变电站二次防雷保护措施探讨.doc

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1、变电站二次防雷保护措施探讨摘要：随着我国计算机技术的飞速发展，变电站微机型综合自动化系统以其独特的优势在电力系统中被广泛应用。关键词：变电站；二次防雷；保护措施中图分类号：TM411+.4文献标识码：A文章编号：引言：随着电力体制改革的推进，变电站数字化改造与建设也不断深入发展，综合自动化变电站的不断增多，雷电对弱电设备的危害问题口益突显出来。从国内有关报道和变电站运行的实际来看，变电站二次设备遭受到雷击，造成设备损坏、通信中断、系统退出等情况普遍存在。这不仅严重威胁电网的安全运行，而且给人们的生活带来了诸多的不便。1・变电站二次系统的结构特点变电站二次系统，是指变电站的内保护设备、自动

2、化设备、通信系统、计算机网络设备及监控系统、交直流电源系统等各种二次设备的总称。二次系统集中了变电站自动化监控管理的重要设备，其具有微机监测、监控、保护、小电流接地选线、故障录波、低频减载、“四遥”远传等功能，在电力调度自动化领域起着举足轻重的作用。由于二次系统内部连接线路纵横交错,当雷击附近大地、架空线路和雷雨云放电时直接形成的，或者由于静电及电磁感应形成的冲击过电压,极易通过与之相连的电源线路、信号线路或接地系统，通过各种接口，以传导、耦合、辐射等方式侵入口动化系统，从而可能造成危害系统正常工作甚至破坏系统的雷击事故。2.雷电放电对变电站二次系统的主耍危害形式2.1直接雷击：主要破坏

3、力在于电流特性而不在于放电所产生的高电位，它所产生强大的雷电流转变成热能将物体损坏。2.2感应雷击：从雷云密布到发生闪电放电的整个过程中，雷电活动区几乎同时出现两种物理现象一静电感应和电磁感应，这两种现象可能造成称之为感应雷击的危害形式。2.3电磁脉冲辐射：当闪电放电时，其电流是随时间而非均匀变化，脉冲电流向外辐射电磁波，这种电磁脉冲辐射虽然随着距离的增大而减小，但却比较缓慢，闪电的电磁脉冲辐射通过空间以电磁波的形式耦合到对瞬间电磁脉冲极其敏感的现代电子设备上，造成设备的损坏。2.4雷电过电压的侵入：直接雷击或感应雷都可以使导线或金属管道产生过电压，这种过电压沿导线或金属管道从远处雷区或

4、防雷区域外传來，侵入建筑物内部或设备内部。2.5反击：在雷暴活动区域内，当雷电闪击到建筑物的接闪装置上时,尽管接闪装置的接地系统十分良好，其接地电阻也很小，但由于雷电流幅值人，波头陡度高，雷电流流过时也会使接地引下线和接地装置的电位骤升到上百千伏。3.雷击过电压入侵变电站二次系统的主要途径3.1配电线路对于配电线路引入的雷电过电压雷电波通常是通过变电站临近的线路侵入母线，再经过变压器高、低压绕组问的静电和电磁耦合进入低压出线，途屮经过了线路避雷器，母线避雷器等多级削峰，再经过变压器低压出线的平波作用，电压幅值大为下降。但由于雷电波的波峰幅值和能量很大，虽然雷电波在经过上述避雷器后，大部分

5、能量得以消弱，但仍有部分雷电波以幅值相对较高口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，加到变电站内380V站用电交流回路中。同时，而220V或110V等直流线路因进出高压场等原因也是引入雷电的主要线路之一。2.2通信线路引入雷击冃前，变电站二次系统采用了多种多样的通信线路进行同一系统内设备与设备之间、系统与系统之间的连接。导体型通信线路感应到雷电后，雷击过电压直接传到设备，该过电压轻则使设备加速老化，重则直接将设备损坏。对于电力系统来讲，话音频与MODEM连接线、电话、网线、GPS及微波载波等馈线等都是引入雷电的通信线路。同时，因目前远跖•离多采用光纤传输，所以以上大部分

6、通信线路主要是在室内被其他线路上的过电压所感应。3.3雷电电磁场上述两条途径是有形的看得到的途径，而电磁场是空间传播的看不到的，这里的雷电电磁场是指雷击引起的室内的电磁场，主耍集中在电缆沟、布线层及电缆井内。该电磁场使室内的线路感应到过电压，该过电压直接传到设备，进出高压场地的各种线路（如交流采样、开关量冋路等）都是雷电电磁场的产生源。3.4地电位反击对于电力系统来讲，因采用共用接地方式，不存在地与地之间反击，但地电位因雷击抬高时使得设备接地线对设备其他外接线Z间可能产生能损坏设备的电位差。4•变电站二次系统防雷措施针对雷击过电压入侵变电站二次系统的主要途径，采取相应的防雷措施。均压、分

7、流、屏蔽、接地是防雷保护中最重要的四个因素。雷电防护系统由三部分组成，各部分都有其不可替代的重要作用。分别是：(1)外部防护：由接闪器、引下线、接地体组成，可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放；(2)过渡防护：由合理的屏蔽、接地、布线组成，可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应；(3)内部防护：由均压等电位连接、过电压保护组成，可均衡系统电位，限制过电压幅值。综上所述，我们认为变电站二次系统防雷的措施可从如下角度思考：4.1防雷的总体