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《变电站二次设备的雷害分析及防护.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、[摘要]目前,新建变电站的设计方案中对微机综合自动化系统的防雷考虑不够,导致雷击时雷电波侵入二次设备和控制系统,造成设备损坏。文章阐述目前二次设备防雷中存在的问题,并提出详尽的防雷解决方案。 [关键词]防雷;变电;接地;二次设备 [作者简介]梁世平,广东电网公司高州供电局助理工程师,广东高州,525200 [中图分类号]TM64 [文献标识码]A [文章编号]1007-7723(2008)11-0142-0002 一、引言 近年来,随着微电子技术的不断发展,自动控制系统在电力行业
2、使用越来越广,人们在受益于微电子的极大方便的同时,也受到其一旦损坏就损失巨大的困扰。实际电力工程建设中,在建设自动控制系统的时候,往往对其防雷措施考虑不够,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。 2006年6月到2007年8月一年多的时间里,广东电网公司高州供电局内可查的由于雷击发生的弱电损坏就有四次之多。城东变电站线路落雷,造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备;云岭变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而损坏通信服务器和图像监控系统;良山变
3、电站的线路落雷造成大量的测控设备损坏;北郊变电站微波塔落雷,造成大量的保护、通讯设备损坏。经研究分析,这几次故障的主要原因是由于次设备发生雷击后在弱电设备造成的浪涌超过了二次设备承受的能力而造成的。浪涌的主要形式是电源浪涌、信号浪涌。而这种浪涌在新建或扩建设备时又往往不被重视,设计上没有专门的考虑。本文在介绍电力二次设备防雷的同时,还将探讨浪涌对二次设备的危害及预防措施。 二、存在问题 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
4、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
5、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。通过对变电站雷击事件的现场勘察了解,发现变电站在弱电设备防雷方面存在以下不足: 1、个别建筑物直击雷防护措施不合格,建筑物本身容易遭受直击雷破坏,雷电波经金属体入侵并危及建筑物内部的弱电设备; 2、变电站地网的接地电阻偏大,没有达到小于0.5Ω的国家标准的要求,遭雷击时地电压抬高偏大,干扰并损坏弱电设备; 3、部分弱电设备的外壳以及连接电缆的屏蔽线没有可靠接地,容易遭受雷电波的侵
6、入,引起过电压,造成设备损坏; 4、站内通过网络进行通讯,通讯线路长,在雷击时易感受雷电波,造成系统的损坏; 5、部分弱电设备的电源线、控制线和信号线没有安装相应的防雷器,遭受雷击时无法有效泄放入侵的雷电流,从而引起设备的损坏; 6、有些立于房顶和空阔地的闭路监视设备,没有安装接地装置,容易遭受直击雷的破坏。 三、防雷措施 根据国内外几十年防雷的实践经验,做好建筑物防雷工作的关键是贯彻DBSGP《电网通信及自动化防雷接地技术规程》的原则。DBSGP就是:分流、均压、接地、屏蔽和保
7、护技术。相对于建筑物防雷,变电站防雷系统是有其自身的特点的。仔细考察变电站现场,并且详细分析了典型的变电站设计图纸,发现屏蔽和保护是变电站防雷,尤其是二次回路防雷中容易忽视的措施。根据前面分析的二次回路中雷电造成破坏的几种形式,并结合DBSGP防雷技术,变电站二次回路防雷可以采取以下措施。 (一)外部防护 弱电设备的外部防护首先是使用建筑物的避雷针将主要的雷电流引入大地;其次是在将雷电流引入大地的时候尽量将雷电流分流,避免造成过电压危害设备;第三是利用建筑物中的金属部件以及钢筋作为不规则的
8、法拉第笼,起到一定的屏蔽作用。如果建筑物中的设备是低压电子逻辑系统、遥控、小功率信号电路的电器,则需要加装专门的屏蔽网,在整个屋面组成不大于5~5m,6~4m的网格,所有均压环采用避雷带等电位连接;第四是建筑物各点的电位均衡,避免由于电位差危害设备;第五是保障建筑物有良好的接地,降低雷击建筑物时接点电位损坏设备。(二)内部保护 从EMC(电磁兼容)的观点来看,防雷保护由外到内应划分为多级保护区。即根据电气、微电子设备的不同功能及不同受保护程度和所属保护层确定保护要点作分类保护;根
