性監(jiān)測點”，定期檢測絕緣子憎水性，以分析該批產(chǎn)品的外絕緣狀況。
2．避雷針或避雷線
閃電只能通過攔截指導(dǎo)措施,改變它的路徑。接閃器有避雷針和線。小型變電站采用獨立避雷針,主要用在大多數(shù)大型變電站在變電站建筑避雷針或線,或結(jié)合這些,排水線和接地裝置有嚴(yán)格的要求。
3．避雷器
避雷器可以切成變電站雷電波對電氣設(shè)備絕緣強度在許用值。我國主要采用金屬氧化物避雷器除了在西方國家,也在所有電氣設(shè)備安裝在氣隙和預(yù)防電氣設(shè)備、電子元件是壞的。在重要設(shè)備的電源配進入和退出應(yīng)當(dāng)配備電力防雷裝置的選擇、電源防雷裝置有遠傳電信聯(lián)系,進入后臺管理機。當(dāng)雷擊事故,如電力防雷模塊損壞,可以顯示其狀態(tài)監(jiān)控機的背景。在控制、通信接口和浪涌抑制器。
4．接地裝置
獨立避雷針需要單獨的接地裝置設(shè)置;建筑防雷引下線和建筑網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提交長度的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)的焊接,連接環(huán)與人工戶外接地體,和工作接地、等電位的影響。為了保證安全的防雷裝置可靠,引下線應(yīng)不少于2根,在高土壤電阻率地區(qū),可以使用多個根下來導(dǎo)致降低接地電阻的影響,天線饋線需要機械連接牢固,良好的電氣接觸。變電站接地電阻要求不大于0.5Ω。
5．防雷電感應(yīng)
現(xiàn)代變電站有更完美的直接雷擊防護系統(tǒng)、戶外設(shè)備直接從閃電損傷概率很小。但當(dāng)閃電雷擊防護系統(tǒng)的閃電放電和電磁脈沖,通過金屬管道雷電過電壓,電纜在變電所控制室各類弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾,影響整個系統(tǒng)的正常運行。
五、結(jié)束語
變電站防雷接地常見問題的解決至關(guān)重要，因此，在變電站的后續(xù)發(fā)展中，要不斷提高管理人員素質(zhì)，加強對管理的重視，嚴(yán)格變電站防雷措施管理體系，促進變電站防雷接地常見問題處理水平的提高。
參考文獻
[1]虞吳．現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：清華大學(xué)出版社.2006.
關(guān)鍵詞:變電站;綜自系統(tǒng)防雷
前言
我局所轄的部分1 10kv變電站就曾多次發(fā)生過因雷擊而造成綜自系統(tǒng)設(shè)備損壞事故，不僅造成一定的經(jīng)濟損失，更重要的是嚴(yán)重影響了變電設(shè)備和電網(wǎng)的安全運行。因此我們針對雷擊的特點以及變電站綜自系統(tǒng)對防雷的具體要求，提出了具體的技術(shù)方案加以實施，以改善變電站綜自系統(tǒng)對雷擊的防護能力，達到保障綜自設(shè)備安全運行的目的。
我們知道雷擊的產(chǎn)生主要有兩種形式，一是直接雷擊，雷云之間或雷云對地面某一點(包括建筑物、構(gòu)架、樹木、動植物等)的迅猛放電現(xiàn)象稱之為直接雷擊，它因電效應(yīng)、熱效應(yīng)、和機械力效應(yīng)等造成物體損壞和人員傷亡；二是感應(yīng)雷擊，雷云放電時在附近導(dǎo)體上(包括架空電纜、埋地電纜、鋼軌、水管等)產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)等現(xiàn)象稱之為感應(yīng)雷擊，它因過電壓、過電流易對微電子設(shè)備造成損壞、傷害工作人員、使傳輸或儲存的信號或數(shù)據(jù)(模擬或數(shù)字)受到干擾或丟失。
1 感應(yīng)雷擊主要通過如下途徑損壞變電設(shè)備的
1．1 供電電源線路
從供電部門送出的電源線大都是架空的，架空線路很容易感應(yīng)到雷電，而供電線是一個互通的配電網(wǎng)．一旦電源線的某處感應(yīng)到了雷電，則雷電會沿供電線路傳到很遠的用電設(shè)備，并將設(shè)備損壞。
1．2 信號線路
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的信息交流要通過各種信號線來傳遞數(shù)據(jù)，這些信號線在室外有些架空、有些走電纜溝，無論哪種情況都可能會感應(yīng)到雷電 并通過信號線傳到遠處將設(shè)備損壞。
1．3 地電位反擊
一臺設(shè)備(或一個小的局域網(wǎng))同時接到兩個以上且相互沒有直接電氣連接的地，當(dāng)這些地網(wǎng)因雷擊而存在較高電位差時．此電位差會沿接地線而直接加在同一設(shè)備上，這樣設(shè)備內(nèi)就存在電位差，如果此電位差超出設(shè)備的耐壓值時，設(shè)備就會被損壞。
1．4 空間電磁場
雷擊時突變的雷電流在其周圍產(chǎn)生很強的電磁場，此電磁場使處在其中的導(dǎo)體(電源線、信號線等)感應(yīng)上較高的電壓，此過電壓也可能將設(shè)備損壞。
從以上分析可知，對于一個變電站來說，完善的防雷方案就應(yīng)包括防直擊雷、防感應(yīng)雷擊兩個方面。目前變電站都已安裝有避雷針 引下線及避雷器等防雷設(shè)備，并同時具備良好的接地系統(tǒng)，通過長期的運行經(jīng)驗證明，這對直擊雷的防護是行之有效的。而感應(yīng)雷擊的防護主要使用感應(yīng)雷擊防雷器、屏蔽和等電位連接措施，要求接地網(wǎng)的接地電阻不大于4Q。從我們對曾遭受雷擊的綜自設(shè)備進行的現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)受到雷擊損壞的綜自設(shè)備所在建筑物屋頂中央多裝有鐵塔或避雷針，鐵塔基座、避雷針、避雷帶與建筑物主框架鋼筋相連，并通過建筑物主鋼筋作為避雷引下線與變電站接地網(wǎng)相連。由此看來，建筑物本身防雷狀況良好的同時，并不能保證建筑物內(nèi)部綜自設(shè)備不受影響，綜自設(shè)備仍然有被雷電感應(yīng)破壞的危險。
經(jīng)過我們分析，認(rèn)為變電站當(dāng)前綜自設(shè)備受到雷電襲擊的主要途徑是：低壓電源線路、信號線路被感應(yīng)雷電而產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓，進而損壞綜自設(shè)備。由于很多變電站接地電阻并不一定滿足要求，對感應(yīng)雷電的防護能力低，因此我們認(rèn)為對于防感應(yīng)雷擊最佳的解決方法是在上述綜自設(shè)備前端安裝防雷器，雷電壓到達其設(shè)備端的殘壓一般可控制到安全電壓，從而使綜自設(shè)備處于不被雷電損壞的范圍之內(nèi)。
2 根據(jù)防雷設(shè)計規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出以下防雷方案
主要從低壓電源線路、信號線路感應(yīng)雷擊防護的幾個方面來考慮。
2.1 低壓電源線路的保護
在實施感應(yīng)雷擊防護措施時，應(yīng)將重點放在低壓電源防護方面，一般都是根據(jù)截斷感應(yīng)源、防止綜自感應(yīng)、重點保護以及多級保護的辦法，使瞬間過電壓、電流被抑制到綜自設(shè)備能夠承受的安全狀態(tài)。由于變電站對安全、可靠供電有較高的要求，為確保綜合自動化系統(tǒng)避免受到瞬態(tài)過電壓的干擾和破壞，我們選用兩級浪涌保護的方式完成低壓電源系統(tǒng)的雷電防護。
① 主控室電源總配電屏
