变电站二次系统防雷措施研究

李志国

淇县中光太阳能有限公司

随着高新技术和信息化建设的发展，尤其是电子技术的飞速发展，各种先进的卫星通信、保护监控、计算机网络系统和遥控、遥测系统等电子设备产品更加广泛地应用于电力行业，特别是在近几年的电力变电站无人值守和电力调度自动化系统中大量使用了这些微电子仪器设备，使得电力行业的自动化整体能力、现代化管理水平以及电力服务质量均有了显著的提高。但是，变电站二次设备大都采用大规模的集成电路，电子元器件的性能大大提高的同时，其抗电磁干扰、抗过电压特别是抗雷击的能力却变得十分脆弱了。

1 变电站二次系统防雷的重要性

1.1 雷电的危害

雷电作为自然现象的一种，当雷电击中变电站时，会对变电站二次系统的正常运行造成严重的影响，甚至是威胁到变电站工作人员的生命安全。在变电二次设备的母线被雷击中时，会产生高数值的过电压。当过电压数值过大时，则有可能将变电站电气设备的绝缘击穿，从而造成事故。所以，应当在高压线路沿线、变电站内设置必要的避雷和防雷设施。如避雷线、避雷器、避雷针等。

1.2 雷电对二次设备的主要入侵途径

(1)电地位干扰。在雷电对二次设备的入侵中，电地位对设备的干扰主要分为三种途径。其中包括雷击独立避雷针引起的反击电压造成对设备的干扰、电流通过避雷线入地造成的电地位干扰以及避雷器接地线引起的反击过电压造成的干扰。

(2)传导雷干扰。传导雷干扰的主要方式是一处雷击通过二次系统的线路传导到系统的其他部分，对二次设备造成干扰。在传导雷干扰中分为避雷器动作和不动作两种情况，当系统一出遭到雷击，在线路传导中雷电的过电压数值太高时，则避雷器动作。而当线路才换到中的过电压数值较低时，避雷器不动作。

(3)变电站附近落雷。当变电站附近落雷时，雷击会让变电站二次系统附近的磁场发生变化，通过系统设备的电磁感应对二次设备造成干扰。其中，雷击的强度和对二次设备干扰强度成正比。

2 变电站二次系统的防雷措施

2.1 变电站二次系统防雷的主要手段

在现代变电站二次系统防雷措施中，主要有以下几个防雷手段。其一，分流手段，也称多级引流手段。分流手段是防止雷电进入二次系统对设备造成干扰和将其引入地下。其二，屏蔽手段。通过屏蔽器将二次系统各设备间的感应屏蔽，防止雷电造成的电磁感应对设备造成影响。其三，接地手段。对接地网和接地系统的合理完善和科学改造，以达到防雷效果。其四，等电位连接。利用减少二次设备装置电位内外电位差的原理，对雷电的干扰效果进行控制。

2.2 变电站二次系统防雷现状

(1)直击雷防护现状。在直击雷的防护现状中，主要在于利用接闪器、引下线和接地网三方面。我们常见的避雷针就是接闪器的一种。在变电站防雷现状中，引下线主要针对于对建筑的防护。其中主体钢就作为防雷环节中的引下线。而接地网方面，主要依靠于接地网的合理布局和电阻值进行直击雷的防护。

(2)感应雷防护现状。感应雷对变电站二次系统的干扰主要在于各设备接收到雷电造成的电磁感应而对影响设备的正常工作。通过现状中的实地考察，发现我国很多地区变电站对感应雷的防护还没有采取具体的实际行动。其中，感应雷的防护重点应该主要在于配电系统、通信系统、空间电磁场和地电位反击等方面。

3 针对现状提出对二次系统防雷措施的建议

3.1 改变二次系统的接地方式

改变二次系统的接地方式是避免雷击时通过电地位传导对二次系统造成干扰和影响的最有效的途径。合理科学地对变电站接地网进行改善和赶紧，减少雷电通过接地网对系统造成破坏性的干扰。同时，改变二次系统接地方式的措施在雷电的电地位干扰中起到了阻绝传导途径的作用。

3.2 安装电涌保护器

电涌保护器作为变电站二次系统中重要的保护装置，起作用主要在于对变电站系统雷电干扰时对二次设备的防护。其中，电涌保护器能直接过滤掉干扰强度较大的信号。能够在一定程度上防止雷电对二次系统线路的损坏，从而对二次设备进行保护。

3.3 改善接地网电位分布

改善接地网的电位分布措施在二次系统雷电防护中主要通过设备各装置之间的等电位而减少雷电对设备的干扰。电位差越高对设备造成干扰的程度也会越高。因此，改善接地网的电位分布对提高二次系统防雷措施的有效性具有重要的作用。

3.4 完善二次系统的屏蔽

完善二次系统的屏蔽的效果在于雷电开始对二次系统进行干扰时，对其干扰途径进行切断或尽可能地阻止。加强屏蔽的效果有利于对雷电产生的干扰进行有效控制和减少，对二次设备进行保护。在二次系统屏蔽措施的实践中，可以根据情况不同而增加屏蔽强度以及采用多重屏蔽。

4 结语

由于变电站微机保护设备种类繁多，它们的耐过压能力也各有差别，系统遭受雷击危害机率大大增加。通过采取上述措施，变电站二次控制系统遭雷击现象明显减少，但不能完全根除，只能不断采取防范，将雷害事故和干扰减少到最低程度。

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