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[關鍵詞]防雷保護；過電壓 ；接地技術

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）37-0244-01

一、變電站雷擊過電壓的分類

供電系統(tǒng)在正常運行時，電氣設備的絕緣處于電網(wǎng)的額定電壓作用之下，但是由于雷擊的原因，供配電系統(tǒng)中某些部分的電壓會大大超過正常狀態(tài)下的數(shù)值，通常情況下變電站雷擊有兩種情況：一是雷直擊于變電站的設備上，二是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。其具體表現(xiàn)形式如下

1.1 直擊雷過電壓

雷云直接擊中電力裝置時，形成強大的雷電流，雷電流在電力裝置上產生較高的電壓，雷電流通過物體時，將產生有破壞作用的熱效應和機械效應。

1.2 感應過電壓

當雷云在架空導線上方，由于靜電感應，在架空導線上積聚了大量的異性束縛電荷，在雷云對大地放電時，線路上的電荷被釋放，形成的自由電荷流向線路的兩端，產生很高的過電壓，此過電壓會對電力網(wǎng)絡造成危害。

1.3 雷電侵入波

架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站，是導致變電站雷害的主要原因，若不采取防護措施，勢必造成變電站電氣設備絕緣損壞，引發(fā)事故。防雷措施總體一般概括為2種： ①避免雷電波的進入； ②利用保護裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。

防雷保護措施應根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點安裝適宜的保護裝置。

二、變電站的防雷保護裝置

防雷保護裝置是指能使被保護的物體避免雷擊，而引雷本身，并順利地泄入大地的裝置。電力系統(tǒng)中最基本的防雷保護裝置有：避雷針、避雷線、避雷器和防雷接地裝置。避雷針和避雷線可以防止雷電直接擊中被保護物體，因此也稱作直擊雷保護；避雷器可以防止沿輸電線侵入變電所的雷電過電壓波，因此也稱作侵入波保護；接地裝置的作用是減少避雷針（線）或避雷器與大地（零電位）之間的電阻值，已達到降低雷擊過電壓幅值的目的。

2.1 避雷針（線）

避雷針（線）的保護原理是當雷云放電時使地面電場畸變，在避雷針（線）的頂端形成局部場強集中的空間以影響雷電先導放電的發(fā)展方向，使雷電對避雷針（線）放電，再經過接地裝置將雷電流引入大地，從而使被保護物體免遭雷擊。

2.2 避雷器

避雷器是一種過電壓限制器，它實質上是過電壓能量的吸收器，它與被保護設備并聯(lián)運行，當作用電壓超過一定幅值以后避雷器總是先動作，泄放大量能量，限制過電壓，保護電氣設備。

2.3 防雷接地裝置

防雷接地裝置是用來將雷電流順利泄入地下，以減少它所引起的過電壓。各種防雷保護裝置（避雷針、避雷線、避雷器）都必須配以合適的接地裝置，將雷電泄入大地，才能有效的發(fā)揮其保護作用。

三、變電站的防雷保護

3.1 變電站的直擊雷保護

為了防止變電站遭受直接雷擊，需安裝避雷針、避雷線和鋪設良好的接地網(wǎng)。裝設避雷針（線）應該使變電站的所有設備和建筑物處于保護范圍內。還應該使被保護物體與避雷針（線）之間留有一定的距離，因為雷直擊避雷針（線）瞬間的地電位可能提高。如果這一距離不夠大，則有可能在它們之間發(fā)生放電，這一現(xiàn)象稱避雷針（線）對電氣設備的反擊或逆閃絡。逆閃絡一旦出現(xiàn)，高電位將加到電氣設備上，有可能導致設備絕緣的損壞。為了避免這一情況發(fā)生，被保護物體與避雷針（線）間在空氣中以及地下接地裝置間應有足夠的距離，這是變電所的直擊雷防護設計的主要內容。

避雷針的裝設可分為獨立避雷針和構架避雷針兩種。

3.2 變電站的雷電侵入波保護

變電站限制雷電侵入波的主要措施是裝設避雷器，避雷器動作后，可將侵入波幅值加以限制，使變壓器受到保護。已在輸電線上形成的雷閃過電壓，會沿輸電線路運動至變電站的母線上，并對與母線有聯(lián)接的電氣設備構成威脅。 在母線上裝設避雷器是限制雷電侵入波過電壓的主要措施。

3.3 變電站的進線段保護

所謂變電站的進線段保護就是在鄰近變電站1-2km處裝設避雷器，以使雷直擊變電站附近的導線時，限制侵入波的陡度和幅值。當沿線路全長架設避雷線時，則這段線路應有更高的耐雷水平，以減少進線段內繞擊和反擊的概率。

3.4 變電站的變壓器中性點保護

對于35～60kv中性點不接地或經大電感接地電網(wǎng)中的變壓器，其中性點是全絕緣的，一般不需要保護。對于110kv及以上中性點有效接地系統(tǒng)，其中一部分是不接地的，一般應在中性點加裝一臺避雷針。

四、變電站防雷保護的計算

避雷針和避雷線這兩種裝置都是通過攔截措施，改變雷電波的入地路徑從而起到直擊雷保護的作用。小變電所多采用獨立避雷針大變電所多在變電站構架上采用避雷針或避雷線，也或者可以兩者相結合。直接雷保護的主要措施是安裝避雷針。下面主要介紹避雷針（線）的保護范圍。

避雷針保護范圍 （1）首先介紹單根避雷針的保護范圍，如圖1。

Rx和hx表示為水平面上的保護半徑

h≤30m時，θ=45°

在被保護物高度水平面上，其保護半徑為

其中 其中

式中，p為高度修正系數(shù)，當h≤30m時，p=1；

當30

（2）多支避雷針：工程上多采用兩支或多支避雷針以擴大保護范圍。

等高雙避雷針的聯(lián)合保護范圍要比兩針各自保護范圍的和要大。避雷針的外側保護范圍同樣有單支避雷針的保護范圍決定，而擊于兩針之間單針保護范圍邊緣外側的雷，可能被相鄰避雷針吸引而擊于其上，從而使兩針間保護范圍加大，如圖2所示。

五、結論

隨著科技發(fā)展，生產和生活用電量越來越大，電已經成為最重要的資源之一。如何保證電力的供應對于國民經濟發(fā)展和人民生活水平的提高都有非常重要的意義。雷擊事故是電力供應部門最重要的災害之一。在變電站的防雷擊保護中，如何防雷顯得十分重要，防雷擊技術的研究已經取得了很大的發(fā)展，變電站防雷的保護措施會越來越多。在實際中，變電站的防雷保護是一個系統(tǒng)工程，需要因地制宜根據(jù)不同區(qū)域的地形地貌和氣候特點，合理地選擇防雷保護措施。嚴格按防雷接地規(guī)程辦事，應用新技術新裝置，采取綜合性的防雷措施是確保變電站極大減少雷害的重要手段。

參考文獻

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關鍵詞：電氣設備 雷電來源 裝設原則防雷措施

為保護變電站電氣設備的安全，采取有效的防雷措施是非常必要的，同時，對防雷設備的不斷改善也是防雷害的重要手段。不完善的防雷措施，將會在雷電環(huán)境下導致雷擊事故，致使變電站發(fā)生事故，造成大面積停電，給人民生產生活帶來諸多不便，所以，對變電站防雷保護措施的安全可靠性提出了更高的要求。

一、變電站遭受雷擊來源

帶電荷的雷云接觸摩擦往往產生雷電現(xiàn)象。雷云底部通常帶有負電荷，頂部帶有正電荷，因不同雷云通常帶有大量不同電荷，所以，雷云之間、雷云與大地之間就形成了強大的電磁場。若電場強度超過空氣擊穿強度時候，空氣開始形成游離狀態(tài)并放電，產生閃電和雷鳴。雷電放電現(xiàn)象多發(fā)生在雷云之間，雷云電位估計量在100MV以上，放電電流往往可達幾十千安甚至上百千安，高溫可達兩萬攝氏度以上。雷擊變電站主要通過以下兩種方式：一是變電站電氣設備直接遭受雷擊；二是雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波通過架空線路侵入變電站，對變電站電氣設備構成危害。

二、雷電過電壓造成危害

雷電過電壓的危害通?？煞譃橹睋衾走^電壓和感應雷過電壓兩種。其中，直擊雷過電壓，即為雷電直接對電氣設備放電導致的過電壓。直擊雷過電壓通?？蛇_上千千伏，因此，過電壓直擊于輸電線路或變電設備上都會產生閃絡，嚴重時還會導致火災甚至爆炸。但在高壓配電線路中，因廠房和高建筑物對雷電有屏蔽作用，所以雷電直擊的幾率比較小。感應過電壓的幅值常在500kV以下，所以靜電感應在35kV或運行電壓更高的輸電線路中不易產生閃絡。但此感應電壓在線路中流動時會產生強大電流，發(fā)出大量的熱量并熔化導體，同時，也會產生較大機械效應，使線路倒桿或桿塔受到損壞。若此感應電壓沖擊波通過輸電線路侵入變電站內的變壓器繞組，將會產生嚴重的絕緣破壞。

三、防雷擊措施

變電站站內雷擊對象主要分為三大類：(1)變電站內電工裝置，其中主要包括配電裝置、組合導線及母線橋等裝置；(2)變電站內需專門防護的高大建筑物及構筑物；(3)不需專門防護的建筑物及構筑物。

防止雷擊的主要保護設備有避雷線、避雷針及避雷器。對于直擊雷的危害，變電站通常采取裝設避雷針方式，在變電站一定距離內，有時采用架設避雷線的方式解決。雷電感應產生過電壓和直擊雷產生過電壓形成的雷電波通過傳輸線路進入變電站內電氣設備，致使變電站重要設備遭受雷害，為避免雷害造成電氣設備的絕緣損壞引發(fā)嚴重事故，及時采取有效防護措施是非常必要的。為限制入侵雷電波的幅值，在變電站內裝設避雷器是十分有效的防護措施。同時為限制流經避雷器的電流過大常常在變電站進線路段安裝避雷線作為保護。