感應(yīng)后所產(chǎn)生的過電壓、高壓脈沖可能通過電源線路侵入綜自設(shè)備。用大容量的防雷器在各配電箱處作第一級防護。在主控室電源總配電屏并聯(lián)安裝一臺三相電源防雷器，抑制電源線路上的瞬時雷電壓、操作過電壓侵入綜自設(shè)備，它能將高達6kV的雷電壓快速抑制到安全電壓以下，充分保護綜自設(shè)備的安全。
② 主控室電源配電箱
用大容量的防雷器在主控室電源配電箱處作一級防護。在主控室給監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備提供220V交流電源的空氣開關(guān)處，各并聯(lián)安裝一臺單相電源防雷用于再次抑制電源線路上的瞬時雷電壓、操作過電壓侵入綜自設(shè)備，它能將高達3kV的雷電壓快速抑制到安全電壓以下，充分保護綜自設(shè)備的安全。
2.2 信號線路、設(shè)備的保護
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的延伸和相互交錯，雷電電磁脈沖通過靜電感應(yīng)、高電位反擊、直擊等多種方式串人外接信號線，或建筑物內(nèi)其它大型設(shè)備所產(chǎn)生的過電壓可能進入機房或終端設(shè)備，造成接口或設(shè)備損壞的情況。這是因為信號線路又多又長，錯綜復(fù)雜，易于感應(yīng)，而且計算機網(wǎng)絡(luò)在防過電壓、浪涌方面是一個脆弱的電子信息系統(tǒng)。因此對外線進入的信號線一般都應(yīng)采用屏蔽和安裝防雷器的保護措施，來降低或完全截斷雷電流對設(shè)備的侵入。
① 主控室、10kV、35kV開關(guān)室
外接進人機房的LONWORKS信號線路均是雷電和其它不明線路之間相互感應(yīng)或建筑物內(nèi)其它大型設(shè)備所產(chǎn)生的過電壓可能侵入機房的主要途徑。在進入主控室、10kV、35kV開關(guān)室的地方各采用安裝信號防雷器進行保護，LONWORKS現(xiàn)場總線選用信號防雷器保護各室里的綜自設(shè)備。并將所有LONWORKS通訊網(wǎng)絡(luò)線更換為鎧裝通訊電纜，鎧裝電纜的屏蔽性能更好。
② 遠動主站PC與外聯(lián)系的通道
通過通訊線路進入機房的信號線路也是雷電侵入綜自系統(tǒng)的主要途徑。我們采用安裝音頻防雷器進行保護，以抑制通過Modem載波通道侵人遠動通道的雷電感應(yīng)。
關(guān)鍵詞: 變電站；進線；雷擊電線分析；防雷保護；輸電線路；斷路器
中圖分類號：TM411+.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
1.引言
變電站的安全運行對電力系統(tǒng)非常重要,且變壓器的內(nèi)絕緣一旦擊穿不能自恢復(fù),將造成極大經(jīng)濟損失。在多雷區(qū),電力系統(tǒng)故障85%以上是由雷電引起。變電站的雷害事故主要來自兩方面,即直擊雷和侵入雷。凡是按規(guī)程裝設(shè)了避雷針、避雷線后,前者造成的事故率非常低,約0.3 次/( 年?百站)因此,雷電過電壓沿線路侵入變電站對變電站設(shè)備,尤其是變壓器構(gòu)成了主要脅。
裝設(shè)MOA是變電站侵入波防護非常有效的措施之一,但需要正確選擇MOA 的參數(shù),合理確定保護接線方式, 如避雷器的數(shù)量、位置等。某220kVGIS變電站有5臺主變,其中3臺通過電纜線路與GIS連接。電力部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 “全線電纜- 變壓器組接線的變電所內(nèi)是否需裝設(shè)閥式避雷器,應(yīng)視電纜另一端有無電過電壓侵入的可能,經(jīng)校驗確定”。筆者利用電磁暫態(tài)程序ATP-EMTP計算此變電站的雷電侵入波過電壓,從而確定雷電過電壓防護措施,保證主變及整個GIS系統(tǒng)的安全運行。
2.變電站供配電系統(tǒng)
圖1為220kV GIS變電站110～220kV主接線示意圖。
220kV GIS變電所共3回架空進線:至A變電所2回(R1、R2).至B變電所1回(C1)。220kV GIS為雙母線接線。
變壓器T1、T2容量均為300MV?A,并列運行,高壓側(cè)直接與220kV GIS相連,低壓側(cè)接至110kVGIS(P1、P2)
變壓器T3、T4均為電纜-變壓器組接線,容量均為300MV?A。220kV電纜直接與變壓器相連,每相2根,分兩個“品”字型敷設(shè),電纜長度為2km。
第2電變電所主變壓器T5通過1.2km的電纜與GIS相連。變壓器由ABB供貨,容量180MV?A。
3.雷擊輸電線路分析
據(jù)運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全國1999年至2003年66kv及以上輸電線路雷害故障3280次, 占全部跳閘次數(shù)的36.20%可見,雷擊已是造成輸電線路故障跳閘的首要原因。減少輸電線路遭受雷擊的次數(shù),就可以減少雷電侵人波對變站內(nèi)電氣設(shè)備的危害。
雷擊輸電線路的方式有直擊和繞擊2種,過電壓類型包括直擊雷過電壓和感應(yīng)過電壓。對于110kV及以上輸電線路,當(dāng)全線架設(shè)避雷線時,感應(yīng)過電壓一般不會造成輸電線路絕緣閃絡(luò)。當(dāng)線路避雷線或桿塔遭受直擊雷時,在雷擊點立即產(chǎn)生過電壓。在過電壓作用下,避雷線、桿塔大地形成回路,產(chǎn)生雷電流。由于桿塔接地電阻的存在,導(dǎo)致塔頂對地之間形成電位差,其值為通過桿塔接地處的雷電流值乘以桿塔的接地電阻值。當(dāng)桿塔塔頂?shù)碾娢慌c導(dǎo)線間電位差超過絕緣子50 % 雷電沖擊放電電壓時,線路絕緣子擊穿放電,相當(dāng)于線路接地短路。當(dāng)雷電繞擊于導(dǎo)線時,導(dǎo)線上某點產(chǎn)生過電壓,該電壓沿導(dǎo)線向兩個方向傳播,導(dǎo)線電位升高，當(dāng)導(dǎo)線和桿塔之間電位大于線路絕緣子50%雷電沖放電電壓時,導(dǎo)線通過絕緣子、桿塔接地,形成閉合通路,對中性點直接接地系統(tǒng)即構(gòu)成單相短路,引起線路故障跳閘。
4.對策及建議
根據(jù)輸電線路受雷擊的2種方式及放電形成的過程,可以從以下幾個方面采取相應(yīng)對策進行控制,減少雷擊對變電站內(nèi)電氣設(shè)備的危害及線路雷擊跳閘率。 4.1 安裝變電站進線避雷器防止雷電過電壓
對配電線路，由于未全線架設(shè)避線,10 kV配電線路在變電站內(nèi)加裝避雷器1組,可起到很好的防雷效果。對經(jīng)常斷開運行的斷路器,規(guī)程規(guī)定在其線路側(cè)加裝避雷器,防止雷電過電壓損斷路器斷口，說明避雷器對保護斷路器防止雷電過電壓是十分必要的。雖然避雷線可以保護線路大部分雷擊,但雷電波侵人及感應(yīng)雷電過電壓會在變電站斷路器斷口產(chǎn)生過電壓,對斷路器構(gòu)成威脅
4.2 線路避雷器的采用
由于線路長度大,暴露在曠野或高山,前述運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明,雷電是造成線路雷擊跳閘的主要原因。因此,應(yīng)采取線路遭受雷擊后就地消納的方式,根據(jù)雷電定位系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù),應(yīng)對位于重雷區(qū)的220kv及以上線路加裝線路防雷措施,包括加裝避雷器及引雷針,防止雷電波沿線路侵包括加裝避雷器及引雷針,防止雷電波沿線路侵人變電站。
①線路避雷器的保護原理
