浅析变电站二次防雷

【前言】浅析变电站二次防雷由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。一、雷电对二次系统的影响 雷击主要有两种形式：直接雷击和感应雷击。雷击直接击在物体上，产生电效应、热效应和机械力,称之为直接雷击。约占15%；雷电放电时，在附近导体上产生的静电效应和电磁感应，可能使金属部件之间产生火花，称之为感应雷击。约占85%。 雷电的...

摘 要：本文首先分析了雷电对二次系统的影响，阐述了雷电入侵变电站二次系统的途径，提出了二次系统防护措施

关键词：雷击 二次系统 防雷 防护

中图分类号： TM63 文献标识码： A 文章编号：

前 言

变电站是电力系统电网的重要组成部分，近年来随着计算机及网络技术在电力系统中的广泛应用，大部分变电站都是综合自动化变电站，变电站内的二次设备都更换为集成度很高的微机型弱电设备，与传统的电磁型二次设备相比极大的减少了现场维护的工作量，设备的自动化程度得到大幅度提高，有力保证了电网的安全可靠运行，但同时二次设备承受雷击过电压的水平也降低了，一旦遭受雷击将使二次设备加速老化甚至受到损坏。因此对旧站进行二次防雷改造，以及在新站设计时充分考虑二次防雷是很有必要的。

一、雷电对二次系统的影响

雷击主要有两种形式：直接雷击和感应雷击。雷击直接击在物体上，产生电效应、热效应和机械力,称之为直接雷击。约占15%；雷电放电时，在附近导体上产生的静电效应和电磁感应，可能使金属部件之间产生火花，称之为感应雷击。约占85%。

雷电的的平均电流目前记录的最大值是300,000A；感应雷电流的大小，我国的一些相关标准没有具体的数据，目前只有IEC、IEEE、ITU（原CCITT）等有较明确的说法，IEC指出，在不可能个别估算的地方，可假定：全部雷电流i的50%流入建筑物的LPS（直击雷防护系统）接地装置，i的另50%（is）分配于建筑物的各种设施（外来导电物、电力线和通信线等）。流入每一设施中的电流ii为is/n，（n为上述设施的个数）。为估算流经无屏蔽电缆芯线的电流iv，电缆电流ii要除以芯线数m，即iv=ii/m。关于这一点IEC1312-1还有些说明，这里就不再一一说了，有兴趣可参阅IEC1312-1全文。IEEE指出，电力线上的感应雷电流峰值不会大于10kA（8/20），雷电压峰值不会大于20kV（1.2/50）。ITU指出数据线上的感应雷电流峰值不会大于125A（8/20），雷电压峰值不会大于5kV（10/700），其前提是防直击雷系统完善，布线规范。

雷云在放电时的电压是很高的，不可能将电气设备的绝缘耐电压作到这个电压，事实上雷电的破坏作用主要是由雷电流引起的。变电站的一次防雷系统比较完善，地网接地电阻小，雷电泄放快。但是，由于雷电波的波峰幅值和能量很大，虽然雷电波在经过一次设备防雷系统后，大部分能量得以消除，但仍有部分雷电波以相对很高且作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式通过变压器的低压出线，进入变电站二次系统。由于电力系统二次防雷工作滞后，这些设备遭受雷击损坏率极高，后果也越来越严重。我局就多次发生过雷击损坏综自站内的自动化设备和通信系统，如南瑞的通讯管理机CPU插件、通讯接口损坏以及四方的网卡、MMI通讯面板损坏,造成通讯中断,这些直接影响了变电站二次设备的安全稳定运行。

二、过电压侵入变电站二次设备途径探讨

1.交流配电线路引入雷击过电压室外的高压线路感应到雷击过电压后,雷击过电压通过高压 线经站用变一直传到低压二次设备，该过电压轻则使二次设备加速老化,重则直接将二次设备损坏。这里必须说明的是,由于雷击过电压经过高压避雷器后还有一定的残压， 此残压对一般电气二次设备来讲还是太高。因此,雷击过电压可通过站用变传到380／220V交流配电馈线。380／220V交流电源线是引入雷电过电压的主要途径。