避雷技術、短路保護也是變電站最重要的保護手段，接地裝置能有效地將直擊雷、感應雷、及高低壓短路形成的電位差導入大地，有效防止各種事故的發(fā)生。

避雷針的裝設原則

為防止設備遭受雷擊，所有需被保護的設備一定要處于避雷針能保護范圍之內。在雷擊避雷針瞬間，避雷針與地面間電位差極高，如若被保護設備與避雷針間絕緣距離不夠，將會導致避雷針與被保護裝置之間發(fā)生放電，雷電波的高電位加至被保護設備上，造成嚴重事故。這種放電現(xiàn)象稱為反擊。能避免反擊發(fā)生的最小距離即為避雷針安全距離，避雷針在裝設過程中定要大于安全距離。對于35 kV以下的變電站，絕緣水平往往較低，所以需要安裝獨立的避雷針，同時避雷針的裝設也定要滿足不發(fā)生反擊的安裝原則。對電壓等級較高的變電站，因其絕緣水平較高，可將避雷針直接裝在配電裝置構架上。在避雷針配電裝置構架上，還應安裝輔助接地裝置，使其與變電站接地網(wǎng)中的連接點至主變壓器的接地裝置與變電站接地網(wǎng)連接點的電器距離大于15米。使其能夠在雷擊避雷針時，產生的高電位在向地傳輸過程中逐漸衰減，迫使雷電波侵入到接地點時不會造成反擊事故。因變壓器是變電站中重要的電氣設備，且其絕緣性能較弱，因此不應該在變壓器門型構架上裝設避雷針。

通常情況下，變電站出線的第一桿塔至變電站配電裝置的距離較遠，該情況下，若將變電站桿塔上避雷線引至變電站構架上，不僅能夠有效保護該段線路，同時比避雷針的保護更加經濟適用。相比避雷針的保護能力來說，避雷線兩端具有分流作用，在遭受雷擊時候，避雷線會比避雷針引起的電位升高小一些。所以，對于高電壓配電裝置，可將線路引至變電站出線門型構架上，從土壤電阻率方面考慮，對電阻率大于1000歐姆*米的地區(qū)，應集中裝設接地裝置。對35至60kV配電裝置且土壤電阻率小于500歐姆*米的地區(qū)，可在集中裝設接地裝置的同時，將避雷線引至出線門型構架上。對于電阻率大于500歐姆*米的地區(qū)，避雷線終點將定于線路終端桿塔上面，同時采用避雷針對進變電站的線路進行保護。

（二）變電站內接地網(wǎng)鋪設原則

為起到雷電流泄流、故障電流泄流及工作接地的作用，通常采用接地網(wǎng)的方式達到以上工作要求。

1.雷電流泄流。

雷電流能量頻譜明顯比工頻電流高出許多，在雷電流泄流瞬間，電位差高低取決于電流變化率產生感抗的大小。雷電流的時間尺度為微秒，相對來說電阻電壓降是非常小的。因雷電流放電頻率是工頻電流的上千倍，所以感抗在此顯得尤為重要。

2.故障電流的泄流。

故障電流以低頻段的工頻電流為主，時間尺度數(shù)量級為秒極，因其電感阻抗極小，則電阻阻抗成為考慮的主要因素。在電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合的規(guī)范要求中，有明確的技術規(guī)定。

3.工作接地。

地面作為設備工作的零電位參考點，能夠使電氣裝置或設備的非截流金屬部分保持零電位。為保持設備零電位不發(fā)生變化，常采用共用接地概念，即把所有的接地系統(tǒng)連接起來。

結合以上論述，接地網(wǎng)設計過程中，首先應確認設計的主要目的，同時要滿足設計的基本要求。實際設計過程當中，對同時存在多個目的的接地網(wǎng)設計，要分析具體的情況再確定設計要點和基本原則。

4.接地和接地電阻。

1）接地意義。接地即把導體通過連接導線連接到大地，并與大地中的地網(wǎng)和接地極相連接。接地能夠使電氣設備的零電位固定在大地，安全的泄放故障電流和雷電流，能有效地防止地電位大幅度升高，保證人員和設備的安全，同時，對設備和系統(tǒng)穩(wěn)定性保護也具有十分重要的意義。

2）接地電阻。接地電阻是接地系統(tǒng)中最重要的組成部分。由三部分構成：連接器與連接導體電阻；連接土壤與接地導體間電阻；接地導體周圍散流電阻。其中，對接地影響最重要的則為土壤散流電阻，其影響因素最為復雜。影響因素主要包括土壤土質含水量、接地體尺寸、形狀，接地系統(tǒng)的設計情況能夠決定是否可以以最低造價取得最小的接地電阻值，因此接地系統(tǒng)的設計是地網(wǎng)設計的關鍵。

在進行防雷接地的設計過程中，一定要按照相關標準嚴格執(zhí)行，對變電站接地電阻也要定期測量。對于達不到規(guī)定要求的接地電阻，務必要及時改進，避免在工作過程中造成危害。在變電站中長期使用的金屬接地導體，有壽命短、易腐蝕、高阻抗等缺陷，在新時期已受到很大挑戰(zhàn)，為避免傳統(tǒng)金屬接地導體的缺陷，現(xiàn)推薦一種采用金屬極芯和穩(wěn)定性良好的非金屬導體材料制成的“高效長壽接地極”，有效克服了傳統(tǒng)金屬接地導體的諸多弊端。

作為電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，變電站一旦遭受雷擊事故，會導致大規(guī)模、大面積停電現(xiàn)象，對社會生產和人民日常生活帶來諸多不便，嚴重影響社會秩序。所以，變電站的防雷保護措施是十分重要的，也是不可忽視的，設計單位和建設部門在變電站建設與維護工作中都必須嚴格對待，加以重視。

參考文獻：

[1]葛東芳，鐘達文.電力工程設計手冊[M].水利電力出版社.2006

[2]袁小華.電力工程[M].中國電力出版社.2008

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關鍵詞：變電站自動化系統(tǒng) 過電壓 雷電電磁脈沖 防雷保護

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0105-01

從20世紀50年代起，變電站二次系統(tǒng)的防雷保護采用避雷針、避雷器及自動合閘等多道防線，達到對變電站進行防護的目的。隨著變電站自動化設備的廣泛應用，特別是計算機技術、通訊技術、控制技術的發(fā)展和廣泛應用，變電站的自動化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機信息網(wǎng)絡系統(tǒng)、繼電保護系統(tǒng)等二次系統(tǒng)大量采用高度集成化的CMOS電路和CPU單元的電子設備。高度集成化的電子設備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成二次系統(tǒng)設備的繼電拒動的事故、保護誤動，嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行。因此，對變電站采取更好的保護措施，面受過電壓或電磁干擾的損壞，是非常必要的。

1 變電站自動化系統(tǒng)防雷保護分析

1.1 防雷保護原則

自動化系統(tǒng)的防雷，應綜合運用各項技術，如攔截、均壓、分流、屏蔽、接地和保護、濾波等，構成一個完整的防雷體系；應滿足雷電防護分區(qū)、分級確定的防雷等級要求；需要保護的電子信息系統(tǒng)必須接地保護措施與等電位連接。

1.2 防護對象

110 kV變電站的綜合自動化系統(tǒng)。

1.3 雷擊環(huán)境與雷擊隱患

根據(jù)當?shù)貧v年氣象資料的統(tǒng)計，年平均雷暴日為45 d左右，屬雷電高發(fā)自然環(huán)境區(qū)域。

1.4 變電站雷電電磁脈沖防護等級分類分析

綜合自動化變電站廣泛應用了微電子技術為主的遠動裝置、繼電保護及通信網(wǎng)絡，這些高科技的自動化系統(tǒng)設備耐過電壓過電流水平顯著下降，因此，變電站一旦遭到雷擊，將造成大面積的停電，給社會生產和人民生活帶來不便，造成較大的經濟損失，且社會影響嚴重。

根據(jù)常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)雷害風險分析計算，建筑物年預計雷擊次數(shù)為0.079，大于0.06次/年，根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》規(guī)定，變電站確定為第二類防雷建筑物。

根據(jù)GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》和GB9361-88《計算站場地安全要求》，對常規(guī)變電站自動化系統(tǒng)雷害風險分析計算，變電站信息系統(tǒng)雷電電磁脈沖防護可確定為A級。

1.5 防雷區(qū)劃分

1.5.1 建筑物防雷區(qū)劃分原則

在GB50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》中規(guī)定了雷電防護區(qū)應劃分。將需要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)，是為了規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位連接點的位置，從而決定位于該區(qū)域內的電子設備采用何種電涌保護器在何處以何種方式實現(xiàn)與共用接地體等電位聯(lián)結。

1.5.2 變電站自動化系統(tǒng)防雷區(qū)劃分

根據(jù)GB50057-94《建筑物防雷設計規(guī)范》，變電站自動化系統(tǒng)按一般原則確定具體防雷區(qū)：引入交流所用電屏的供電線路處于LPZOB和LPZ1區(qū)交界處；引入充電屏、通信電源、逆變器等的供電線路處于LPZ1和LPZ2區(qū)交界處；引入各保護屏、通信設備的直流供電電源處于LPZ2和LPZ3區(qū)；從室外引入的各種信號電纜如電壓互感器、電流互感器、高頻信號、RS485數(shù)據(jù)傳輸信號處于防雷區(qū)處于LPZOB和LPZ1區(qū)交界處；室內的各種信號傳輸電纜處于LPZ1和LPZ2區(qū)交界處。