加裝線路避雷器后,雷電繞擊到導(dǎo)線時,當(dāng)絕緣子兩端的電壓達到線路避雷器的動作電壓時,避雷器動作加人分流,雷電流一部分將從避雷器流到桿塔以及避雷線,使塔頂?shù)碾娢惶Ц?減小絕緣子兩端的電壓差,從而避免了絕緣子閃絡(luò),避雷器的工頻續(xù)流在第一次過零時就能熄滅,因此不會造成線路跳閘。當(dāng)雷電直擊避雷線或塔頂時,線路避雷器的動作情況和繞擊的情況類似,當(dāng)絕緣子兩端的電壓達到線路避雷器的動作電壓時,避雷器動作加人分流,雷電流大部分將從避雷器流到導(dǎo)線,由于導(dǎo)線和避雷線之間的電磁感應(yīng),將分別在導(dǎo)線和避雷線上產(chǎn)生藕合分量;因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線中分流的雷電流,這種分流的藕合作用將使導(dǎo)線電位提高,使導(dǎo)線和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò)電壓, 絕緣子不會發(fā)生閃絡(luò)。
②安裝地點的選擇及安裝注意事項
在安裝之前要慎重選擇安裝點,安裝點的選擇可以結(jié)合雷電定位系統(tǒng),分析雷電活動分布情況,找出雷電活動頻繁區(qū),再根據(jù)線路所經(jīng)的地形、地勢、地貌以及運行經(jīng)驗,合理選擇安裝點。對10一35kV系統(tǒng),避雷器應(yīng)安裝在斷路器與出線隔離閘刀之間或裝于線路側(cè),既可防止操作過電壓,也可以保護斷路器免受雷電過電壓影響;對220kV及以上輸電線路可考慮采取不同措施。應(yīng)對易于發(fā)生反擊的區(qū)段, 可在桿塔兩邊相進行安裝, 為更好提高該區(qū)段的耐雷水平,可以在易發(fā)生直擊落雷塔三相安裝,并在兩側(cè)的相鄰桿塔兩邊相分別安裝線路避雷器。對于易發(fā)生繞擊地段,需要在該檔距兩側(cè)桿塔的邊相上安裝線路避雷器。
串聯(lián)純空氣間隙的避雷器只適合安裝在懸垂塔上,由于沒有其它物體可做支撐,同時受避雷器本體機械強度的限制。因此,避雷器只能垂直安裝。這種避雷器間隙尺寸和本體尺寸是固定的,線路絕緣子串長度則根據(jù)不同地區(qū)和地形會有所變化;因此,在安裝時,必須根據(jù)安裝位置和桿塔形狀,通過調(diào)節(jié)避雷器本體的懸掛高度以及借助其它輔助措施來滿足安裝要求。帶復(fù)合絕緣支撐件間隙線路避雷器,即把兩個環(huán)狀間隙用一段復(fù)合線進行軟連接。絕緣子固定,一端與避雷器本體串聯(lián), 另一端與導(dǎo)線進行軟連接。
5.雷季運行方式安排及操作要求
考慮正常熱備用的斷路器應(yīng)裝有避雷器保護。對可能短期作為熱備用的斷路器,在雷電前應(yīng)轉(zhuǎn)運行或冷備用。在遇有雷電跳閘時,為防止雷電過電壓的影響, 跳閘后, 應(yīng)試送 試送不成功時,對聯(lián)絡(luò)線路,兩側(cè)斷路器都應(yīng)斷開,或轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)。
6.結(jié)語
雷電是影響電網(wǎng)安全運行的主要自然災(zāi)害之一,在可能的情況下應(yīng)采取加裝避雷器等相應(yīng)的防雷措施，以較少的投人,減少雷電對電網(wǎng)的影響。根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗,應(yīng)將變電站線路避雷器作為典型設(shè)計內(nèi)容納人新建變電站的設(shè)計中,根據(jù)需要安裝線路避雷器。應(yīng)加強防雷設(shè)施、防雷設(shè)備的檢測維護,嚴(yán)格按規(guī)程進行測試、維護,減少雷電災(zāi)害損失,保障電網(wǎng)的可靠運行。
參考文獻:
[1]林韶文, 黃群古, 曾益民. 多雷區(qū)輸電線路及變電站防雷保護[J].高電壓技術(shù), 2009
關(guān)鍵詞：變電站；雷擊事故；防雷接地設(shè)計；研究
中圖分類號：TM862 文獻標(biāo)識碼：A
對于變電站來說，而且基于其自身特點的考慮，接地設(shè)計過程中主要包括工作、保護以及雷電保護等幾種接地類型。其中，工作接地就是電力系統(tǒng)中的相關(guān)電氣設(shè)備運行過程中，所需要的接地防護設(shè)計；對于保護接地設(shè)計而言，其主要是電氣設(shè)備金屬外殼、線路桿塔以及配電裝置構(gòu)架等，因絕緣損壞一般會帶電，所以為有效防范危及人身財產(chǎn)安全而進行接地設(shè)計；對于雷電保護接地設(shè)計過程中，其主要是為雷電保護設(shè)備向大地有效泄放過電流、電壓而設(shè)計的接地。實踐中可以看到，變電站接地網(wǎng)安全與否，除對接地阻抗提出了較高的要求外，同時還對地網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用壽命以及接觸電位差和跨步電位差等提出了新的要求。變電站防雷接地設(shè)計，關(guān)系著整個電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，同時也關(guān)系著人們的生產(chǎn)生活，因此加強對該問題的研究，具有非常重大的現(xiàn)實意義。
1變電站雷擊事件
近年來，隨著變電站及電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，國內(nèi)變電站數(shù)量不斷增多，實踐中會看到一些變電站遭雷擊事件。比如，2011年8月18日5時30分，110kV四川某變電站35kV線路因受雷擊線路造成保護裝置動作跳閘，同時跳閘的還有502、530開關(guān)，#547間隔內(nèi)出現(xiàn)燒損現(xiàn)象。檢查#547開關(guān)柜后發(fā)現(xiàn)，斷路器燒毀嚴(yán)重，三相斷路器支柱絕緣子、絕緣拉桿均被燒黑，滅弧室上端接線處已被弧光燒融。 一次雷電襲擊事故中， 35kV的變電站避雷針遭直擊，該變電站中的全部變配電站綜合自動化，保護微機保護設(shè)備裝置電源板等，全部被雷電擊壞；此時，整個變電站系統(tǒng)處于無保護狀態(tài)。
事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該變電站內(nèi)的探照燈除少量安了附近的建筑結(jié)構(gòu)上，其余多數(shù)均安在了設(shè)有避雷針的鐵塔結(jié)構(gòu)之上。避雷針鐵塔上安裝的戶外照明探照燈電源，很容易導(dǎo)致戶內(nèi)交流電源屏。當(dāng)避雷針遭雷電直擊時，強大的雷電流會通過探照燈電源以及電纜，進而形成較強的電磁感應(yīng)過電壓；這些電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電壓經(jīng)過探照燈電源電纜等，直接進入到戶內(nèi)的交流電源屏，同時變電站綜合 自動化裝置電源隨之引入到交流電源屏，進而導(dǎo)致變電站綜合自動化裝置電源置電源板完全受損。該起事故，造成了巨大的經(jīng)濟損失，同時也影響用戶的生產(chǎn)生活。諸如此類的雷電事屢見不鮮，同時也為我們敲響了警鐘，要求在變電站防雷接地設(shè)計上多下功夫。
2變電站雷擊原因分析
基于以上分析，筆者認(rèn)為各類型的防雷裝置均需可靠的接地措施才能充分發(fā)揮自身的作用和價值，因此接地設(shè)備自身的不可靠性，可能成為雷擊事故產(chǎn)生的最主要原因之一。同時，影響變電站接地網(wǎng)、裝置的因素也表現(xiàn)出多樣化的特點，具體可從以下幾個方面認(rèn)知。
