浅析变电站的雷害和防雷措施

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1、浅析变电站的雷害和防雷措施浅析变电站的雷害和防雷措施　　随着科技的发展，大规模集成电路广泛应用于变电站二次设备，集成度越高，电路也就越复杂，元件工作电压越低，对环境要求也就越高。一旦有雷电波侵入，容易造成二次设备损坏，有的甚至使整个系统瘫痪，造成无可挽回的损失。　　　　按现有的雷电理论，雷击从形式上来讲，可分为直接雷击和感应雷击两种。直接雷击会造成建筑物损坏并引起火灾事故，一般构筑物避雷设施只能保护其本身免受直击雷损害。感应雷击(主要为雷电的静电感应作用、电磁感应作用、放电时产生的强烈电磁脉冲、地电位反击和雷电波入侵等)引起的过电压，会沿架空导线、天线、电缆和金属管线等通道进入用户设备，引起

2、设备的损坏。通常变电站自动化系统都置于建筑物之中，电源线、网络线、信号线均铺设于电缆沟中，因而遭受直接雷击的可能性不大，其防护的主要对象是感应雷击。按资料统计，变电站自动化系统雷击事故主要是由感应雷击造成的。感应雷击对自动化系统的破坏，主要是通过侵入电源线、天馈线、通讯线和信号线甚至从接地网引入而分别损坏控制设备、仪器仪表、无线通信设备、计算机及网络设备等，影响整个系统的正常运行。　　　　二次设备的防雷措施必须从接地、均压、屏蔽、限幅、隔离等多个环节综合考虑。　　2．1接地　　二次设备的接地可分为逻辑接地、信号接地、保护接地、防雷接地、屏蔽接地等，但在变电站中，不可能分别为其设置独立接地系统

3、，通常只能共用同一接地系统。这时，接地电阻越小越好，按自动化系统接地要求，接地电阻　　2．2均压　　为了减少二次系统由一次设备带来的感应耦合，二次电缆应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、C相线和中性线应在同一电缆内，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。变电站接地铜带必须铺设成环状，并用2根以上的引下线与地网连接，以加速电流均匀扩散，减

4、少可能出现的感应过电压。　　2．3屏蔽　　屏蔽的目的是为了保证控制设备稳定可靠的工作，防止寄生电容耦合干扰，保护设备及人身的安全，解决环境电磁干扰及静电危害。各种功能的接地既相互联系，又相互排斥，瞬时干扰及接触部分产生电磁波会给信号线带来辐射噪声，引起误码和存储器信息丢失，所以要注意信号电路、电源电路、高电平电路、低电平电路的接地应各自隔离或屏蔽。　　控制室应尽量利用建筑物钢筋结构与地网连接，形成一个法拉第笼；控制电缆和信号线应采用屏蔽电缆，屏蔽层两端要接地；对于既有铠装又有屏蔽层的电缆，在室内应将铠装带与屏蔽层同时接地，而在另一端只将屏蔽层接地；电缆进入控制室内前水平埋地10m以上，埋地深

5、度应大于0．6m；非屏蔽电缆应套金属管并水平埋地10m以上，铁管两端也应接地屏蔽；架空音频电缆的牵引钢丝两端应进行接地，最大限度地减少引入高电压的可能性。　　2．4限幅　　限幅是在电源和信号回路与接地问安装防雷器件以限制电压幅值，起削峰的作用。在正常情况下，防雷器处于高阻状态，当被保护回路受雷击或感应出现瞬时脉冲电压时，防雷器立即在纳秒级时间内导通，将该脉冲电压短路到大地泄放，从而达到保护连接设备的目的。但该脉冲电压流过防雷器后，防雷器又变为高阻状态，从而不影响设备正常运行。　　2．5隔离　　保护与自动化系统、自动化与通信等接口环节都必须有防护措施，抑制传输过程中产生的各种干扰，才能使系统稳

6、定可靠运行。电源部分可以是逆变电源或直流电源；对于数字输入信号，大部分都采用光电隔离器，也有一些使用脉冲变压器和运算放大器隔离；对于数字输出信号也是主要采用光电隔离器。对于模拟量输入信号，可采用安装音频隔离变压器、光隔离器等进行隔离。对于计算机网络接口，可以采用专用的网络防雷器，距离较远或不同室之间通信应尽可能采用光纤进行传输。　　　自动化系统雷电过电压保护设计，应根据变电站自动化系统设备安装的具体情况，确定被保护对象和保护等级，做到统筹规划、整体设计。　　3．1一般规定　　(1)与自动化系统相连的电力电缆、通信缆线应采用金属屏蔽电缆或敷设在金属管内；　　(2)应注意对电涌保护器SPD的合理

7、设置，其保护水平应小于被保护设备的耐压，以达到逐级保护自动化设备的目的；　　(3)SPD的接地线应尽可能短。　　3．2SPD的选择　　选用SPD时，必须考虑变电站供电电源的不稳定等因素，对SPD的标称导通电压、标称放电电流、冲击通流容量、限制电压、残压等参数，根据工程的具体情况进行选择。　　3．3电源用SPD　　变电站采用的电源用模块式SPD，应具有劣化指示、损坏告警、遥信、模块替换、热容和过流保护等功能，响