1.6 自動化系統(tǒng)雷電過電壓防護

1.6.1 配電線路過電壓防護

為確保工作人員以及系統(tǒng)設備的安全，防止由配電線路引入的雷害，從交流電力網(wǎng)高壓線路開始，到自動化設備電源入口端，室內電源應采用分級措施。

根據(jù)IEC61312的原則，信息系統(tǒng)（計算機、通信和各類電子系統(tǒng)）的供電線路上應設置多級防雷保護措施，一般為三級配置，從而讓過電壓能承受的水平。

1.6.2 信號線路過電壓防護

數(shù)據(jù)傳輸線路、衛(wèi)星（微波）通信天饋線路、計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸線路等對防雷電電涌有更高要求，感應雷擊是計算機網(wǎng)絡雷害事故的主要原因。因此，必須在系統(tǒng)或設備的各進出傳輸線路安裝相應的電涌保護器（SPD），一旦線纜上感應過電壓（或遭直接雷擊），由于SPD的作用，系統(tǒng)和設備的各端口電壓大致達到相等水平（即等電位），從而保護系統(tǒng)或設備免遭損壞。

2 變電站自動化系統(tǒng)防雷保護方案

2.1 電涌保護器選擇原則

2.1.1 電源電涌保護器的選擇

電源電涌保護器必須能承受預期通過它們的雷電流，并應符合以下兩個附加要求：通過電涌時的最大箝壓，有能力熄滅在雷電流通過后產生的工頻續(xù)流。

2.1.2 信息系統(tǒng)電涌保護器的選擇

信息系統(tǒng)電涌保護器的選擇，應根據(jù)線路的工作頻率、傳輸介質、傳輸速率、傳輸帶寬、工作電壓、接口形式、特性阻抗等參數(shù)、選用電壓駐波比和插入損耗小的適配的浪涌保護器。

2.2 變電站自動化系統(tǒng)防雷保護方案

2.2.1 交流采樣、開關量回路

電壓互感器和電流互感器二次線，還有提供開關量給保護測控裝置及五防使用，該回路上安裝電涌保護器。

2.2.2 配電回路

在變電站所用電屏、直流屏、后臺機的UPS配電回路安裝電源電涌保護器。

2.2.3 通信回路

在變電站主控室的通信回路主要有：光纖通訊，GPS天饋線、RS485信號控制線、CAN網(wǎng)電纜連接到10 kV饋線測控、電話撥號音頻與MODEM連接線，以上的連接電纜安裝信息系統(tǒng)電涌保護器。

3 結語

隨著我國電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，變電站自動化設備的廣泛應用，防雷保護技術更加強調全方位防護、綜合治理、層層設防。變電站綜合自動化系統(tǒng)的防雷及過電壓保護是一個系統(tǒng)工程，必須有整體防護的思想，采用屏蔽，均壓，分流的各個保護，全方面的防雷措施。

參考文獻

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關鍵詞：變電站 二次設備 防雷保護

前言

隨著科學技術的日新月異，變電站綜合自動化系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中得到了飛速的發(fā)展和廣泛的應用，變電站的二次防雷問題逐漸引起重視。一方面變電站綜合自動化系統(tǒng)內部各個子系統(tǒng)芯片高度集成化、電路復雜化，造成設備耐壓、耐過流水平下降，對雷電的承受能力下降。另一方面信號來源路徑增多，雷電的入侵途徑也增多，使得變電站二次設備受雷擊損壞的事件也不斷增加。如何提高變電站二次防雷水平作為一個迫切問題擺在我們面前。

一、封開局二次設備受雷損壞數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2010年封開地區(qū)變電站二次防雷改造前變電站遭受雷擊造成二次設備毀損的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

導致二次設備被雷擊損壞的可能原因是二次設備產品自身制造質量問題嗎？但是無論哪個廠家設備出廠前都必須做過試驗經過檢驗及格后方可出廠。因此變電站二次設備頻繁遭受雷擊損壞并不在于產品自身制造問題，而是在于變電站二次設備防雷設計問題上。

二、變電站二次設備雷電入侵途徑和表現(xiàn)

雷電干擾是變電站所受干擾的重要因素，特別是對于二次系統(tǒng)而言，閃電的電磁脈沖輻射危害極大。從作用原理來講，變電站受到雷擊從而破壞二次系統(tǒng)有一個比較復雜的作用路徑：雷電入侵變電站后使避雷器發(fā)生動作，電流通過變電站地網(wǎng)進入大地，但同時也引起了變電站地網(wǎng)電位升高。由于變電站各種二次設備對地電位不相等，由此形成地網(wǎng)電位差，該電位差通過電源中性點形成回路，導致反擊引起設備損壞。雷電入侵變電站二次系統(tǒng)主要有以下幾個途徑：（1）雷電從電源線入侵。雷電波由站用變或一些外場設備經由交流母線和直流母線分散到各用電設備。（2）雷電從通信線路和天饋線入侵。通信電纜與綜合自動化系統(tǒng)設備直接連接，且大多通信電纜無論是載波還是光纖大多為架空線架設，遭受直雷擊的概率較大。（3）雷電放電時強大的電磁場。直接與一次設備連接的二次線路、從高壓室進入保護室的電纜感應到雷擊產生的電磁場從而產生過電壓直接傳到二次設備引起設備損壞。（4）地電位反擊。二次設備電源是由變電站所用變壓器供給的，在正常情況下，各二次設備的電壓就等于電源供給的電壓。當發(fā)生雷擊的時候，由于各二次設備分布在不同的位置，且設備外殼就近接地，其接地點與雷擊點產生水平距離，由于各自距離的不同，各分布點的電位則不同，而次設備接地點與電源點的電位差也不同，這就導致地網(wǎng)電位差的產生。

三、目前變電站二次防雷現(xiàn)狀及存在問題

1、電源部分：電力線是雷電進入而次設備的主要途徑，變電站站內用電進入主控室和通信機房的配電系統(tǒng)必須采取安全、可靠的防雷保護措施，但是目前大部分變電站站內的交流配電屏、直流電源屏、UPS電源屏都沒有安裝浪涌保護器或者只設置一級防護浪涌保護器。2、通信系統(tǒng)：通信信號線是與外界實現(xiàn)通信聯(lián)系的主要途徑，這些與外界聯(lián)系的通信線路與機房的終端設備相接，比較容易將雷電帶入到二次設備，有沒有有效的防雷措施。3、二次回路：TV和TA二次線從湖外高壓場引入到主控室的各種二次設備缺少防雷保護措施，極易從一次系統(tǒng)感應雷擊。還有開關場的開關量經220V或48V引入到保護測控裝置，該引入線感應雷擊波的概率就比較大，無有效的防雷保護措施。

四、變電站二次防雷改造

針對雷擊入侵變電站的主要途徑和目前變電站的現(xiàn)狀采取相應的防護措施。

1、多級引流防護：在薄弱環(huán)節(jié)安裝SPD，通過SPD的接地線將雷電流引入地下，通過在線路各級安裝SPD分步減少雷擊電流的傳導，將雷電流最大限度地控制在二次設備可承受的范圍之內，確保設備穩(wěn)定運行。主要措施有：1）交流站用電屏：作為變電站唯一的交流總輸入、輸出設備，應在交流屏兩路輸入380V進線電源端安裝SPD，作為交流站用電系統(tǒng)中電源進線的第1級防護，將雷擊產生的大電流瞬間泄放入地，在交流屏兩段輸出母線處安裝SPD，作為第2級防護，將第1級SPD未泄放完的雷擊電流瞬間瀉放入地。2）直流屏、通信電源屏、保護測控屏等的交、直流輸入端安裝SPD，另外，直流站用電屏輸出母線上加裝SPD，串聯(lián)安裝在直流線路上，作為第3級防護。一方面是抑制室內電源線上的感應過電壓，另一方面是將第2級SPD未瀉放完的雷電流瞬間瀉放入地。3）逆變電源屏：由于后臺監(jiān)控系統(tǒng)、五防系統(tǒng)等的需要，必須將交流電轉換成直流電。因此，為防止雷擊電流對其影響，在逆變電源側加裝SPD，作為第4級防護，將第3級SPD未瀉放完的雷擊電流瞬間瀉放入地。4）信號用SPD：站內各屏之間的通信線，在靠近保護設備端安裝SPD。

2、等電位：將變電站內機柜、二次設備的金屬外殼、屏蔽線外層、安全保護地和SPD接地端等連接起來，再與等電位網(wǎng)做好連接，形成變電站內所有二次設備等電位，防止發(fā)生地電位反擊現(xiàn)象，可有限制過電壓，保護二次設備不會損壞。

3、接地、屏蔽：屏蔽是指把雷擊電磁脈沖從空間感應入侵的通道加以阻斷，對信息系統(tǒng)中信號線路采用屏蔽線可大大減少雷擊感應的可能。在機房建設中，利用建筑物鋼筋網(wǎng)和其他金屬材料，使機房形成一個屏蔽籠，用以防止外來電磁波感應過電壓。具體措施有以下1）變電站綜合自動化系統(tǒng)及其它二次設備應采用共地系統(tǒng)，接入變電站主接地網(wǎng)。2）主控室接地網(wǎng)將各盤柜內地線通過接地銅排首尾相連形成環(huán)網(wǎng)，接地銅排截面積不小于100M.3）需要接到各接地網(wǎng)的二次設備主要有：自動化設備機箱、保護、測控裝置機箱，自動化系統(tǒng)、保護、測控裝置的隔離變壓器（如采樣系統(tǒng)用的測量TA和TV，直流逆變電源隔離變等）屏蔽層，二次電纜屏蔽層、鎧裝層（采用兩端接地方式），后臺監(jiān)控計算機機箱、UPS電源機箱。二次設備盤柜（如保護屏、測控屏）、端子箱應直接接地。線路TA和CVT二次回路采用就近接地，母線TA，CVT二次回路采用主控室接地，與母線TA和CVT二次回路有電聯(lián)系的所有TA和CVT二次回路應共同一點在主控室接地。

