变电站二次设备雷害和防护浅谈

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1、变电站二次设备雷害和防护浅谈　　摘要：电力系统的重要组成部分变电站一直以来都深受着雷击的困扰，尤其现如今越来越多的高技术高费用的部件在变电站中的广泛运用，因此对变电站的二次设备做好防雷保护是至关重要的。笔者通过多年的工作经验总结了造成二次设备雷害的原因，并提出有效的保护措施，供相关人员借鉴。关键词：变电站；二次设备；雷害；保护措施中图分类号：TM41文献标识码：A一、雷害对变电站的危害从雷电对变电站危害过程上分，可分为直击雷和感应雷。直击雷，就是雷电直接击中物体。直击雷的破坏性很大，瞬态产生过高的电压和电流

2、。直击雷对于变电站可以造成线路跳闸、PT，CT等其它部件损坏、停运甚至爆炸，造成重大事故发生感应雷就是指直接雷击发生时由于电磁感应或静电感应而产生的雷击。感应雷的危害主要是它可沿导体将导体相连的电器设备损坏。与其相连的弱电系统电子元件较为敏感，所以感应雷主要造成弱电设备的损坏，集中表现在变电站的通信、调度、监控等各个方面上。二、变电站遭受雷击的途径和方式5雷击分为直击雷和感应雷，感应雷击会引起过电压，通过架空导线、天线等各导电线路将雷电引至设备内部，从而引起内部设备的损坏。由此可得感应雷是变电站的二次设备的

3、主要元凶，其主要表现在以下三方面：（一）感应雷击其主要分为静电感应和电磁感应两种，雷击时导致设备过压放电，直击雷为一次破坏，此为二次破坏。雷电流会在周围产生强烈的磁场，导致感应电流产生在周围的金属构件中，此种电流通常会向周围物体发电，导致火灾和爆炸，当联机设备导线上产生这种电流，其破坏程度很大。（二）电磁脉冲辐射其产生主要是闪电放电时，其电流非均匀变化的，这就有脉冲电流产生电磁波，这种电磁波随距离递减缓慢，电磁波在空间耦合到对瞬间电磁脉冲极其敏感的现代电子部件上，损坏设备使其无法正常工作。（三）雷电波的入侵

4、雷击中的直接雷或感应雷都可在导线或金属管道上产生过电压，这种过电压可以通过任何的导体从防雷区域外和未防护区域侵入变电站设备内部，造成二次破坏。三、变电站二次设备防雷技术措施5变电站中弱电设备抗过电压能力低，在夏季雷雨天极易受到雷电波的危害，造成设备损坏。过电压和感应过电压可能入侵弱电设备的电源系统进行危害，应在其上加装电源防雷保护器进行多级防护，将过电压降低到弱电设备承受水平以下，若信号线，网络线等导线引入控制室，加装信号防雷保护器，以确保自动化系统、远动设备及通信设备的正常工作。弱电设备的防雷保护是一个综

5、合性的问题，多年的工作经验告诉我们，在雷电的防护中从直击雷防护到接地、均压、屏蔽、限幅、分流等每一部分都必须严格把关认真对待，才能确保电力系统的安全运行。（一）接地与均压接地是提高二次设备防雷水平最普遍的方法，主要是因为其最直接、最有效的进行了防护，雷击产生的瞬间过高电流均可通过接地网导入大地，可靠的接地可有效的消除过高电压对二次设备造成危害。防雷规范中要求不同接地网接入不同的电阻值，考虑到供电公司的经济效益，最好降低接地电阻，这样能够有效限制地电位的升高（见表1）。考虑到地面电位要求其均匀分布，因此接地网

6、最好采用方孔地网，其网格大小要使的地电位分布均匀，防止局部电位升高。对于变电站的主控制楼、主厂房及其他同一层面四周铺设环形接地网，将同一房间内的设备就近牢固的连接到环形接地网上，防止非等电位的出现。完善的等电位可避免非等电位事故的发生。5接地与均压是共同进行的，所谓均压就是设置一闭环的接地母线带在同一层面、同一房间内的四周，将房间内的所有设备与管道等应分别直接就近牢固的连接到接地母线上，各点保证等电位。雷电流的幅值非常大会使周围与大地相通的零电位的物体产生旁侧闪络放电。造成两种危害，一种是导致装有易燃易爆物

7、的物体失火和爆炸，另一种是放电过程产生的脉冲电磁场造成的危害。完善的等电位可有效防止这些事故的发生。（二）屏蔽。屏蔽主要是防止任何形式电磁干扰。屏蔽可以达到限制某一区域内部的电磁能量往外传递和防止或降低外界电磁辐射能量向内转递。屏蔽分为三种，电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。（1）电场屏蔽或称为静电屏蔽，可以消除和减弱静电电场的干扰影响。（2）磁场屏蔽分为低频屏蔽和高频磁屏蔽两种，可有效地消除或减弱由电磁波耦合产生的影响。（3）电磁场屏蔽，一般用于电场、磁场同时存在的高频电磁场辐射区。对于雷电电磁脉冲在远场情

8、况下是作为平面电磁场传播的。因此，应同时考虑电场和磁场的屏蔽。（三）限幅5对于过电压可能侵入路径的所有端口，装上必要的防护设备。在弱电系统的信号出入线上安装多级防雷保护装置，使的冲击过电压被减弱到系统允许值以内。此外还应做到各种低压防雷器接线尽量短，直接安装在电路点上。（四）分流分流是以层次性原则为原则将雷电流能量向地面泄放。层次性原则就是依据所划分的防雷保护区分层分级对雷电能量进行泻放。将多余能量在到达信息系统