摘要：雷电是不可避免的自然现象，但是却给变电站造成了巨大的安全隐患，也是影响变电站供电安全的重要因素。随着变电站自动化程度的加深以及二次系统设备的增加，雷电危害带来的损失也越来越大，因此，如何防止雷电给变电站造成巨大损失，成为了变电站发展的首要问题。通过分析了雷电的危害以及破坏方式，根据多年的工作经验，在一次系统防雷基础上提出了变电站二次系统的防雷技术，为我国的变电站防雷研究贡献微薄的力量。
关键词：雷电；变电站；二次系统；防雷技术；建议；
引言：变电站是我国电力系统中的重要组成部分，也是我国国民生活用电的主要来源地，因此，保证变电站的安全性以及稳定性就变得尤为重要。由于变电站二次系统中包含了大量的电子设备，对于工作环境的要求也非常高，因此能否保证变电站二次系统的安全，影响着整个变电站的安全与稳定。文章基于雷电的破坏方式与变电站一次系统防雷技术的基础，对变电站二次系统防雷技术进行了深入的研究。
一、雷电对站内设备影响的形式
雷电对二次设备的影响基本可分为3种：直击雷、感应雷及瞬态电脉冲。
1、直击雷
直击雷是指雷电直接击在人体、建筑物或设备时，其强大的电效应、热效应和机械效应等造成建筑物和设备损坏以及人员的伤亡。变电站有较完善措施防直击雷措施，控制电缆和信号电缆都从电缆沟进入控制室。直击雷对二次设备影响最主要方式是通过电源途径进入，雷击10kV线路，通过站用变、交流系统，经过多级避雷器削峰，电压幅值大为下降，但由于雷电波的电压、能量极高，仍可能以幅值相对很高、能量较低尖峰脉冲的形式进入220V交流回路中，导致设备受损。
2、感应雷
感应雷虽然没有直击雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高得多，主要针对站内二次设备。从我们所掌握的情况来看，主要是站二次设备的通道端口、电源模块等容易损坏。感应雷是雷电在雷云之间或雷云对大地放电时，在信号电缆、控制电缆、设备间连接线产生强烈的电磁感应，尤其是避雷针将强大的雷电流引入大地时，产生强烈电磁感应，进而损坏电子设备。
3、瞬态电脉冲
变电站二次回路越来越复杂，雷电浪涌进入途径增多，瞬态电脉冲既可能从电源线或信号线进入二次回路使电子设备损坏，也可能使信号传输波形变犁，产生误码，影响传输的准确性和传输速率。瞬态电脉冲主要包括下面几个方面：由于系统长时间运行，形成静电感应过电压；一次线路电网电压波动，周围瞬间交变电磁变化，对二次线路进行干扰，产生干扰脉冲；主变等设备的高频干扰源；一次线路开关频繁动作或二次主电源开关操作，产生的过电压。这些瞬态电脉冲的能量很低，只相当于或低于一枚摔响鞭炮的能量，但尖峰电压很高，有的高达1kV以上，对于高度集成的电路芯片而言，其抗干扰能力是非常脆弱的。
二、二次设备防雷的措施
二次设备的防雷措施必须从接地、均压、屏蔽等多个环节综合考虑。
1、接地
二次设备的接地可分为逻辑、信号、保护、防雷、屏蔽接地等，但在变电站中，不可能分别为其设立独立接地系统，要求共用同一接地系统，这时，接地电阻越小越好。根据广东电网公司 变电站二次系统防雷接地规范》的相关要求，变电站二次系统接地电阻应满足以下公式：R≤2000／1。按自动化系统接地要求，接地电阻低于0．5 Q。考虑到电引起瞬 电流较大，变电站二次系统的接地引线的线径必须足够大，具体做法是：从变电站一次地网的接地点敷设至少2条独立地线到主控楼，采用直径16mm的热度锌圆钢或50×5镀锌扃钢；二次系统的所有屏柜内 设置专用的接地铜排，其截面不得小于100mm2，且屏内的接地铜排应就近用不小于50mmz的铜导线接到二次接地铜排上，屏柜内各种设备的接地线就近引接至屏内的接地铜排。
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2、均压
在主控楼外，为了减少二次系统由一次设备带来的感应耦合，二：次电缆尽可能离开高压电缆和暂态强电流的入地点，并尽可能减少平行长度。高压电缆和避雷针往往是强烈的干扰源，因此，增加二次电缆与其距离，是减少电磁耦合的有效措施。电流互感器回路的A、B、CSH线和中性线应在同一根电缆内，尽可能在小范围内达到电磁感应平衡；电流和电压互感器的二次交流回路电缆，从高压设备引出至二次设备安装处时，应尽量靠近接地体，减少进入这些回路的高频瞬变漏磁通。站内二次设备的等电位(均压)连接，是减小站用交直流电源、监控、保护、计量、通信各设备装置之问的电位差，保持各设备系统安全、稳定运行的必要条件。
3、屏蔽
计算机系统所有的金属导线，包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。
4、等电位连接
将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接，从而杜绝因电位差造成的设备的损坏。
三、针对现状提出对二次系统防雷的建议
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。
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、定期的进行设备清理工作
在检修过程中我们经常会发现输电线路在遭受雷击之后，防雷接地装置会造成电力的耗损增大，而且还会在一定程度上，无故增加了输电线路的运行成本。所以要定期的清扫绝缘套管、断路器、变压器、线路等，这样就能够有效地保证了防雷接地装置的正常运行，从而促进了输电线路的顺利工作。
四、结语
变电站二次防雷措施是属于预防性的措施，每当雷害发生之后，维护人员不得不频繁地抢修，甚至发生一次线路运行监控中断和高压跳闸，影响电力安全生产。在电网技术高速发展的时代，变电站运行设备的抗干扰、防雷击过电压能力已经成为影响电力安全运行、优质生产的重要因素，作为电网运行必要保证手段的变电站自动化系统对此要求更为突出。自动化系统的防雷措施要根据实际情况综合利用，采用任何一种单一的防雷器件都难以保证其安全，应“整体防御、综合治理、多重保护”，采取综合防护的措施，对症下药将各类可能引起雷害的因素排除，才能将雷害减少至最低限。
五、参考文献
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论文作者:邹兴新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：变电站论文; 防雷论文; 系统论文; 设备论文; 雷电论文; 电缆论文; 干扰论文; 《电力设备》2018年第12期论文;