五、結束語

依據(jù)現(xiàn)代防雷技術，2011年封開供電局建立了封開地區(qū)變電站二次防雷改造項目，對封開的所有綜自站進行了二次防雷改造。改造至今，變電站的二次設備經受了兩年雷雨期的考驗，取得了很好的效果，二次設備受雷擊損壞的概率明顯下降，說明了防雷改造的效果。

參考文獻

[1]Q/GD001 1122.03-2007廣東電網(wǎng)公司變電站二次系統(tǒng)防雷接地規(guī)范

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關鍵詞：微機保護和自動化裝置；二次系統(tǒng)；防雷。

中圖分類號：U665文獻標識碼： A

引言

近年來，隨著電力系統(tǒng)的不斷改造及科學技術的發(fā)展，特別是計算機技術的發(fā)展，變電站微機綜合自動化系統(tǒng)以其獨特的優(yōu)勢在電力系統(tǒng)中被廣泛的應用。變電站實現(xiàn)綜合自動化不僅為變電站實現(xiàn)無人值守和配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化奠定了基礎，而且也為電網(wǎng)提供更安全.經濟可靠和高質量的電能創(chuàng)造了條件。

變電站實現(xiàn)綜合自動化是傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)的重大變革，其裝置形式，功能配置以及操作方法都發(fā)生了根本的變化。利用多臺計算機和大規(guī)模集成電路裝置組成的自動化系統(tǒng)，代替了常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替了控制屏，代替了中央信號系統(tǒng)和遠動屏機常規(guī)的繼電保護。但是，對于使用超大規(guī)模集成電路，運行電壓值只有數(shù)伏，信號電流僅為微安級的微機裝置與以往電磁式保護裝置相比，耐熱容量要小，對尖峰脈沖的耐受能力比較脆弱，特別是雷擊過電壓的暫態(tài)沖擊會造成變電站二次系統(tǒng)嚴重損壞，甚至造成監(jiān)控系統(tǒng)癱瘓，嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行。

1.低壓二次系統(tǒng)存在的問題

范縣供電局管轄的電網(wǎng)有110kv變電站4座，35kv變電站10座，由于變電站原來是按常規(guī)站設計，標準比較低，設計時未考慮低壓系統(tǒng)防雷。近幾年以來，變電站低壓系統(tǒng)、綜自系統(tǒng)、后臺系統(tǒng)不同程度遭受到二次雷電波的侵襲，造成低壓二次設備燒壞，比較嚴重的就先后發(fā)生了四次由于雷電波通過站用變低壓側和兩路引出的通信電纜入侵，致使調度通道機、遠動柜的電源插件、RTU信號插件、UPS和后臺監(jiān)控微機都受到了不同程度的損壞，已經影響到系統(tǒng)的安全運行，而雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預測性更是微機系統(tǒng)的“天敵”。

2、原因分析

隨著電子及技術的迅速發(fā)展，雷電擊各種浪涌信號通過供配電線路和網(wǎng)絡通訊傳輸線路造成的危害越來越大，由于在網(wǎng)絡系統(tǒng)內集中了大量的微電子設備，而微電子設備所固有的特殊性，比如速度快、精度高、抗干擾能力差、過壓過流保護能力及其脆弱，對其工作環(huán)境的要求越來越高。雷電以及大型設備的瞬間過電壓、過電流會通過電源線，信號傳輸線等導體，是儲存的信號或數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚至使電子設備產生誤動或暫時癱瘓，系統(tǒng)停頓，數(shù)據(jù)圖像傳輸暫停，網(wǎng)絡遭到破壞。

雷電和浪涌并非只是在遭受雷擊時才會出現(xiàn)危害，實際上感應雷和強浪涌是經常會發(fā)生的，比如網(wǎng)絡系統(tǒng)臨近區(qū)域內大負載用電產生的開關閉合以及大量設備開關而產生的浪涌（操作過電壓、過電流），對于脆弱的電子設備始終都存在著潛在的威脅。據(jù)統(tǒng)計，設備遭受感應雷擊和雷電流侵入的事故要比設備遭受直擊雷事故多70%以上。雷擊往往造成通信線路完全中斷或通信質量明顯下降。因此，必須重視雷電對通信網(wǎng)絡線路的危害，并及時采取有效的防雷措施，確保通信暢通。因范縣據(jù)所轄區(qū)域變電站屬濮陽雷電流易發(fā)區(qū)，且臨近區(qū)域大負載用電開關閉合頻繁極易遭到感應雷擊，造成系統(tǒng)癱瘓。雷電防護就是要切斷雷電和浪涌進入的途徑，也就是從供電和通訊兩條途徑（即線路）切斷侵入網(wǎng)絡的強浪涌；對于實際情況，通過分析雷電入侵途徑，有必要對變電站低壓電源系統(tǒng)的雷電干擾進行系統(tǒng)、深入的研究，找出在低壓電源系統(tǒng)防雷方面存在的問題和不足，并進行改造和完善。

我局所轄變電站在高壓系統(tǒng)的防雷保護方面是比較完善的，防直擊雷有避雷針，110kv及以上線路架空地線保護，35kv線路有進線段保護，10kv線路有出線避雷器保護體系。但在400v低壓系統(tǒng)上的防雷措施都不夠完善，存在較多問題和不足，如低壓交流、直流配電線路是雷電及過電壓進入電子設備的主要途徑，并未采取安全、可靠的防雷保護措施；通信線路上感應雷擊強度雖然比電力線上的要低，但通信接口（GPS 無饋線RS232、 RJ45、RJ117等）的耐過流能力較低，仍然存在很大的感應雷擊隱患；交流采樣，開關量回路TV和TA二次線從戶外高壓場引入到主控室的各種二次設備，沒有防雷保護措施，極易從一次系統(tǒng)感應雷擊，還有開關場的開關量經直流220V或48V引入到保護裝置或監(jiān)控后臺機，提供開關、刀閘、等開關量給保護裝置和監(jiān)控及五防使用，該引線較易感應到雷電流，感應雷電的幾率較大，也無防雷保護措施，以及部分自動化控制設備接地不符合規(guī)范要求。

以及部分自動化控制設備接地不符合規(guī)范要求。

3、解決方案及對策

在二次系統(tǒng)易遭受雷擊的變電站低壓交流系統(tǒng)加裝三級防雷模塊，在直流系統(tǒng)總饋線開關加裝防雷模塊；在信號傳輸線路連接的設備通信口側安裝信號浪涌保護器（SPD）進行防雷保護。

交流電源系統(tǒng)SPD基本配置；考慮到局下屬的變電站雷暴環(huán)境和其他因素，在低壓交流電源的SPD配置采用2-3級保護，每個SPD保護范圍一般不超過30m，超過則需再設置SPD。一般第一級標稱放電電流最大，裝設了帶雷擊技術功能的SPD。各級SPD宜具有劣化指標功能。第一級安裝于三相交流配電總屏（進線柜）內，主要是泄放大雷電流；第二級安裝于交流分屏（包括整流屏）內，主要用于限制雷擊引起的瞬態(tài)過電壓；第三級安裝于重要設備電源入庫處，主要是當前端安裝的SPD所得的電壓保護水平加上其兩端引線的感應過電壓以及反射波效應不足以保護遠端設備時，在該遠端設備處加裝了第三級防雷裝置，保護該設備。

信號系統(tǒng)防雷裝置：在信號傳輸線路連接的設備通信口側安裝信號浪涌保護器（SPD）進行防雷保護。通信線防雷：在通信線進入設備之前串聯(lián)安裝了過電壓保護器，抑制沿線路傳導的過電壓對設備造成危害，可滿足ADSL、ISDN、DDN幀中繼模擬電話線等多種通信線路的防雷保護。

直流電源SPD基本配置：在低壓交流側安裝SPD后，根據(jù)規(guī)范要求，在直流側各總饋出線開關處也安裝SPD。

4結論

通過將近一年多的實踐檢驗，自我局在低壓二次系統(tǒng)安裝了浪涌保護器、防雷插座等防雷模塊后，該四個變電站系統(tǒng)運行正常，再未發(fā)生過調度通道機、遠動柜的電源插件、RTU信號插件、UPS和后臺監(jiān)控微機遭雷擊而損壞的現(xiàn)象。我局將逐步實施，在一些重要機房的低壓二次系統(tǒng)全部裝設防雷模塊，確保低壓二次系統(tǒng)的正常運行，為電網(wǎng)提供安全、可靠、穩(wěn)定的電源，確保電網(wǎng)安全生產。

篇6

【關鍵詞】變電站 二次設備 防雷技術

隨著電力設備自動化改造的深入，綜合自動化設備電子技術的不斷發(fā)展，精密電子設備、微電子技術的廣泛應用不斷增多，雷電對變電站各系統(tǒng)設備的危害越發(fā)突出。一方面變電站自動化系統(tǒng)等設備核心元件耐過電流、雷電壓的水平越來越低，敏感性提高；另一方面由于信號來源路徑增多， 系統(tǒng)較以前更易遭受雷電波侵入，致使雷電災害頻繁發(fā)生， 特別是雷電多發(fā)區(qū)，輕者導致性能下降，重者造成系統(tǒng)損壞雷擊事故。嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行。

1 防雷設施認識誤區(qū)

許多電力工作人員都認為安裝避雷針（塔）、避雷帶、架空地線能防護二次系統(tǒng)設備遭受雷電干擾。其實不然，避雷針（塔）、避雷帶、架空地線為直擊雷保護裝置，主要是為了保護外部建筑設施以及高壓線路免受直擊雷引起的事故及人生安全。同時，當雷電直接擊中室外的電源線、信號線、通信線路雷電流就會沿著這些線路侵入室內設備，燒毀設備。高壓線路避雷器也不能滿足變電站二次系統(tǒng)設備的雷電防護需求，高壓線路避雷器的限制電壓（雷電流通過后的殘壓）很高，遠遠大于變電站二次系統(tǒng)設備的電壓承受值，因此高壓線路避雷器對變電站二次系統(tǒng)設備不能起到有效的雷電防護作用。有些二次設備自身帶有一級防雷裝置，但是大多設備自身帶有的防雷裝置通流容量較小，是按照防雷逐級防護原理的最后一級設計的，當遇到較大的浪涌電流，必須要有前兩級防雷裝置的配合下才能正常工作，否則自身會因承受不了強大的浪涌沖擊而損壞，因此說單憑設備自身帶有的防雷裝置不能起到很好的防雷效果。