首先，變電站防雷接地設(shè)計方面，嚴(yán)重忽視了變電站地網(wǎng)電位的均衡性考慮。在變電站接地系統(tǒng)設(shè)計過程中，重點需要考慮的是如何才能有效的將接地電阻降下來，最大限度的減輕或避免接地電壓、以及跨步電壓等對人身造成的傷害。從實踐來看，由于變電站地網(wǎng)電流密度存在著分布不均、變電站所在地點電阻率不等以及設(shè)備地線過長等問題，因此在地網(wǎng)中還存在著一些局部電位差問題。通過均衡實驗發(fā)現(xiàn)，變電站接地故障位置的電位通常比地網(wǎng)邊緣電位要高一些。近年來，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的容量不斷增大，變電站故障電流也隨之增大，這將導(dǎo)致故障位置、主地網(wǎng)電位差增高，嚴(yán)重時可能會達到數(shù)千伏。該種現(xiàn)象的存在，可能會對直流系統(tǒng)、二次回路等產(chǎn)生非常嚴(yán)重的危害。
其次，變電站接地裝置施工建設(shè)過程中，可能會出現(xiàn)機械性的損傷問題，或者因電氣設(shè)備出現(xiàn)斷開現(xiàn)象而導(dǎo)致設(shè)備難以正常運行，加之防腐措施不到位，或者因沒有采取及時有效的防腐措施而導(dǎo)致主網(wǎng)受到嚴(yán)重的腐蝕，最終導(dǎo)致其分割和斷裂。同時，變電站施工過程中，可能存在著施工質(zhì)量不合格問題，比如接地裝置敷設(shè)過程中的回填、埋設(shè)作業(yè)不到位，垂直接地體間距太小以及搭接面積明顯不足等問題，都可能導(dǎo)致變電站遭遇雷擊事故。
最后，變電站防雷接地體連接存在著問題，實行串接、或者經(jīng)設(shè)備進行過渡連接，或者存在著的故障電流難以正常通過等問題。對于獨立的避雷針而言，由于設(shè)計集中接地設(shè)備、主網(wǎng)以及獨立避雷針網(wǎng)之間的安全距離明顯不足，而可能會導(dǎo)致雷擊事故。此外，中性點位置的引下線出現(xiàn)了不可靠接地問題，比如很多的110kV變電站中性點位置接地引下線均接在了一個點上，或者彼此距離太近。此時，如果連接線位置發(fā)生了雷擊故障問題，則變電站設(shè)備將會出現(xiàn)失地運行現(xiàn)象。
3變電站防雷接地設(shè)計原則和接地方法
基于以上對當(dāng)前變電站防雷接地設(shè)計中存在著的主要問題及其成因分析，筆者認(rèn)為實踐中若想有效避免或減少雷擊事件對變電站及電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，應(yīng)當(dāng)堅持合理的接地設(shè)計原則和正確的接地方式和方法。
3.1變電站風(fēng)雷接地設(shè)計原則
變電站風(fēng)雷接地設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能的考慮到防止轉(zhuǎn)移電位引發(fā)的危害問題，應(yīng)當(dāng)及時采取有效的隔離防范措施；同時，還要充分考慮短路現(xiàn)象發(fā)生時的非周期性影響等問題。接地網(wǎng)電位出現(xiàn)明顯升高時，要確保避雷器不能產(chǎn)生動作，而是應(yīng)當(dāng)采取有效的均壓措施和方法，對接觸電位差、以及跨步電位差要求進行計算，待施工完成后應(yīng)當(dāng)對其進行準(zhǔn)確的測量、并在此基礎(chǔ)上繪制出準(zhǔn)確的電位分布曲線圖。變電站防雷接地網(wǎng)設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能的采用建筑地基鋼筋、金屬接地物進行統(tǒng)一連接地操作，并將其作為接地網(wǎng)。同時，應(yīng)當(dāng)盡可能的以自然接地物作為基礎(chǔ)，并且輔以人工接地體對其進行補充，以彌補其不足之處，而且要確保外形的閉合、或者呈環(huán)形狀。在此過程中，還要采用有效的統(tǒng)一接地網(wǎng)模式，采用一點接地模式進行接地設(shè)計。
3.2變電站防雷接地方法
對于變電站而言，除設(shè)計獨立的避雷針以外，整個變電站及電網(wǎng)系統(tǒng)的接地，比如工作、保護以及避雷器等接地，實際上共用主接地網(wǎng)。實踐中，如果變電站極限入地電流非常大，則接地電阻很難滿足計算值，此時接地設(shè)備在跨步電勢、以及接觸電勢等不超過允許范圍要求時，變電站的實際接地電阻應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求布設(shè)。接地網(wǎng)接地電阻滿足要求以后，在變電站道路、地面位置進行高阻處理，敷設(shè)適當(dāng)?shù)臑r青底、或者碎石墊層，對混凝土地面進行硬化操作，可有效滿足接觸電勢、以及跨步電壓防雷之要求。
據(jù)調(diào)查顯示，當(dāng)前國內(nèi)變電站接地網(wǎng)采用的多是常規(guī)性的水平、垂直接地有機結(jié)合的復(fù)合型地網(wǎng)，而且接地網(wǎng)設(shè)在變電站之中。當(dāng)變電站所在區(qū)域的土壤電阻率偏高時，采用常規(guī)性的水平與垂直接地有機結(jié)合的方式，接地電阻有可能會難以滿足實際要求，此時應(yīng)充分考慮如果采用電解接地極以及填埋降阻劑等方式來實現(xiàn)降阻之目的。比如，采用降阻劑降租過程中，于水平接地網(wǎng)上有效的填埋適量的降阻劑，并在站內(nèi)加打適量的10～30m左右的深井接地極，在其內(nèi)部填上適量的降阻劑；在此過程中，深井的數(shù)量應(yīng)當(dāng)視實際情況具體確定，其主要優(yōu)點在于接地網(wǎng)施工完成后，應(yīng)用性能會非常的安全可靠。實踐中，變電站所處位置的土壤電阻率非常高時，如果利用鋼材布設(shè)復(fù)合地網(wǎng)的實際接地電阻仍不達標(biāo)，則建議采用銅導(dǎo)體進行接地施工，雖然造價會高一些，但是在防雷害方面比較安全可靠。實踐中可以看到，為有效防范變電站遭受雷電的襲擊，目前常用的兩種方法是等電位連接和聯(lián)合接地。對于等電位聯(lián)結(jié)而言，其主要是指將變電站中的全部非帶電金屬導(dǎo)電物體連接在一起，將其有效的引向接地體；對于聯(lián)合接地而言，即變配電站統(tǒng)一采用了接地體，接地電阻值根據(jù)不同接地系統(tǒng)最小要求設(shè)計，以此來有效減少雷電的襲擊和傷害。當(dāng)變電站采用統(tǒng)一接地體以后，防雷接地不再單獨的對接地體進行設(shè)計，表面來看好像非常的不安全，實際上是有科學(xué)根據(jù)的。比如，某次雷電發(fā)生時所產(chǎn)生的電流幅值是50kA，此時采用的是聯(lián)合接地，則阻值為4Ω，而且對地電壓應(yīng)當(dāng)在200kV作用。等電位聯(lián)結(jié)后， 變電站中的非帶電金屬導(dǎo)電物體對地電位同時升高200kV，各電源中性點會同時接在一個接地體之上，此時對地電位統(tǒng)一升高200kV。由此可見，彼此之間仍或保持原電位差不變，因沒有新電位差產(chǎn)生，所以也不會有靜電感應(yīng)過電壓、電磁感應(yīng)過電壓產(chǎn)生。
結(jié)語
變電站作為整個電網(wǎng)系統(tǒng)的樞紐，一旦遭到雷擊，則后果不堪設(shè)想。因此，實踐中應(yīng)當(dāng)加強思想重視和防雷接地設(shè)計創(chuàng)新，只有這樣才能確保變電站運行的安全可靠性。
參考文獻
[1]李衛(wèi)紅.變電站防雷接地工程質(zhì)量控制[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011 （36） .
