电力系统变电站二次设备的防雷措施
来源：深圳国安时代防雷科技有限公司2024/6/28 7:16:1135
导读:
首先，本文提出变电站加强对二次设备的防雷设置具有极大的重要性，对雷击事故对变电站设备的危害进行了简要的分析。
首先，本文提出变电站加强对二次设备的防雷设置具有极大的重要性，对雷击事故对变电站设备的危害进行了简要的分析。然后，又针对雷电对电力系统变电站的干扰途径这一方面进行了较为详尽的论证。接下来，对变电站二次设备的防雷措施提出了一些看法，包括电源系统的防雷保护及通信接口的防雷保护这两大方面。
过电压危害中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1671-7597(2014)21-0123-01
随着电力行业的快速发展，电力系统也开始不断完善，其自动化的程度越来越高。这使得自动化系统、网络设备、通讯设备等元件的性大幅度提高，但同时却降低了其耐雷击电流及电压的能力。更值得注意的是，二次设备的线路或通讯线路、接地线路等往往是构成雷击进入的天然途径，增加了雷击事件的发生率。为了提高变电站二次设备的安全性和可靠性，必须对其采取有效的防雷措施。
1、 雷击事故对变电站设备的危害分析
与其他的电子设备不同的是，变电站电子设备具有电子脉冲这一特殊性质。这一性质决定了变电站电子设备在面临瞬间的过电压的袭击时出现严重问题。当雷击过电压时，设备正在进行的数据传输或存储会受到程度不同的干扰，甚至导致数据毁坏、信号丢失的严重后果。
[1]、在这种情况下，就会造成电子设备的误动以致暂时性瘫痪。这类现象的频繁发生对电子设备的使用寿命有着极其不利的影响，严重时可出现元件烧毁的状况，zui终给人们正常的生产生活秩序造成破坏。
2 、雷电对电力系统变电站的干扰途径
在雷电天气情况下，会出现雷云释放高压电的危险现象，其高压程度往往超过电子设备的绝缘耐电压，这是由目前的绝缘耐电压尚未达到且无需达到这种程度的电压，因为在雷击发生之时电压经过传导之后会有所下降。用大量的实验进行证明后发现，雷击事故之所以会造成严重伤害，主要是因为雷电入侵时的雷击电流导致的。有两类危害事件的发生与此紧密相关，一类是直接雷击，即雷电直接作用与建筑物。从而产生热效应及动力;另一类是间接雷击，其危害是由雷电的二次作用导致的，也就是说雷电电流而产生了电磁场效应。由于变电站属于特殊环境，其工作设备主要由电缆组成，如果电缆、雷云和大地三者组成一个大型的电场，电场内的导体就会发生感应从而产生与雷云相反性质的电荷。
[2]、而当雷电消失，电场也随之消失，但此时导体所产生的电荷却依然存在，这就产生了静电感应电压。
3、 变电站二次设备的防雷措施分析
变电站的二次设备，包括续电保护装置、自动化设备、通讯设备、电气运行设备等等，其工作环境中都存在着高强度的电磁干扰。出于对电子设备的安全运行考虑，不能仅对其进行简单的接地处理，因为这样做是、会使设备的耐雷及耐过压水平很低。从实践经验中我们可以发现，变电站的二次设备损坏部位主要集中于通信接口、微机保护装置的电源接口板以及计算机电源接口。因此可以得出，输电线感应雷、信号线感应雷等感应雷过电压共同构成二次设备发生雷击事故的主要诱因。
1)、电源系统的防雷保护。通常来说，变电站的二次设备采用的是交直流电源作为供电设备。整流装置中存在着较大容量的滤波电容，从而在防范瞬间过电压的袭击方面能够发挥一定作用。变电站用变压器低压侧到变电站用馈电屏用的是屏蔽电缆，因而接地设备的性能都比较稳定。在接地装置的设计中，工作和保护接地与其他电气设备共用同一装置，同时又都位于间接雷区。这就造成了在变电站遇到雷击的情况时，在强大的电磁脉冲的作用下，线路耦合及地电位升高会导致反击过电压的存在。由此可知，对设备的自动化供电回路提供强有力的过电压保护是十分必要的。首先是电源系统的保护，控制核心在于雷电的抑制及电源回路上出现的浪涌和过电压。可采取以下措施进行电源系统保护：首先，采用多级引流保护。这是一种高
度的电子开关，雷击发生时开关将自动关闭，使用此装置的接地线将电流导入低下。使用时应将不同级别的电子开关组合使用，从而做到将雷击电压逐渐递减，达到对二次设备的保护
[3]、其次，实现等电位连接。这种手段目前广为人知。再次，屏蔽手段。及二次设备所使用的电缆均以屏蔽模式生产，从而能够有效抗击高频电磁干扰。
2)、通信接口的防雷保护。与供电系统相比，通信接口对雷击的电压敏感度要求更高，同时设备的绝缘耐受力也相应较低。数据线、信号线及远动测控线路均与这些设备相连，这些线路多数位于LPZOB区，部分位于直击雷区，使得线路对电压的感应能力较强
[4]、当电磁场强度过大时，极有可能造成数据的丢失。因此，必须对重要回路的接口实行过电压防护。变电站微机远动测控装置的结构为分散式，由各个不同模块共同组合而成。各个模块采用电子脉冲效应进行数据收集，这种收集模式对高频电磁干扰反应十分剧烈。针对这一难题，屏蔽是目前zui有效的对抗高频电磁干扰的方式，各个单元的模块之间的连接都应设置屏蔽。由于这些接口及线路一般布置在室外环境中，接口电路的相对距离较短，使电压能够控制在一定强度内。但二次设备及其他自动化设备一旦感应到过强电压，便会做将电压返回通信接口的处理，造成通信接口损坏。因此需对通信接口安装必要的防雷设备。现在的变电站一般都实现了自
动化和智能化，因此无人值班，其数据的采集是由数字网络或光线来完成的。其中载波传输与计算机的连接距离较长，雷击发生后位于LPXOB区的线路能顾对雷击做出迅速的反应
[5]、这说明为保证通信接口免于雷击危害，就需要在计算机终端接口与通信线路接口设置避雷器。
4、 结论
本文通过对变电站二次设备在雷击事故中的安全隐患进行分析，指出了加强对二次设备进行过电压保护的重要意义。文章论述了雷击事故对变电站设备的危害分析及雷电对电力系统变电站的干扰途径，对雷击发生的具体情况做出认真判断。针对变电站二次设备的防雷保护，提出了相应的解决措施。
变电站二次设备防雷具体产品：
主要涉及到电源、信号设备的防护：比如
①变电站总进线交流屏或低压配电屏电源一级防雷(380V进线)：国安GASPD-50B/4
②交流屏过后，交流母排输出电源二级防雷(380V进线):国安GASPD-80B/4
③综自屏交流电源三级防雷(220V交流进线):国安GASPD-40C/2
④在用电前端加装四级防雷过压保护：国安GA-D6
⑤高频通信电源屏220V直流保护：国安GA-220DC
⑥变电站RS232端数据防雷：GA-RS232/25
⑦PCM通讯设备百兆网端口保护：国安GA100M-RJ45
⑧光端机与联机的RJ11端口保护：国安GA-RJ11/E2
⑨变电站视频监控设备的防雷保护：国安GABNC-220/3
参考文献
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[J].华北电力技术，2012，11(11)：219-220.
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