2 雷擊故障原因

分析發(fā)現(xiàn)變電站在弱電設備防雷方面主要存在以下不足：個別建筑物直擊雷防護措施不合格，建筑物本身容易遭受直擊雷破壞，雷電波經金屬體入侵并危及建筑物內部的弱電設備。變電站地網(wǎng)的接地電阻偏大，沒有達到小于 0.5歐姆的國家標準要求，遭雷擊時地電壓抬高偏大，干擾并損壞弱電設備。部分弱電設備的外殼以及連接電纜的屏蔽線沒有可靠接地，容易遭受雷電波的侵入，引起過電壓，造成設備損壞。站內通過網(wǎng)絡進行通訊，通訊線路長，在雷擊時易感受雷電波，造成系統(tǒng)的損壞。大部分弱電設備的電源線、控制線和信號線沒有安裝相應的防雷器（spd），即使加裝了部分防雷裝置，也因為設計不合理、spd選型不符合、分級不完善、技術參數(shù)不匹配、安裝位置不準確、無整體系統(tǒng)意識等原因。有些立于房頂和空闊地的閉路監(jiān)視設備，沒有安裝接地裝置，容易遭受直擊雷的破壞。

3 雷電波入侵的途徑

在變電站內，雷電波一般通過以下途徑入侵： gps衛(wèi)星天線；監(jiān)控視頻線、控制線、電源線；室外通信線纜； pt線路、各測控線路；環(huán)路感應過電壓；變壓器低壓側電源線路；直擊雷電流通過接地裝置時所產生的電位差，形成雷電反擊。

4 雷電防護措施

電力系統(tǒng)變電站外部防雷設施基本完善，現(xiàn)有設施基本能滿足外部防雷需求，目前主要考慮內部防雷系統(tǒng)及雷電過電壓防護措施。

4.1 等電位連接

將機房內各設備金屬外殼、水管、暖氣片等金屬管道以及機房內所有無源金屬體連接至接地匯流排，消除其相互間的電位差。

4.2 合理布線

為防止不同電壓等級的電源線、信號線相互間的電磁干擾。對不同電壓等級的電源線、信號線分類布置，其相互間隔需滿足安全距離，所有進出室內的線纜須使用鎧裝電纜或穿金屬管埋地通過，其金屬外皮實行兩端接地。

4.3 接地系統(tǒng)

首先在保證機房接地系統(tǒng)的接地電阻符合防雷要求的基礎上，還要防止可能存在的由接地系統(tǒng)的多元化而造成的在接地系統(tǒng)中產生電位差，防止反擊雷入侵。

4.4 雷電過電壓防護

過電壓是在雷電放電、開關過程以及靜電放電時形成并沿線竄入的，其可能對電子信息系統(tǒng)造成危害的入侵渠道主要是：電源線、測控線、通信線和接地線。雷電過電壓防護的基本原理是在瞬態(tài)過電壓的極短時間

，在被保護區(qū)域內的所有導電部件之間建立一個等電位，這種導電部件包括了供電系統(tǒng)的有源線路和信號傳輸線，也就是說為了對電子信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖的防護，要用一種現(xiàn)代高科技電涌防護器（spd）設置在供電、信號線路上，使在極短的時間（ns級）內，將可能產生高達千安級的雷電流從電源傳輸線和信號傳輸線分流或傳導入地。其防護要點如下：

4.4.1電源部分

在交流電源線路加裝spd，并采用三級逐級泄流方式進行防護，使其限制電壓低于所保護設備的瞬間耐壓值，以保證所保護設備不遭受雷電以及各種因素引起的強電流、高電壓的侵害。

在直流電源線路加裝與電壓相匹配的直流spd， 使其限制電壓低于所保護設備的瞬間耐壓值，以保證所保護設備不遭受雷電以及各種因素引起的強電流、高電壓的侵害。

4.4.2信號部分

在有可能遭受雷電干擾以及其它電磁感應的信號線路加裝信號防雷裝置。使其限制電壓低于所保護設備的瞬間耐壓值，以保證所保護設備不遭受雷電以及各種因素引起的強電流、高電壓的侵害。

5 防雷器（spd）工作原理及選型標準

5.1 防雷器工作原理

防雷器（spd）是防止過電壓的。工作原理是：防雷器的泄流器件與設備母線并聯(lián)，防雷器會根據(jù)被保護設備的耐壓值設定一個浪涌啟動電壓，當母線電壓正常時，防雷器處于休眠狀態(tài)，此時的母線與地隔離，母線對地絕緣，當母線電壓不正常（包括雷電過電壓和內部過電壓），達到或超過防雷器的啟動電壓時，防雷器動作，使母線接地，釋放電流。過電壓時間一般很短。過電壓作用過去后，流過避雷器的電流是工頻續(xù)流，要求防雷器這時能可靠切斷工頻續(xù)流，使母線對地隔離。這時防雷器又恢復到原來的休眠狀態(tài)。

5.2 防雷器選型標準

依據(jù)《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術規(guī)范》gb50343-2004和《gb50057-2010_建筑物防雷設計規(guī)范》對防雷器各參數(shù)值要求，并結合變電站的實際現(xiàn)場情況，各防雷器及主要輔助器材主要參數(shù)選型如表1、表2、表3。

6 結束語

由于二次設備總體防雷方案是按照現(xiàn)有設備對防雷等級的要求綜合進行設計的，結合現(xiàn)運行變電站的特點，對需要改造的變電站現(xiàn)運行二次設備進行了綜合檢查，對現(xiàn)有防雷保護設施、接地電阻等進行了現(xiàn)場測試，對可能存在雷電波入侵區(qū)域、設備進行了全面考慮，充分考慮了各類二次設備的耐壓水平、工作電壓、電流以及各電源線、信號線的布線特點，并按照當?shù)氐睦妆┤蘸屠纂娀顒犹攸c綜合考慮，多方面入手，形成一個整體的、系統(tǒng)的綜合防雷系統(tǒng)。方案實施后再沒有發(fā)生雷害及過電壓燒損設備事件，二次設備防雷技術改造取得了明顯效果。

篇7

關鍵詞：變電所 土建工程 施工

隨著社會經濟的不斷持續(xù)快速增長，電力供需矛盾也不斷突出。近年來，電力企業(yè)新建了大量的變電所。這些變電所的建成，對電網(wǎng)的供電結構、電網(wǎng)供電可靠性、降低供線損等方面都起到了積極作用。

一、變電所土建工程施工常見問題

1.土方平衡達不到優(yōu)化

變電所工程的土地規(guī)劃往往以盡量少占良田為原則，一般所址選在山坡、荒地、水塘等地勢起伏較大的地塊，從而使場地平整、擋土墻、建構筑物、電纜溝的基礎土方、留置利用的耕植土等土方挖填量難以準確掌握。同時，影響所內的土方最優(yōu)平衡方案的確定。

2.擋土墻施工不規(guī)范

變電所工程通常設計的擋土墻為漿砌塊石擋土墻，在施工時操作人員對漿砌塊石的操作規(guī)程及質量標準不太清楚，憑個人經驗來控制施工質量的現(xiàn)象時有發(fā)生；施工技術管理人員對這方面的知識也欠缺，特別是擋土墻的拉結石設置、泄水孔安放、塊石的排列、石塊空隙填嵌方法等一些砌筑構造方面的規(guī)定不太清楚，造成漿砌塊石擋土墻的質量失控。

3.土建與電氣配合工作不到位

變電所土建工程是送變電安裝的先決條件，是變電所投產安全運行的基礎工作。隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，變電所的建設周期大幅度縮短，而與電氣安裝有關的預埋件（管）、預留洞、防雷接地等施工質量及與電氣安裝施工進度的配合尤為重要，在土建施工時不僅要符合土建設計文件要求更要滿足電氣安裝的要求。

4.施工部署針對性不強

變電所工程施工部署中應充分考慮接地網(wǎng)、施工道路、進所與所內道路、電纜溝、主控樓、接地變消弧線圈室、就地繼電器及35 kV屋內配電裝置樓、220（110）kV構支架基礎的施工流程，特別是建、構筑物基礎土方開挖的時間不當，將直接影響下道工序的正常施工。其次，建筑物基礎階段應同時將基礎部分內的設備基礎及電纜溝一起完成，反之會造成不必要重復勞動及機械、材料損失。

5.回填土質量下降

地基和基礎是變電所工程中很重要的一個部分，特別是軟土地基和回填土處理時，必須保證分層回填、夯實的質量，使處理后的土層有足夠的強度和穩(wěn)定性，基土不能產生破壞和較大的變形，否則將會使建、構筑物遭受破壞，從而威脅到變電所的正常運行。

二、質量控制措施

1.主體框架的施工質量控制

（1）模板工程：模板工程制作時首先要保證結構部分的形狀、尺寸及相互間位置的準確性，其次要求摸扳本身要具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，從而保證在混凝土自重、施工荷載及混凝土側壓力的作用下不破壞、不變形。同時對現(xiàn)存大量采用大坍落度商品混凝土的狀況，尤其需要注意模板的接縫的嚴密性，防止漏漿。

（2）鋼筋工程：鋼筋工程的好壞直接影響到整個土建工程的安全性、可靠性，鋼筋工程首先要控制好原材料。要有好的鋼筋工程首先要保證鋼筋的質量良好，凡施焊的各種鋼筋、鋼板均應有質量證明書；焊條、焊劑應有產品合格證。一批鋼筋要進入施工現(xiàn)場必須要有試驗報告和材質單，進入現(xiàn)場后還要按國家標準中的規(guī)定做復檢，復檢合格后這批鋼筋才可以用于工程。