關(guān)鍵詞：綜合自動化；防雷；方案
中圖分類號：TD611+.2 文獻標(biāo)識碼：A
1概述
抗干擾和耐沖擊能力始終是微機系統(tǒng)在輸變電行業(yè)中惡劣電磁環(huán)境下應(yīng)用的兩大薄弱環(huán)節(jié)。而雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預(yù)測性更是微機系統(tǒng)的"天敵"。當(dāng)雷電落在輸電線路或附近時，會在輸電線路上形成數(shù)千伏瞬態(tài)過電壓，并沿著線路侵入配電回路而損壞電氣設(shè)備。綜合自動化變電站交、直流電源回路、網(wǎng)絡(luò)通訊回路在雷擊時引起的浪涌電壓會對綜合自動化設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，它會導(dǎo)致計算或邏輯錯誤、程序運行出錯，總控單元通訊中斷，甚至造成RTU裝置損壞。建德市地處浙西山區(qū)，屬中等雷區(qū)，年雷暴日達40-80天。2007年，在建德市供電局已經(jīng)實行無人值班方式的35kV大同變電所內(nèi)就發(fā)生過一起因遭受雷擊而造成二次設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞事故，暴風(fēng)雨中運行人員不得不奔波幾十公里趕赴現(xiàn)場恢復(fù)有人值班方式，后經(jīng)檢修人員到場更換總控單元插件才恢復(fù)正常運行。這極大地威脅著無人值班變電站的安全經(jīng)濟運行，應(yīng)該引起我們足夠的重視。
2遭受雷擊的原因分析
(1)雷電波的侵入過程：雷電波通常是通過變電所的10kV線路侵入10kV母線，再經(jīng)過10kV所用變壓器高、低壓繞組間的電磁耦合后，闖入低壓出現(xiàn)浪涌。途中經(jīng)過了10kV線路避雷器，母線避雷器和所用變避雷器3級削峰，再經(jīng)過所用變低壓饋線的平波作用，電壓幅值雖然大為下降，絕大部分的雷電能量都在到達設(shè)備之前得以消除，但雷電波的電壓、能量極高，且由于避雷器等設(shè)備技術(shù)上的局限性，雷電波仍可能以幅度相對很高，作用時間很短的低能量尖峰脈沖的形式，通過所用變的低壓饋線，加到變電站內(nèi)所有的220V交流回路中。
還有一種情況，就是感應(yīng)雷電波通過遠動系統(tǒng)的RTU設(shè)備和信號采集的二次電纜入侵，以很高的電壓直接加到遠動系統(tǒng)的信號和傳送端上，造成接收發(fā)送端模塊燒壞。
(2)微機設(shè)備易遭受雷害的原因：變電站的保護和合閘電源、直流系統(tǒng)的整流充電系統(tǒng)設(shè)計容量都比較大，電壓耐受能力也比較好，而且由于大容量電池組吸收尖峰脈沖的作用和整流回路的平波作用，加到保護裝置上的脈沖電壓大大降低，再加上常規(guī)的電磁式保護裝置的元器件多為單元件的電阻、電容和電感線圈等，耐熱容量大，對尖峰脈沖的耐受力也比較強，所以能安全度過低能量、高電壓的沖擊暫態(tài)過程。但對于使用超大規(guī)模集成電路，運行電壓只有數(shù)伏，信號電流僅為uA級的微機裝置來說，就不一定能經(jīng)受得住。這就是造成微機裝置損壞而常規(guī)保護裝置卻能安全運行的關(guān)鍵原因。
3防止雷擊的措施方案
對于交流電源回路采用電源防雷器(SPD，surge protective devices)。電源防雷器是浪涌保護器中最常用的一種，主要是針對電源系統(tǒng)所選用的浪涌保護。電源防雷器包括電源防雷模塊、電源防雷箱、電源防雷插座等。電源防雷器能在最短時間釋放電路上因感應(yīng)雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量到安全地線上，從而保護電路上的設(shè)備。其工作原理如下：在正常情況下，防雷器處于高阻狀態(tài)，當(dāng)電源由于雷擊或開關(guān)操作出現(xiàn)瞬間脈沖電壓時，防雷器立即在納秒級時間內(nèi)導(dǎo)通，將該脈沖電壓短路到大地泄放，從而保護連接于電源上的設(shè)備。該脈沖電壓流過防雷器后，防雷器又變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響設(shè)備的供電。
對于網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備采用數(shù)據(jù)線浪涌抑制器，它可以防止浪涌通過數(shù)據(jù)線間接地進入電子設(shè)備。總的來說，很大一部分的浪涌事件是由交流電源線的浪涌引起，并導(dǎo)致主板、調(diào)制解調(diào)器、串并行接口與其它設(shè)備的損壞。在RS-232的串并行接口的標(biāo)準(zhǔn)中，用于泄放高能浪涌和故障電流的地線與數(shù)據(jù)信號的返回路徑共享一條線路，從而小至幾十伏的瞬態(tài)電壓都有可能通過這些串并行接口損壞設(shè)備，而電話線則更能直接將電源線上的瞬態(tài)浪涌傳進來。
因此對變電站內(nèi)的綜合自動化設(shè)備，主要是針對電源和信號，我們可采用如下防雷方案：
在變電站所用電屏上安裝德國DEHN電源B／C級防雷保護器。
其特點如下：
模塊式設(shè)施-可不停電更換單一相位模件；
大通流容量-最大可達100kA(8／2uS)過載電流；
高速-動作反應(yīng)時間少于25nS；
特大顯示窗口-機械標(biāo)貼綠色(正常)和紅色(故障需更換)，清晰直觀，運行維護起來非常簡單方便；
可選件-多類型可供選擇，適合不同要求，有聲光報警器，故障遙信觸點、光電耦合監(jiān)控器等。
調(diào)度通信回路采用DEHN雙絞線信息防雷保護器，防止電話線直接將電源線上的瞬態(tài)浪涌傳進來。
采用DEHN雙絞線信息線路過電壓保護器保護PC和終端的DB-9串行口，峰值電壓±6000V，可以防止浪涌通過數(shù)據(jù)線間接地進入電子設(shè)備。
具體布置如圖1所示：
圖1 防雷器布置示意圖
注意事項：電源避雷器中的電容器和熱熔保險絲的選擇也很重要。電源避雷器長期工作在電網(wǎng)中，由于電容器的質(zhì)量問題造成電源避雷器整機損壞的事例很多，因此，電容器的耐壓選擇很重要，特別是耐受脈沖高電壓的沖擊能力。
電源避雷器中的熱熔保險絲的作用是當(dāng)雷電流超過電源避雷器最大承受能力時，由于過流作用，可使保險絲斷開，同時由于過載使氧化鋅壓敏電阻溫度上升亦可使保險絲斷開，起到過流和溫度雙重保護作用。由于電源避雷器常態(tài)工作條件下，電流非常小，只是在雷電沖擊或脈沖電壓沖擊時，在瞬態(tài)條件下起保護作用，因此與常規(guī)熱熔保險絲的使用條件有所區(qū)別，所以，電源避雷器中的熱熔保險絲應(yīng)有獨特性能，即在瞬態(tài)條件下的熔斷特性。
同時還應(yīng)特別注意以下問題：當(dāng)RTU出線電纜較長時應(yīng)使用屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地；使用帶防雷功能的UPS；使用高質(zhì)量的金屬氧化物低壓避雷器；安裝良好的接地系統(tǒng) ，防雷器的交直流電源必須獨立設(shè)置等，這樣才能建立完善有效的防雷系統(tǒng)。
結(jié)語
