陕西电网变电站二次系统设备防雷技术报告

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1、陕西电网变电站二次系统设备防雷技术报告项目单位：陕西电力科学研究院项目负责人：项目支持单位：德国OBO中国培训中心陕西中天网景科技有限公司2009年2月61目录1绪论22变电站二次系统设备雷电防护的必要性32.1国家相关法律、法规及文件要求32.1.1国家相关法律、法规32.1.2防雷相关文件要求32.2雷灾损害案例及趋势特征42.3雷击损害调查分析报告62.4小结73变电站二次系统设备损害的原因83.1内部过电压的产生机理和危害83.1.1内部过电压的产生机理83.1.2内部过电压的危害83.2雷电过

2、电压的产生机理和危害93.2.1雷电过电压在二次系统中的形成93.2.2雷电流的波形特征参数103.2.3雷电流的波形分析133.2.4典型雷电流冲击波破坏能力对比分析153.3雷电感应电磁环境及其危害173.3.1雷电感应电磁场对二次系统设备的影响183.3.2邻近雷击时变电站设备机房电磁场环境203.3.3雷击变电站建筑物时设备机房电磁场环境243.3.4变电站设备机房雷电感应电磁环境的危害分析293.3.5小结324变电站二次系统设备综合防护措施344.1防雷规范的要求344.2雷电防护区的划分3

3、54.3变电站雷暴情况的监测364.4防雷等级的划分384.5综合防护措施研究394.5.1屏蔽系统404.5.2等电位连接系统414.5.3综合布线系统424.5.4防雷接地系统434.6雷电感应屏蔽技术研究444.6.1屏蔽效果计算分析444.6.2设备机房电磁屏蔽效率分析474.7浪涌保护技术研究494.7.1浪涌保护器保护原理及性能要求494.7.2电源用浪涌保护器的设计与安装514.7.3信号用浪涌保护器的设计与安装554.8小结565结论与建议576参考文献59611绪论过电压与雷击电磁脉冲

4、是电力系统中一种经常出现的现象。IEEE研究表明，电力系统过电压的80%为内部系统造成，20%为雷电导致。二者出现的频度不同，但从危害表现来看，雷电导致的过电压却严重得多，损害也严重得多。然而内部系统导致的过电压常年与系统设备相伴，会造成设备的逐渐老化、失效，甚至损坏。因此，二者都不可小视，不得不防。此外，雷击发生时产生的强烈的电磁脉冲辐射，同样会给系统设备造成严重的后果。美国通用研究公司提供的研究报告表明，磁场脉冲超过0.07高斯，就可引起计算机失效，磁场脉冲超过2.4高斯就可以引起集成电路永久性损坏

5、。近二十余年来，随着自动化技术、计算机技术、通信技术的发展，变电站综合自动化技术得到了迅速发展和广泛的应用。与传统变电站二次系统比较，综合自动化变电站具有高可靠性、高质量供电、高自动化水平、控制电缆少、占地面积小、易于发现隐患并及时处理事故、维护调试方便、便于实现无人值守等优越性。然而，这些以微电子技术为基础的设备因其集成度高、工作电压低，耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力差，在变电站复杂的电磁环境下，很容易遭受雷电感应过电压、操作过电压和雷电电磁脉冲的危害。近年来在电力系统中频繁发生因过电压和雷击

6、电磁脉冲等原因造成微机保护和综合自动化系统模块损坏的事件。显然，相对于二次系统的快速发展，二次系统设备的防过电压和防雷击电磁脉冲辐射的工作是较为滞后的。随着国内、国际防雷工作者的不断交流和对防雷技术的深入研究，防雷产品不断的推陈出新，防雷工程的广泛实践应用，雷电防护工作取得了理想的效果。实践证明，防雷技术已经趋于完善，应该也有必要在各行业领域广泛应用，将雷电灾害减小到可承受范围之内。近年来，随着大量的雷击事故的发生，防雷工作已经得到国家和各行业主管部门的高度重视，防雷相关的法规、重要文件、标准都相继推出

7、。为此，开展变电站二次系统设备的雷电防护工作条件已经具备、时机已经成熟。612变电站二次系统设备雷电防护的必要性2.1国家相关法律、法规及文件要求变电站二次系统包含了大量的、高价值的弱电子设备，极易遭受过电压和雷击电磁脉冲的损害。变电站在电力供应系统中起着举足轻重的核心作用。因此，如何做好变电站二次系统的雷电防护工作，保障变电站的安全可靠运行，是一个非常重要的课题。2.1.1国家相关法律、法规1．2000年1月1日，《中华人民共和国气象法》正式施行，标志着我国防雷减灾工作进入全面发展阶段。从此，我国防雷

8、减灾工作步入法制化发展轨道。我国是世界上唯一将防雷工作纳入国家大法——《气象法》进行依法管理的国家。2．2004年《行政许可法》颁布实施后，《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》（国务院令第412号）第377项规定：“防雷装置检测、防雷工程专业设计、施工单位资质认定”的实施机关是“中国气象局和省、自治区、直辖市气象主管机构”，第378项规定：“防雷装置设计审核和竣工验收”的实施机关是“县以上地方气象主管机构”。3．2005年，