（3）混凝土工程：混凝土質量的好壞，對結構物的安全、使用壽命、造價有很大影響，因此在施工中我們必須對混凝土的施工質量有足夠的重視。目前大多市區(qū)變電所主題工程均采用商品混凝土，施工單位根據(jù)施工圖紙要求，確定混凝土標號和各個結構部位的混凝土用量，在經過模板、鋼筋、預埋件、預留孔、暗埋管道、接地等工種的核對及驗收工作后，進入混凝土澆注，為了保證高柱子澆注時產生混凝土離析現(xiàn)象，就要控制混凝土的澆注高度，同時要先給柱子座漿。澆搗時要注意振搗工作，因為混凝土的強度、抗凍性、抗?jié)B性以及耐久性均與混凝土的密實度有關，所以在振搗時要注意振搗時間、振搗間距和振搗方式，澆注完成后要重視混凝上的養(yǎng)護和控制拆模時間。

2.墻面抹灰工程的質量控制

抹灰工程具有提高墻體抗風、雨、雪、日曬及腐蝕介質侵蝕能力，保護墻體，通過觀感、體型及色彩變化，裝飾立面，同時可增強墻體的保溫、隔熱、防潮及隔音作用。同樣施工處理不好也會產生墻面裂縫、空鼓、脫落、表面粗糙、起泡等質量通病。

為了防止這些質量通病的產生，施工時，要按施工要點，認真處理基體，澆水濕潤墻面，砂漿必須使用合格材料，砂漿稠度、保水性及粘結力等指標應符合規(guī)定要求，目前南方的沙普遍偏細，施工時要嚴格按照實驗室配合比拌制砂漿，施工中，分次抹灰厚度不能超過規(guī)定厚度，凡大于8mm的分層厚度，均應分兩次涂抹，對于較光滑的混凝土表面，不應抹灰找平，應剔鑿平整后，局部修理，滿刮膩子，對于混凝工和磚墻接合處，應先鋪設細鋼絲網(wǎng)，分層進行抹平。

3.預埋件工程的質量控制

變電所的預埋件施工質量不同于一般工業(yè)廠房的預埋件質量要求，它不僅要滿足建筑安裝工程施工規(guī)范要求，更要滿足于電力部門的設備安裝施工規(guī)范要求。在施工時，先要熟悉了解變電所預埋件的種類，認真查看圖紙，在施工圖上標注清楚，不要漏埋。

對于直接埋置在建筑地面的預埋件，施工時可先在模板上標注位置后，在模板上固定螺栓，待混凝土澆注完畢后，通過水平儀控制高層，將預埋件上鉆孔焊接在螺栓上。

對于預埋在預埋件上的槽鋼，可先在混凝土澆注前預埋好預埋件，在做建筑地面前再做槽鋼埋置工作，這樣做可以避免槽鋼移位和施工損壞現(xiàn)象。槽鋼埋置前先要對采購的槽鋼進行加工和矯正工作，防止起翹的槽鋼直接用于工程，長度大于6m的槽鋼埋置時，可先在預埋位置兩端預埋件上焊接兩段鋼筋，通過水平儀在鋼筋上測定預埋高層后，焊接人員通過拉線埋置槽鋼。

4.預留孔洞的質量控制

在施工前，作業(yè)人員先要熟悉變電所工程的工藝流程，認真核對施工圖紙，在技術交底時要說明白透徹，現(xiàn)場施工時，技術人員、質監(jiān)人員和監(jiān)理工程師要實時檢查，防止漏留、錯留，在現(xiàn)澆樓板上預留孔洞時，可先在模板上用墨線彈出預留的位置，在保證預留孔洞內徑的前提下，用同樣大小相對較硬的泡沫固定在模板上，混凝土澆注完畢達到拆模要求后鑿去，清理孔壁后用純水泥漿修整完成。

篇8

關鍵詞：電極保護；變電站；防雷接地；作用研究

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A

目前，在變電站防雷接地中，最常見的技術就是接地網(wǎng)，但電力系統(tǒng)在快速發(fā)展的過程中，也得到了很大的進步，同時在防雷接地網(wǎng)的安全維護中也遇到了巨大的挑戰(zhàn)，金屬在地下經常被腐蝕，使得整個變電站系統(tǒng)的保護功能以失敗而告終。為了能更好的利用防雷接地網(wǎng)，前提就是解決這一挑戰(zhàn)問題，在經過工作人員研究之后，發(fā)現(xiàn)了陰極電極保護技術，該技術不僅投資小，而且效果也非常好，操作起來還方便敏捷，并且無論實在國內的變電站防雷接地中還是國外的變電站防雷接地中，都得到了普及。

一、分析變電站的防雷接地技術

1 變電站的防雷接地技術

在變電站的防雷接地技術中，根據(jù)作用方式的不同將其分為兩種，第一種是通過特定的防雷防護裝置而將雷引入到接地網(wǎng)中來完成變電站防雷接地的保護工作；第二種是預防雷電的侵入，但在本文中，研究和分析的是第一種，通過特定的防雷防護裝置而將雷引入到接地網(wǎng)中。這里所使用的防雷防護裝置是接閃器，它可以對電流執(zhí)行攔截和導引的作用，具體的裝置就是避雷線和避雷針。在一些小型的變電站中，只需要使用避雷針就可以達到防雷的效果了，但是在一些大型的變電站中，不僅要在架構上安裝一些避雷線或者是避雷針，還要嚴格設置引流線的參數(shù)，這樣才能完成變電站的防雷工作。而接地線是連接在屏蔽設施和被保護對象之間的引線，在變電站工作時期電阻要在1Ω以下，它主要有主接地線、分接地線以及等電位連接板三種接地線。

2 變電站防雷接地中的防腐蝕方法

根據(jù)上述的論述可知，在變電站的防雷接地中，面對的最大挑戰(zhàn)就是腐蝕問題。首先，從材料的角度出發(fā)，如果將原來的材料碳鋼替換成鋼，則會減少材料的腐蝕度，但由于鋼的價格非常昂貴，使得變電站防雷接地中的防腐蝕技術再次失敗。其次，如果在接地網(wǎng)的材料表面涂上一層抗腐蝕的材料，就會減少腐蝕，但是這種方法需要耗費大量的時間和金錢。最后的一種防腐蝕技術則是本文論述的重點，利用陰極電極保護技術，該技術不僅投資小，而且操作起來也非常簡單，下文就對該技術進行探討和分析。

二、分析陰極電極保護技術

1 原理

對于陰極電極保護技術的原理，是對被保護的金屬不斷的補充電子，避免在金屬原子失去電子之后溶入到溶液里，并出現(xiàn)負電位的現(xiàn)象，而在變電站防雷接地中，是利用陰極電極保護技術對接地網(wǎng)進行不斷地補充電子，進而形成一個大型的陰極，這個過程就稱為陰極電極保護。對不同陰極的保護根據(jù)實現(xiàn)的方法不同而分成了兩種，分別是外加電流法和犧牲陽極法。

所謂外加電流法，是在陰極保護的同時將電源的負極和被保護的對象相連接，使得其電位比周圍環(huán)境的電位低，進而形成陰極，最后達到一個避免被保護的金屬被腐蝕的目的。但這種陰極電極保護的方法主要用在土壤的電阻率很高的環(huán)境，或者是大型的變電站中。具體的外加電流陰極電極保護的原理圖如圖1所示。

所謂犧牲陽極保護法，它是與電位比被保護金屬更低的金屬相連，然后將電子通過轉移的方式轉到被保護金屬上，形成犧牲陽極的陰極保護，在實際的應用中，主要用到的陽極金屬主要是鎂以及鎂合金陽極，和鋅合金陽極。這種方法相對上一種方法來說比較方便，并且還不需要外界的電源，在運行時也不會有干擾的現(xiàn)象產生，但這種方法還有一個缺點，使用壽命相對較短，只有3到5年的時間，并且有時還會在陽極表面有一層硬殼產生，該硬殼不僅不導電，還會對電子的輸出產生阻礙作用，進而會導致整個保護以失敗告終。

導致保護失敗的主要原因有以下兩種，一是陽極所在地區(qū)的土壤電阻率較高；二是陽極的金屬不滿足所規(guī)定的要求。所以，犧牲陽極保護法只適用于變電站的規(guī)模較小的情況或者是周圍土壤的電阻率比100歐姆小的環(huán)境。具體的犧牲陽極保護法的原理圖如圖2所示。

2 分析兩種陰極電極保護技術在使用中所要注意的方面

在現(xiàn)實的防護中，無論是外加電流保護法還是犧牲陽極保護法都需要特別注意的地方，進而才能讓整個的保護效果更完美。

在采用犧牲陽極保護法時，首先要測定該環(huán)境周圍的土壤電阻率以及在不同時間內的變化范圍，其次就要根據(jù)測出的電阻率來選擇作為犧牲陽極的金屬材料。下表是鎂和鋅陽極的性能表，可以通過下表來選擇陽極金屬的材料，但如果所測出土壤的電阻率大于100歐姆時，建議不選擇這種保護方法。

通過上表選完陽極的金屬之后，就到計算整體保護的面積以及陰極總電流的時候，而這些計算的依據(jù)是根據(jù)變電站防雷接地網(wǎng)中的碳鋼結構以及外形的尺寸。但對于計算總電流，則還可以根據(jù)土壤腐蝕性所規(guī)定的最小電流計算。而陰極保護的電位可以根據(jù)接地網(wǎng)的自然腐蝕電位而決定，將其左移250MV～300MV或者可以直接規(guī)定為-850MV，對于電位的選擇，只要能將電流密度保證到最小，則就可以不用考慮電位了。在上述所有理論值計算完之后，就可以決定陽極的質量和個數(shù)等各種參數(shù)了，最后才是確定用陰極電極保護技術來保護整個變電站防雷接地系統(tǒng)的安全性和可靠性。