2.直流二次电缆引入雷击过电压变电站内的测控、保护等主要二次设备使用220V或 1lOV直流电源，直流电源二次电缆都是从直流屏经电缆层到主控室中各二次设备屏柜，部分直流电源二次电缆通过室外场地的电缆沟到高压配电室。雷击变电站室外场地时会在其周围产生较强的电磁场，由于变电站的二次设备都集中在金属屏柜内(如继电保设备都在保护屏内，测控设备在测控屏内)，这些屏柜都有良好的接地，具备良好的屏蔽效果，使得外部雷击产生的电磁场对室内二次设备影响很小，站内雷电电磁场的影响主要集中在电缆沟、二次电缆电缆层及电缆竖井内二次电缆的相互感应。因此，经室外场地的直流二次电缆感应到雷击过电压的几率及强度都很大，直流二次电缆是雷电过电压进人变电站二次设备的途径之一。

3.电压互感器引入雷击过电压

电压互感器的基本原理与变压器相同，并联在高压线路上，实际上就是一个降压变压器，通过电压互感器有两种途径可能引入雷击过电压：一是高压线路上的雷击过电压(高压线路遭直接雷击或被感应雷电所产生的过电压)经过电压互感器初级线圈传到次级线圈，再经电压互感器二次线传到二次设备；二是电压互感器的二次电缆(电压互感器的二次电缆经高压场地的电缆沟到主控室相关二次设备)被感应到雷击过电压，电压互感器的二次电缆是雷电过电压进入变电站二次设备的途径之一。

通信网线引入雷击过电压综合自动化变电站的监控系统采用以太网或L O N WO R K S网等进行通信，这些通信网线都如在二次电缆层或电缆沟内与进出高压场地的电压互感器或直流电源二次电缆一起敷设，相互之间感应的几率很大。因此，这些通信线路也是引入雷电的途径之一。

三、变电站二次设备防雷的措施

首先对接地电阻不合格变电站的接地体进行改造，使变电站的接地电阻满足规程要求。其次， 经高压场地到主控室的通信网线、主控室之间的的通信网线应采用带屏蔽层的网线， 屏蔽层两端应良好接地，在条件允许时宜采用光纤通信。最后， 在变电站安装二次防雷器，主要安装在以下几个地点：

1.在站用变低压侧安装三相交流电源防雷器，主要作用是防止雷电过电压进入站内交流配电系统，此外在主控室交流配电屏的电源输入端安装三相交流电源防雷器，进一步抑制可能出现的雷电过电压，作为主控室二次设备交流电源线路雷电过电压防护的第一重保护措施。

2.在直流屏的交流充电电源入口处安装三相交流电源防雷器，防止主控室内交流电源线路感应到的过电压侵入直流屏，做为主控室二次设备交流电源线路雷电过电压防护的第二重保护措施 。

3.在主控室内直流屏的直流母线输出端应安装直流电源防雷器， 防止直流电源线路在电缆层感应到的过电压，作为主控室二次设备直流电源线路雷电过电压防护的保护措施。

4.经站内高压场地的直流电源馈线在其两端安装直流电源防雷器， 防止直流电源线路在电缆沟感应到的过电压，作为二次设备直流电源线路雷电过电压防护的保护措施。

5.在电压互感器端子箱及主控室电压并列屏处安装电压互感器专用防雷器，防止雷电过电压经电压互感器二次电缆侵入二次设备。

6.从高压场地到主控室的通信网线、主控室之间的的通信网线在其两端安装防雷装置，防止通信网线在电缆层、电缆沟内受雷电电磁场影响产生感应过电压。

四、结束语

目前正是微机型继电保护设备更新换代、广泛普及的时期，作为变电站弱电设备的防雷技术保护措施也要相应配套，才可以杜绝变电站弱电 设备损坏的问题，确保电网安全稳定运行。防雷设施是属于预防性的投资，在事故发生之前往往得不到足够的重视，等到事故发生后才后悔莫及。因此，我们应树立防范于未然的思想，以小投资保证大安全才是明智之举。

参考文献

[1]电子信息系统防雷接地技术 周志敏等 ．

[2]GB50343—2004建筑物电子信息系统防雷技术规范 ．

[3]TD／T5098—2001通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范、