綜合自動化變電站的防雷設(shè)施是屬于預(yù)防性的投資，在雷擊事故發(fā)生之前人們往往覺得可有可無，能少則少，顧此失彼，等到事故發(fā)生后才后悔莫及。上述變電所經(jīng)加裝SPD ，經(jīng)過5年來的運行實踐，未再因雷擊而再次發(fā)生損壞綜合自動化設(shè)備的事故。我們應(yīng)該樹立防患于未然的意識，以小投資為代價來保證大投資的安全才是明智之舉。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：變電站；二次系統(tǒng)；原因；危害；防雷
0引言
隨著高新技術(shù)和信息化建設(shè)的發(fā)展，尤其是電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種先進的衛(wèi)星通信、保護監(jiān)控、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和遙控、遙測系統(tǒng)等電子設(shè)備產(chǎn)品更加廣泛地應(yīng)用于電力行業(yè)，特別是在近幾年的電力變電站無人值守和電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中大量使用了這些微電子儀器設(shè)備，使得電力行業(yè)的自動化整體能力、現(xiàn)代化管理水平以及電力服務(wù)質(zhì)量均有了顯著的提高。但是，變電站二次設(shè)備大都采用大規(guī)模的集成電路，電子元器件的性能大大提高的同時，其抗電磁干擾、抗過電壓特別是抗雷擊的能力卻變得十分脆弱了。
雷電是一種強烈的大氣過電壓強放，雖然直擊站內(nèi)設(shè)備概率很低，但有可能通過行波侵入或耦合二次回路感生干擾電壓等途徑對設(shè)備產(chǎn)生間接的有害影響。另外，當(dāng)雷電擊中站內(nèi)避雷針或鄰近高大構(gòu)件時，強大的泄放電流引起地網(wǎng)電位升高，有時會在各接地點產(chǎn)生過大的電位差。而地下敷設(shè)的二次電纜的屏蔽層，會分流泄放雷電流，在纜芯間以及芯地間產(chǎn)生干擾電壓。
1變電站二次系統(tǒng)防雷保護重要性及影響
1.1浪涌電壓產(chǎn)生的原因及其危害
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的電子產(chǎn)品中大量采用了大規(guī)模及超大規(guī)模的電子集成電路制造技術(shù)，且集成的程度越來越高，內(nèi)部的線間距離越來越小，使元器件的耐壓程度越來越低，因此由雷電引起的各接地點間的電壓差很容易將室內(nèi)二次系統(tǒng)擊毀。另一方面，雷電在線路上空的雷云之間放電，或?qū)€路附近的大地放電，都會使線路因電磁感應(yīng)產(chǎn)生雷電沖擊波或浪涌電壓，這種沖擊波會沿著線路入侵到與之相連的二次系統(tǒng)，造成系統(tǒng)運行錯誤或者損壞。若雷電直接擊中暴露在室外的線路時，產(chǎn)生的浪涌電壓更為強烈、危害更大。電力系統(tǒng)操作過電壓是指電力系統(tǒng)中的故障和操作導(dǎo)致暫態(tài)振蕩而產(chǎn)生的過渡過程過電壓，這種浪涌電壓也對電力系統(tǒng)二次造成很大的危害。
有了變電站外部的防雷措施，可以防止變電站遭受直擊雷的侵害，但外部防雷設(shè)備會給室內(nèi)的二次系統(tǒng)帶來電磁兼容（EMC）問題。在防雷設(shè)備接收和排放雷電沖擊電流的過程中，會產(chǎn)生電磁影響，從而導(dǎo)致高達幾千伏的過電壓進入二次系統(tǒng)的電源和通信回路，威脅二次系統(tǒng)的正常運行。雷電和浪涌過電壓已成為當(dāng)今電子時代的一大公害，它們的產(chǎn)生使得原先得到避雷針保護的變電站并不能使建筑物內(nèi)的二次系統(tǒng)得到有效的保護。
1.2完善的雷電保護系統(tǒng)
通過上述對雷電和浪涌電壓危害的介紹，根據(jù)IEC1024和GB50057-94（2000年版）的規(guī)定及要求，現(xiàn)階段的防雷措施已不能仍停留在架設(shè)避雷針等的簡單措施上,需考慮外部防雷系統(tǒng)和內(nèi)部防雷系統(tǒng)兩個方面。外部防雷系統(tǒng)由接閃器、引下線、接地地網(wǎng)等有機組成。內(nèi)部防雷工程主要由屏蔽、防雷器和等電位連接三部分組成。因此，一個變電站完善的雷電保護系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1可見，完整的防雷手段包括建筑物外部防雷和內(nèi)部防雷，主要采用接地、屏蔽、均壓、限幅和隔離五種方法。
圖1雷電保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
1.3防雷區(qū)的劃分
如今防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性已大大增加，雷電的防御從過去的直擊雷防護到現(xiàn)在的系統(tǒng)防護，從以保護建筑物為保護重點，發(fā)展到以電子信息系統(tǒng)為保護核心，強調(diào)綜合治理、分級泄流、層層設(shè)防的思路。為了防止浪涌過電壓破壞變電站二次系統(tǒng)，GB50057-94(2000)版和IEC61312分別提出和規(guī)定了系統(tǒng)防護的概念――建筑物內(nèi)外建立均壓等電位聯(lián)系系統(tǒng)，在可能出現(xiàn)過電壓的電源饋線和通信線路上必須安裝浪涌保護器（SPD）。SPD是采用等電位的原理，泄流時設(shè)備和地網(wǎng)處于暫態(tài)等電位，從而將浪涌電流泄放入地，無浪涌電壓時設(shè)備和地網(wǎng)隔離。SPD的選擇根據(jù)建筑物內(nèi)部因雷擊電磁干擾大小的不同而不同，按照IEC1312-1和國標(biāo)GB50057-94（2000年版）規(guī)定將要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)（LPZ），以確定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖（LEMP）的嚴(yán)重程度和選擇相應(yīng)的SPD。LPZ0A區(qū)：可能遭受直接雷擊和導(dǎo)走全部的雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場強度沒有衰減；LPZ0B區(qū)：不可能遭受大于所選滾球半徑對應(yīng)的直接雷擊，但本區(qū)內(nèi)電場強度沒有衰減；LPZ1區(qū)：不可能遭受直接雷擊，流經(jīng)各導(dǎo)體的電流比LPZ0B區(qū)更小，本區(qū)內(nèi)的電磁場強度可能衰減，這取決于屏蔽措施；LPZn＋1后續(xù)防雷區(qū)：當(dāng)需要進一步減小電流和電磁場強度時，應(yīng)增設(shè)后續(xù)防雷區(qū)，并按照需要保護對象所要求的環(huán)境選擇后續(xù)防雷的要求條件。防雷區(qū)的數(shù)越高電磁場強度越小。
圖2建筑物雷電防護區(qū)（LPZ）劃分
根據(jù)上述對建筑物防雷區(qū)的劃分，相應(yīng)變電站內(nèi)LPZ劃分如下：LPZ0A區(qū)：這是直擊雷的主要作用區(qū)，這個區(qū)不在避雷針保護范圍內(nèi)，故不在變電站內(nèi)；LPZ0B區(qū)：這是感應(yīng)雷的主要作用區(qū)，雖在避雷針保護范圍內(nèi)，但沒有經(jīng)過電磁屏蔽，電場強度沒有衰減，處于此空間的所有可導(dǎo)物體均可感應(yīng)較強的雷電壓；LPZ1：屬于建筑物的屏蔽區(qū)，區(qū)內(nèi)的物體不可能遭受直接雷擊，由于建筑物的屏蔽措施，電場強度會衰減，應(yīng)進一步采取屏蔽措施減少電場強度的干擾。