三、陰極電極保護在變電站防雷接地中的施工

1 施工需要注意的問題

首先，對于犧牲陽極的材料，在選擇和設計時必須要符合國家規(guī)定的標準，而且還需要專業(yè)的工司或人員來完成。

其次，對于施工的方案和程序，不僅要滿足國家規(guī)定的標準，還要符合專業(yè)的設計要求。

2 兩種保護技術的優(yōu)缺點分析

對于犧牲陽極保護法，優(yōu)點是不需要外加電源就可以工作，并且干擾小，管理和維護都比較簡單，運行時電流的分布也比較均勻，效率也高，整個工程隊伍的投資和總體的保護長度成正比；其缺點是必須有高質量的覆蓋層，保護的電流不能實現(xiàn)控制，而且還不適用于較高的土壤電阻率環(huán)境中，對于陽極的金屬材料還必須要定期的更換才能完成。

對于外加電流保護法，對外界環(huán)境的電阻率無影響，所需要的覆蓋物質量不用太高，對大型的變電站和工程量較大的環(huán)境都適合，輸出的電流可以隨意控制，并且使用的壽命還較長，不需要更換仍然可以繼續(xù)再用。其缺點首先是需要外加電源才可以運行，對周圍金屬建筑物的干擾也會產生較大的影響，其次還需要定期的管理和維護。在實際的應用中，可以根據(jù)變電站防雷接地的具體情況來選擇適當?shù)谋Ｗo技術。

四、陰極電極保護在變電站防雷接地中的應用實例

無論是國內還是國外，陰極電極保護在變電站防雷接地中的應用都受到了認可。例如，在浙江省臺州市，110KV的海保變電站在2005年就將陰極電極保護技術應用到防雷接地中，在2007年，將第一批腐蝕試片挖出時，卻未發(fā)現(xiàn)有明顯腐蝕的地方。而在一些沿海地區(qū)，即使氣候潮濕容易腐蝕，但陰極電極保護在變電站防雷接地中也受到了應用，例如1982年建立的內蒙古包頭市的橋西變電站，在未引進陰極電極保護技術之前，需要經常維修，并且還要填補接地網(wǎng)附近的腐蝕坑，而2009年，該變電站采用了陰極電極保護技術，經過一年的使用之后，挖出測試片進行分析時，卻發(fā)現(xiàn)測試片的腐蝕速度僅是未保護測試片的1/3，抗腐蝕的效果非常明顯。

結語

通過本文對陰極電極保護在變電站防雷接地中的作用，我們可以總結出陰極電極保護技術不僅可以降低腐蝕速度，同時還能為接地網(wǎng)提供穩(wěn)定性，最后達到接地網(wǎng)使用壽命延長的效果，這為電力系統(tǒng)的正常運行提供了保證。

參考文獻

[1]張建德，劉鐵.500kV雙河變電站接地網(wǎng)陰極保護運行分析[J].湖北電力，2011（06）：57-58.

篇9

【關鍵詞】變電站；二次；防雷；措施

1.引言

近年來，廬江電網(wǎng)飛速發(fā)展，隨著變電站無人值班改造的深入，我公司變電站綜合自動化率已達到百分百，綜合自動化改造后，微機保護裝置替代了原來的電磁式保護，大量的高度集成的弱電子設備在變電站保護、通信以及遠動領域中得到廣泛應用，但經過一段時間運行，變電站二次設備遭受雷電沖擊而損壞的事故在我公司時有發(fā)生，雷電對變電站二次系統(tǒng)設備的危害越發(fā)突出，造成難以估算的經濟損失，嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行。如何采取有效的防雷保護措施，保障電網(wǎng)正?？煽康倪\行，這是擺在我們面前的一個新課題。

2.案例分析

下面結合我公司近年來發(fā)生的幾起典型的二次設備雷害事故，做些淺顯的探討，通過剖析變電站綜自改造過程中二次系統(tǒng)防雷存在的疏漏和薄弱環(huán)節(jié)，探尋雷電入侵變電站二次系統(tǒng)的主要途徑以及相應的防雷技術措施。

案例1：2007年春季，我公司110千伏缺口變遭受雷擊，二樓主控室RTU總控單元（屬早期綜自裝置）損壞，一樓通信機房內光端機遠動串行通信口（RS232/422等）打壞，導致設備通訊中斷，實時監(jiān)控信息無法上傳。

案例2：2008年6月某日，雷電造成35千伏湯池變5臺微機保護測控裝置黑屏，通訊總控單元通訊接口擊壞，兩只數(shù)字式計量電表燒毀，3條線路誤動跳閘，導致整座變電站通訊中斷、數(shù)條線路停電的重大損失！變電站基本癱瘓。

廬江屬丘陵地帶，地下多有礦藏，雷電頻繁，而且雷擊強度大、持續(xù)時間長，導致近年來廬江電網(wǎng)雷擊事故頻頻發(fā)生，造成難以估算的經濟損失，給公司帶來很壞的社會負面影響。同一變電站多次遭受雷擊重創(chuàng)，引起了公司領導的高度重視，責成筆者組成專題小組破解110千伏缺口變屢遭雷害的原因，攻克綜自變電站防雷的技術難題。以此契機，筆者對綜自變電站二次防雷有粗淺的見解和重新的認識：

雷電入侵綜自變電站二次設備不外乎三個途徑：

（1）雷電通過交、直流電源電路進入設備，造成微機保護測控裝置、通信系統(tǒng)等的電源部分燒毀，這是占比例最多的一種雷電危害。

案例3中雷電過電壓就是沿35千伏線路通過1#站用變（1#站變接在35千伏缺裴聯(lián)絡線上），經過站用變高壓側避雷器削峰平波后，其殘壓與電源電壓疊加后耦合到低壓所變屏，再經過低壓電源回路進入設備，擊壞RTU總控單元以及后臺監(jiān)控機、UPS電源、空調等的的電源部分。但雷電何以通過層層障礙，直擊二次設備呢？起初，我們也一片茫然百思不得其解。我們對缺口變雷害的形成及雷電入侵的途徑作了分析、判斷和艱苦的探尋工作。

（2）感應雷過電壓通過信號線進入二次設備，造成其通訊接口部分的損壞，也是常見的一種雷電危害。

案例1就屬于類似的雷電波入侵。由于變電站綜自改造中不嚴格遵守施工規(guī)范，信號電纜無屏蔽，電力電纜也無屏蔽或屏蔽不好，兩電纜之間未遠離，信號線與強電的電力電纜平行敷設，雷電波通過電力電纜時就在信號電纜中產生感應過電壓，從而進入二次系統(tǒng)損壞設備。

（3）通過PT、CT以及開關量回路也是將雷電過電壓引入電力二次設備的主要途徑之一。

PT、CT一次側與變電站的高壓部分相連，高壓線路上的雷擊過電壓（高壓線路遭直接雷擊或被感應雷電所產生的過電壓）經過流變或圧變傳到二次側，進入保護測控裝置，損害電力保護、測控裝置等的對應部分，使二次設備遭雷擊誤動作或損壞。案例2的一部分保護、測控裝置以及電能表的損壞就是因為上述情況引起的。

這一方面，我們采取的防范措施是：

（1）保證PT、CT二次側可靠接地和消諧裝置的正常運行。

（2）PT、CT均處于強電回路中，其二次線從戶外高電壓場引入到主控室的各種二次設備，無有效的防雷保護措施，極易從一次系統(tǒng)感應雷擊，應該同電源防護一樣進行分級防護，所以，我們在電壓互感器的低壓側、電壓互感器線路進入測控屏處安裝電涌保護器。如此，經過雙層保護，使從互感器竄入的雷電流基本能夠控制在線路能夠承受的額度之內，從而保證了整個系統(tǒng)的正常運行。

（3）開關量回路的隔離：變電站綜合自動化系統(tǒng)開關量主要是斷路器、隔離開關的輔助觸點和主變壓器分頭位置等。這些斷路器和隔離開關都處于強電回路中，必然會受強電回路雷擊、操作過電壓的影響。因此，開關量回路要采取光電耦合器隔離措施。

3.二次系統(tǒng)綜合防雷技術措施

筆者針對我公司綜自變電站二次系統(tǒng)的實際情況，結合改造成果和一段時間來積累的運行經驗，對變電站的二次系統(tǒng)過電壓防護提出一些個人見解和粗淺的綜合防雷技術措施，與各位同行共享，以達到共同提高：

（1）提高對綜自變電站接地重要性的認識

變電站的主控室是綜自二次設備集中擺放的地方，其接地網(wǎng)要與主接地網(wǎng)可靠連接，綜自屏柜與接地槽鋼要滿焊，謹防個別屏柜接地不良，造成人身傷亡和設備的損壞。變電站電纜溝內的接地體比地埋更易腐蝕，造成接地扁鐵接地效果差、壽命短等缺陷，為防止局部電位升高，在電纜溝內要設置接地帶、在電纜溝附近要設置與電纜溝平行的水平均壓帶以改善電纜溝的電位均勻。

接地是綜自變電站防雷的關鍵所在，不要只重防雷，忽視接地，對接地的重要性必須有一個深刻的認識。

（2）建立低壓配電系統(tǒng)的三級防護體系

1）在低壓所變屏的進線側安裝容量足夠的浪涌保護器一套，作為電源部分的一級防護。我公司使用的是KJRX60-B/4M型浪涌保護器，技術指標為：電壓380V、保護水平2500V、通流容量80kA、8/20ms沖擊波形、響應時間≤25ns。

2）在逆變電源的輸入端安裝壓敏電阻，能對電路中出現(xiàn)的瞬間浪涌電壓脈沖起到削峰和箝位的作用，可以有效地防止過電壓對設備的損害。我公司綜自改造中，通信及后臺監(jiān)控機等需交流電源的設備接入逆變電源，逆變電源由直流屏輸入，本身具有穩(wěn)壓、隔離作用，起到又一級防護作用。