2電力系統(tǒng)二次系統(tǒng)的防雷
按電磁環(huán)境不同將變電站劃分為不同的電磁兼容（EMC）保護區(qū)，將保護需求相同的設(shè)備全部安裝于同一個EMC保護區(qū)內(nèi)，并將進入保護區(qū)內(nèi)的電氣連接件與SPD相接。因此任一保護區(qū)內(nèi)，電源進線和通信線都應(yīng)通過SPD與地電位做等電位連接。電源饋線和通信線路的過電壓保護一般可分為三個保護級，若后續(xù)設(shè)備承受的殘壓過高，則需增加一個保護級，最終須將設(shè)備承受的殘壓降低到脈沖耐受電壓的要求。
圖3變電站二次交流系統(tǒng)防雷配置圖
圖4變電站二次直流系統(tǒng)防雷配置圖
3結(jié)論
變電站二次系統(tǒng)的防雷除了要確保變電站所采用的外部防雷措施完善有效之外，還需確保內(nèi)部防雷措施的完善有效。變電站二次的過電壓防護，是綜合應(yīng)用一次側(cè)過電壓防護技術(shù)、計算機等微電子設(shè)備及通信設(shè)備過電壓防護和抗干擾技術(shù)、繼電保護抗干擾技術(shù)的問題。
圖5變電站通信系統(tǒng)防雷配置圖
變電站二次系統(tǒng)的過電壓防護水平與變電站的布置、二次系統(tǒng)的過電壓承受能力有密切的關(guān)系。隨著計算機技術(shù)在電力工業(yè)中越來越深入地應(yīng)用，我們有必要深入研究計算機系統(tǒng)在變電站這種特殊電磁環(huán)境下的工作規(guī)律。變電站二次系統(tǒng)的防雷是一項要求高、難度大的系統(tǒng)工程，在實施工程中要從現(xiàn)場實際出發(fā)，本著經(jīng)濟、實用、高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、高起點、高可靠性的原則進行，嚴(yán)格遵守國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在實踐中不斷完善，從歷史的新高度來認(rèn)識和研究現(xiàn)代防雷技術(shù)，提高人類對雷災(zāi)防御的綜合能力。完善變電站二次系統(tǒng)的防雷保護對于提高變電站設(shè)備的安全可靠運行具有重要意義。
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【關(guān)鍵詞】 110KV變電站的防雷措施 避雷裝置 安裝SPD 接地防雷
隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們對日常生產(chǎn)生活電力需求大大增加，電力行業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)得到了長足的發(fā)展。110KV變電站是電力系統(tǒng)重要的組成部分，是電力配送的重要環(huán)節(jié)以及電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而由于110KV變電站的特殊性，雷電放電時很容易與變電站的電氣設(shè)備接觸，如果缺少特殊設(shè)備的保護，雷電中瞬間高電壓強電流會使110KV變電站中的設(shè)備發(fā)生絕緣閃絡(luò)或者擊穿，引起變電設(shè)備和電氣設(shè)備短路，進而造成大規(guī)模破壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)，危及到人們的生命安全和財產(chǎn)安全，造成不可彌補的損失。所以對于電力系統(tǒng)來說雷電災(zāi)害一直是影響系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行的主要因素之一，而對于110KV變電站的建設(shè)來說，雷電防護更是主要的保護措施，所以對110KV變電站的雷電防護研究對于其穩(wěn)定安全運行就有非常重要的意義。
1 雷電對110KV變電站造成的破壞
對于110KV變電站來說，來自雷電災(zāi)害的威脅有兩方面，分別為直擊雷和感應(yīng)雷。其中直擊雷是對變電站乃至整個電力系統(tǒng)危害最大的雷擊方式，是帶電云層放電時直接擊中110KV變電站的電力設(shè)備而進行放電的一種災(zāi)害形式。由于帶電云層直擊放電時間短、電荷量大，所以產(chǎn)生的瞬間放電具有超高電壓和超強電流，而這些高電壓強電流的沖擊遠遠超過了110KV變電站電力裝置的承受范圍，從而對電力設(shè)備造成大規(guī)模破壞，而直擊雷放電時一般伴隨著熱效應(yīng)和機械效應(yīng)的產(chǎn)生，導(dǎo)致物體遭受嚴(yán)重的撕裂、扭曲以及爆炸等災(zāi)害發(fā)生，對 電力系統(tǒng)造成二次破壞。對于感應(yīng)雷，顧名思義可以是由于電磁場感應(yīng)而引發(fā)的雷電災(zāi)害，感應(yīng)雷屬于直擊雷的附帶災(zāi)害，當(dāng)有直擊雷對變電站的電力系統(tǒng)或者附近建筑等發(fā)生發(fā)電時，強電流通過金屬管道或者電纜線會與110KV變電站的控制室中的電力設(shè)備和電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的電磁干擾，進而影響整個電力系統(tǒng)的正常運行。一般的，常見的感應(yīng)雷會在雷擊發(fā)生泄流入地之后，接地電網(wǎng)上會有一定的反擊現(xiàn)象，進行局部放電，造成電氣設(shè)備的絕緣性能降低，或者雷電流經(jīng)過避雷接地引下線時周圍的電磁場對變電站的設(shè)備產(chǎn)生暫態(tài)電壓，影響變電站設(shè)備的正常運行。
2 110KV變電站主要的防雷措施
針對110KV變電站的雷電災(zāi)害發(fā)生時的破壞形式，我們應(yīng)該從源頭從發(fā)，降低雷電事故發(fā)生概率，并通過對設(shè)備進行直擊雷和感應(yīng)雷的雷電防護措施，來對變電站的電力設(shè)備和電氣設(shè)備在雷擊發(fā)生時進行保護。
2.1 安裝避雷裝置
安裝避雷裝置進行防雷是主動防雷的一種，將帶電云層未放電時或者已放電但未影響電力裝置時將雷擊電流導(dǎo)引入地而避免其對變電站的各種設(shè)備造成波壞的一種防雷措施，常見的避雷裝置有避雷線或避雷針、避雷器等。在110KV變電站建設(shè)時，可以根據(jù)變電站規(guī)模以及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件來選擇避雷針或避雷線，也可以二者相結(jié)合，來提高110KV變電站的抗雷能力。針對變壓器防雷，可以在低壓一側(cè)安裝避雷器，對侵入變電站的雷電波進行處理，將其降低到變壓器中的電氣設(shè)備的絕緣耐壓允許范圍內(nèi)，在一定程度上對侵入變壓器的過電壓強電流進行限制。
2.2 安裝SPD
由于雷電具有非常的不穩(wěn)定性，放電電流的具有很大的電壓和電流峰值，能量也相對較大，所以針對110KV變電站防雷，可以在電源進線處安裝SPD來對侵入電網(wǎng)的雷電信號進行遏制，從而避免雷電流對電網(wǎng)造成的破壞。SPD是浪涌保護器，是各種電子、儀器儀表以及通訊線路中不可或缺的內(nèi)部防雷裝置。當(dāng)有雷電流侵入110KV變電站電力線時，會產(chǎn)生尖峰電壓或者強電流，SPD就會把過電壓或者強電流限制在變電站的電力系統(tǒng)的設(shè)備所能承受的電壓范圍內(nèi)，或者將強大的雷電流在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，或泄流入地，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的危害。同時可以配備低通濾波器或者壓敏電阻，將雷電波中高能量的信號進行過濾，將電網(wǎng)能量降低到正常范圍，從而對電網(wǎng)中的各種設(shè)備和終端用戶進行保護。
2.3 接地防雷
接地防雷是防雷措施必須的一步，防雷在于接地，只有將雷電引入大地，才能真正使110KV變電站免受雷電災(zāi)害的影響。通過將回路中的某些節(jié)點通過金屬導(dǎo)體與大地時刻相連，從而保持與大地相同的地位，從而實現(xiàn)對變電站的接地防雷保護。一般的防雷接地電阻值在1～30Ω，當(dāng)有雷擊發(fā)生時，可以將雷電流順利泄入大地。
3 結(jié)語
110KV變電站的防雷必須做到細(xì)枝末節(jié)都要考慮到，稍有忽略會對整個電力系統(tǒng)的正常運行造成破壞，所以需要日常維護和操作人員定期對變電站的線路進行檢查、儀器進行清潔等，確保各個保護設(shè)備都出自正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，使110KV變電站能夠正常工作。
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1 變電站二次系統(tǒng)防雷的重要性分析
1.1 雷電的危害
雷電作為自然現(xiàn)象的一種，當(dāng)雷電擊中變電站時，會對變電站二次系統(tǒng)的正常運行造成嚴(yán)重的影響，甚至是威脅到變電站工作人員的生命安全。在變電二次設(shè)備的母線被雷擊中時，會產(chǎn)生高數(shù)值的過電壓。當(dāng)過電壓數(shù)值過大時，則有可能將變電站電氣設(shè)備的絕緣擊穿，從而造成事故。所以，應(yīng)當(dāng)在高壓線路沿線、變電站內(nèi)設(shè)置必要的避雷和防雷設(shè)施。如避雷線、避雷器、避雷針等。
1.2 雷電對二次設(shè)備的主要入侵途徑
1.2.1 電地位干擾。在雷電對二次設(shè)備的入侵中，電地位對設(shè)備的干擾主要分為三種途徑。其中包括雷擊獨立避雷針引起的反擊電壓造成對設(shè)備的干擾、電流通過避雷線入地造成的電地位干擾及避雷器接地線引起的反擊過電壓造成干擾。
1.2.2 傳導(dǎo)雷干擾。傳導(dǎo)雷干擾的主要方式是另一處雷擊通過二次系統(tǒng)的線路傳導(dǎo)到系統(tǒng)的其他部分，對二次設(shè)備造成干擾。在傳導(dǎo)雷干擾中分為避雷器動作和不動作兩種情況，當(dāng)系統(tǒng)一出遭到雷擊，在線路傳導(dǎo)中雷電的過電壓數(shù)值太高時，則避雷器動作。當(dāng)線路才換到中的過電壓數(shù)值較低時，避雷器不動作。
1.2.3 變電站附近落雷。當(dāng)變電站附近落雷時，雷擊會讓變電站二次系統(tǒng)附近的磁場發(fā)生變化，通過系統(tǒng)設(shè)備的電磁感應(yīng)對二次設(shè)備造成干擾。其中，雷擊的強度和對二次設(shè)備干擾強度成正比。
1.2.4 雷電對電站的干擾途徑。雷云在放電時的電壓是很高的，不可能將電氣設(shè)備的絕緣耐電壓做到這個電壓，事實上雷電的破壞作用主要是由雷電流引起的。它的危害基本可以分為2種類型：一是雷直接擊在建筑物上的熱效應(yīng)和電動力作用；二是雷電的二次作用，即雷電流產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁作用。電站及其負(fù)載的特殊用途決定了它們的作業(yè)環(huán)境具有廣泛性。電站和負(fù)載艙體之間通過電纜連接，連接電纜一般為輸電和控制電纜，電纜貼地鋪設(shè)。
2 變電站二次系統(tǒng)的防雷對策
2.1 變電站二次系統(tǒng)的防雷現(xiàn)狀
2.1.1 直擊雷防護現(xiàn)狀。在直擊雷的防護現(xiàn)狀中，主要在于利用接引器、引下線和接地網(wǎng)三方面。我們常見的避雷針就是接閃器的一種。在變電站防雷現(xiàn)狀中，引下線主要針對于建筑的防護。其中主體鋼就作為防雷環(huán)節(jié)中的引下線。而接地網(wǎng)方面，主要依靠于接地網(wǎng)的合理布局和電阻值進行直擊雷的防護。
2.1.2 感應(yīng)雷防護現(xiàn)狀。感應(yīng)雷對變電站二次系統(tǒng)的干擾主要在于各設(shè)備接收到雷電造成的電磁感應(yīng)而對影響設(shè)備的正常工作。通過現(xiàn)狀中的實地考察，發(fā)現(xiàn)我國很多地區(qū)變電站對感應(yīng)雷的防護還沒有采取具體的實際行動。其中，感應(yīng)雷的防護重點應(yīng)該主要在于配電系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、空間電磁場和地電位反擊等方面。
2.2 變電站二次系統(tǒng)的防雷主要手段
在現(xiàn)代變電站二次系統(tǒng)防雷措施中，主要有以下幾個防雷手段。其一，分流手段，也稱多級引流手段。分流手段是防止雷電進入二次系統(tǒng)對設(shè)備造成干擾和將其引入地下。其二，屏蔽手段。通過屏蔽器將二次系統(tǒng)各設(shè)備間的感應(yīng)屏蔽，防止雷電造成的電磁感應(yīng)對設(shè)備造成影響。其三，接地手段。對接地網(wǎng)和接地系統(tǒng)的合理完善和科學(xué)改造，以達到防雷效果。其四，等電位連接。利用減少二次設(shè)備裝置內(nèi)外電位差的原理，對雷電的干擾效果進行控制。
2.3 電源系統(tǒng)的防雷
電源系統(tǒng)的防護主要是抑制雷電及操作在電源回路上產(chǎn)生的浪涌和過電壓。根據(jù)雷電防護區(qū)域的劃分原則，變電站內(nèi)二次設(shè)備供電系統(tǒng)感應(yīng)雷電過電壓的防護可以分級進行分流保護。第一級防雷保護一般采用具有較大通流容量的防雷裝置，可以將較大的雷電流泄散入地，從而達到限流的目的，同時將過電壓減小到一定的程度；第二、三級防雷起限壓作用，采用具有較低殘壓的防雷裝置，可以將回路中剩余的雷電流泄散入地，達到限制過電壓的目的，使過電壓減小到設(shè)備能耐受的水平。
2.4 通信接口的防雷保護
通信接口過電壓防護同電網(wǎng)供電系統(tǒng)相比，此回路對過電壓的敏感程度要高得多，且這些設(shè)備在有過電壓的情況下顯得非常脆弱，設(shè)備的絕緣耐受水平也相當(dāng)?shù)汀H電工委員會的測試，當(dāng)電磁場強度增大到0.07GS時，微型計算機設(shè)備將產(chǎn)生誤動，丟失數(shù)據(jù)。而這些回路運行的安全與否直接關(guān)系到一次系統(tǒng)設(shè)備的安全，因此須對重要回路的接口進行過電壓防護。
2.5 綜合防雷措施
雷電種類多種多樣，造成的破壞和危害程度大不相同，根據(jù)電力自動化系統(tǒng)遭受的雷電影響，基本可以分為三類雷擊破壞，感應(yīng)雷電、直擊雷和球形雷。基于雷電的干擾和沖擊，為提高電力自動化系統(tǒng)的防雷能力，規(guī)劃防雷措施，提出綜合防雷策略，以此保障電力自動化系統(tǒng)處于安全運行的環(huán)境。
3 二次系統(tǒng)防雷措施的建議
3.1 改變二次系統(tǒng)的接地方式。
3.2 安裝電涌保護器。
3.3 改善接地網(wǎng)點為分布。
3.4 完善二次系統(tǒng)的屏蔽。