3）直流220V電源是變電站微機保護測控裝置的控制、操作電源和二次設備工作電源，因此，直流電源的可靠、穩(wěn)定是變電站安全穩(wěn)定運行的基礎。為從根本上解決雷擊對直流系統(tǒng)的損害，進而造成二次系統(tǒng)微機保護裝置電源、直流端口損壞，在直流屏的交流輸入端加裝一套浪涌保護器。

低壓配電系統(tǒng)的三級防護是建立在高壓避雷的基礎上，通過低壓電源逐級的防護，將雷電過電壓層層衰減，從而將雷電流最大限度的控制在自動化裝置允許的耐受范圍之內，以確保設備穩(wěn)定運行。

（3）重視施工改造過程中的細節(jié)

1）施工改造過程中二次回路布線時，無論是信號電纜（包括網(wǎng)線）、控制或電力電纜均應使用屏蔽電纜，電纜的屏蔽層兩端接地，對電場耦合和磁耦合都有顯著的削弱作用。

2）充分考慮強、弱信號電纜的隔離，強、弱信號不應使用一根電纜，電纜溝或電纜豎井排布時，應將電纜分層、分壓，信號電纜應盡量避開電力電纜，盡量增大與電力電纜的距離，并盡量減少平行長度。另外，注意的細節(jié)是強、弱電電纜不能與避雷針、大樓等的接地引下線靠得太近，減少互感耦合，避免過電壓由互感耦合侵入。

3）采取隔離防范措施，隨著高度自動化、高集成的運行電壓只有數(shù)伏、信號電流僅為微安級的微機裝置的應用，雷電對變電站二次設備的影響日顯突出。變電站綜合自動化改造后，我公司變電站通信全部實現(xiàn)光纖化，且使用的是非金屬光纜，切斷了雷電入侵二次設備的一個主要渠道。另外，在光端機遠動RS232口、485以及CAN等數(shù)據(jù)通訊接口之間加裝光電隔離器，在通訊總控單元接入數(shù)字通道模塊等隔離措施，以起到大大削弱雷電感應電壓的作用。

4.結束語

通過以上技術措施的采取，我公司變電站組成一套完整的立體的防雷網(wǎng)絡，卡住雷電侵入的各種途徑，從近一段時間的運行來看，所采取的措施是得力的，成效是顯著的，大大降低綜自變電站雷電的危害，提高了我公司電網(wǎng)安全運行水平，達到了防雷減災的目的。

參考文獻

篇10

【關鍵詞】防雷；綜合自動化；方案

1、前言

對于微型計算機系統(tǒng)而言，其沖擊抵抗能力以及干擾抵抗能力是其在輸變電行業(yè)極其惡劣的環(huán)境下進行應用的過程中最薄弱的兩個環(huán)節(jié)。并且雷電因為其本身的不可預測性以及超高的電壓幅值，使其成為了現(xiàn)在計算機系統(tǒng)最可怕的“天敵”。當整個雷電降落在輸電線路的周邊區(qū)域時，會使得輸電線路中形成高達數(shù)千伏的瞬態(tài)電壓，并且這股電壓會隨著輸電線路對變電站內部造成極為可怕的毀滅性打擊。在下文中，筆者就自動化變電站內部的二次設備受到雷擊的作用實際的情況進行簡單的分析，并且對相應的防雷措施進行簡單的說明。

2、遭受雷電攻擊最為主要的原因分析

（1）簡析：雷電波侵入全過程

對于雷電波而言，其一般情況下是通過變電站內部的線路（10kV）實現(xiàn)對母線（10kV）的入侵，其次再經由10kV使用的變壓器低壓繞組以及高壓繞組之間的電磁進行耦合以后，成功的闖進低壓，并出現(xiàn)浪涌。在整個過程匯總，經過了線路（10kV）避雷器，母線上的避雷器以及所有的變避雷器的三級削峰，其次再一次的經過變低壓饋線所產生的拼搏作用，雖然相應的電壓幅值在這個時候得到一定程度的降低，很大一部分雷電本身的能量都得到了一定程度的消除，但是雷電波本身的能量都極高，電壓也極高，并且因為在避雷器等相關的設備在技術上還存在一定的局限性以及不完善，使得雷電波仍然可能通過尖峰脈沖（幅度高、作用時間比較短、能量較低）的形式，利用低壓饋線的途徑，施加到變電站站內所有交流回路（220V）當中。

除此之外，還有一種比較特殊的情況，即感應類型的雷電波通過信號采集以及rtu設備的二次電纜進行入侵，同時以極高的電壓，將能量直接施加到相應的遠動系統(tǒng)中的傳送端以及信號端上，從而致使型號的接發(fā)端口的模塊受到毀壞性傷害。

（2）簡析：為什么微機設備最容易受到雷電的攻擊

對于變電站而言，其合閘電源、變電保護、整流充電系統(tǒng)以及直流系統(tǒng)本身的容量都很大，相應的耐電能力也很優(yōu)秀，并且因為容量大的原因，使其對尖峰脈沖的吸收能力也較好，還有一定的平波作用，使得施加到保護裝置上面的脈沖電壓大小得到極大程度的降低，并且一般情況下的電磁保護裝置本身的元件多數(shù)都為單元件的電容、電阻等等，其實際耐熱的空間極大，對于尖峰脈沖相應的承受能力也極為突出，所以能夠成功、安全的度過暫態(tài)過程。但是針對一些規(guī)模極大的集成電流而言，其實際運行電壓只有幾伏，而相應的信號電流僅僅還是μA級別的微型計算機設備來講，就很難能夠承受得住。這就是為什么一般情況下微機裝置被損害后，常規(guī)的保護裝置還能夠繼續(xù)安全運行最為關鍵的原因了。

3、雷電攻擊防范辦法概述

對于交流電源回路采用電源防雷器（SPD，surge protectiVe deVices）。電源防雷器（Power lightning arrester）是浪涌保護器中最常用的一種，主要是針對電源系統(tǒng)所選用的浪涌保護。電源防雷器包括電源防雷模塊、電源防雷箱、電源防雷插座等。電源防雷器能在最短時間釋放電路上因感應雷擊而產生的大量脈沖能量到安全地線上，從而保護電路上的設備。其工作原理如下：在正常情況下，防雷器處于高阻狀態(tài)，當電源由于雷擊或開關操作出現(xiàn)瞬間脈沖電壓時，防雷器立即在納秒級時間內導通，將該脈沖電壓短路到大地泄放，從而保護連接于電源上的設備。該脈沖電壓流過防雷器后，防雷器又變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響設備的供電。對于網(wǎng)絡通訊設備采用數(shù)據(jù)線浪涌抑制器，它可以防止浪涌通過數(shù)據(jù)線間接地進入電子設備?？偟膩碚f，很大一部分的浪涌事件是由交流電源線的浪涌引起，并導致主板、調制解調器串并行接口與其它設備的損壞。在RS-232的串并行接口的標準中，用于泄放高能浪涌和故障電流的地線與數(shù)據(jù)信號的返回路徑共享一條線路，從而小至幾十伏的瞬態(tài)電壓都有可能通過這些串并行接口損壞設備，而電話線則更能直接將電源線上的瞬態(tài)浪涌傳進來。

所以，在變電站內部的自動化二次設備進行防雷保護研究的過程中，必須針對變電站內部的綜合型自動化設備主要就是對其信號以及電源進行考慮，筆者建議我們可以采用下面的辦法對其進行雷電防護設計：

在變電站中所使用的點屏上進行相關的電源防雷保護器的安裝，其主要的特點如下所示：

其是一個可以進行不同點變換的、相位模件單一的模塊式設施；并且還是一個最大過載電流達到了100kA的大通流容量設施；使動作反應速度可以保持在25ns以內的高速設施；并且是具有多種類型可供選擇的可選件設施。其主要的調度通信回路所采用的保護器為德國德和盛（DEHN+SOEHNE）雙圈絞線型的信息雷電防護設備，并且可以有效地防止電話線將電源線上存在的瞬態(tài)浪涌直接傳進來。

使用德國德和盛雙圈絞線信息類型的線路相關的過電壓保護器對于pc以及DB9串行口進行保護，其峰值電壓數(shù)值保持在±6000V，可以有效的防止浪涌經過數(shù)據(jù)線直接或者間接的進入到電子設備的內部。

主要的注意事項概述：在電源相關的避雷設施中，其熱熔保險絲以及相關的電容器的選擇也是十分的重要。對于電源上的雷電防護設備而言，其長時間的在電網(wǎng)中運行，因為電容器本身的質量問題所導致的電源避雷設施的損壞，屢見不鮮，所以，對于電容器實際的電壓耐力的選擇也十分的重要，特別是對其對于脈沖高壓電實際的沖擊能力的選擇。

電源避雷器中的熱熔保險絲的作用是當雷電流超過電源避雷器最大承受能力時，由于過流作用，可使保險絲斷開，同時由于過載使氧化鋅壓敏電阻溫度上升亦可使保險絲斷開，起到過流和溫度雙重保護作用。由于電源避雷器常態(tài)工作條件下，電流非常小，只是在雷電沖擊或脈沖電壓沖擊時，在瞬態(tài)條件下起保護作用，因此與常規(guī)熱熔保險絲的使用條件有所區(qū)別，所以，電源避雷器中的熱熔保險絲應有獨特性能，即在瞬態(tài)條件下的熔斷特性。

同時還應特別注意以下問題：當RTU出線電纜較長時應使用屏蔽電纜，屏蔽層兩端接地；使用帶防雷功能的UPS；使用高質量的金屬氧化物低壓避雷器；安裝良好的接地系統(tǒng)，防雷器的交直流電源必須獨立設置等，這樣才能建立完善有效的防雷系統(tǒng)。