摘 要 随着变电站综合自动化系统的不断发展，设备功能和性能也不断完善和提高，大大降低了监控强度。但近年来，由于二次线路设备因雷电故障，导致设备异常的情况时有发生，因此对二次设备的综合防雷保护就显得尤为重要。本文结合雷电发生的特点和变电站二次线路及设备的设置情况，选取适合的防雷设备，采取层级分设，防止雷电侵入，保护线路及设备。
【关键词】变电站 二次设备 防雷技术
随着电力设备自动化改造的深入，综合自动化设备电子技术的不断发展，精密电子设备、微电子技术的广泛应用不断增多，雷电对变电站各系统设备的危害越发突出。一方面变电站自动化系统等设备核心元件耐过电流、雷电压的水平越来越低，敏感性提高；另一方面由于信号来源路径增多， 系统较以前更易遭受雷电波侵入，致使雷电灾害频繁发生， 特别是雷电多发区，轻者导致性能下降，重者造成系统损坏雷击事故。严重威胁电网的安全运行。
1 防雷设施认识误区
许多电力工作人员都认为安装避雷针（塔）、避雷带、架空地线能防护二次系统设备遭受雷电干扰。其实不然，避雷针（塔）、避雷带、架空地线为直击雷保护装置，主要是为了保护外部建筑设施以及高压线路免受直击雷引起的事故及人生安全。同时，当雷电直接击中室外的电源线、信号线、通信线路雷电流就会沿着这些线路侵入室内设备，烧毁设备。高压线路避雷器也不能满足变电站二次系统设备的雷电防护需求，高压线路避雷器的限制电压（雷电流通过后的残压）很高，远远大于变电站二次系统设备的电压承受值，因此高压线路避雷器对变电站二次系统设备不能起到有效的雷电防护作用。wWw.11665.COM有些二次设备自身带有一级防雷装置，但是大多设备自身带有的防雷装置通流容量较小，是按照防雷逐级防护原理的最后一级设计的，当遇到较大的浪涌电流，必须要有前两级防雷装置的配合下才能正常工作，否则自身会因承受不了强大的浪涌冲击而损坏，因此说单凭设备自身带有的防雷装置不能起到很好的防雷效果。
2 雷击故障原因
分析发现变电站在弱电设备防雷方面主要存在以下不足：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。变电站地网的接地电阻偏大，没有达到小于 0.5欧姆的国家标准要求，遭雷击时地电压抬高偏大，干扰并损坏弱电设备。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入，引起过电压，造成设备损坏。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。大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（spd），即使加装了部分防雷装置，也因为设计不合理、spd选型不符合、分级不完善、技术参数不匹配、安装位置不准确、无整体系统意识等原因。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。
3 雷电波入侵的途径
在变电站内，雷电波一般通过以下途径入侵： gps卫星天线；监控视频线、控制线、电源线；室外通信线缆； pt线路、各测控线路；环路感应过电压；变压器低压侧电源线路；直击雷电流通过接地装置时所产生的电位差，形成雷电反击。
4 雷电防护措施
电力系统变电站外部防雷设施基本完善，现有设施基本能满足外部防雷需求，目前主要考虑内部防雷系统及雷电过电压防护措施。
4.1 等电位连接
将机房内各设备金属外壳、水管、暖气片等金属管道以及机房内所有无源金属体连接至接地汇流排，消除其相互间的电位差。
4.2 合理布线
为防止不同电压等级的电源线、信号线相互间的电磁干扰。对不同电压等级的电源线、信号线分类布置，其相互间隔需满足安全距离，所有进出室内的线缆须使用铠装电缆或穿金属管埋地通过，其金属外皮实行两端接地。
4.3 接地系统
首先在保证机房接地系统的接地电阻符合防雷要求的基础上，还要防止可能存在的由接地系统的多元化而造成的在接地系统中产生电位差，防止反击雷入侵。
4.4 雷电过电压防护
过电压是在雷电放电、开关过程以及静电放电时形成并沿线窜入的，其可能对电子信息系统造成危害的入侵渠道主要是：电源线、测控线、通信线和接地线。雷电过电压防护的基本原理是在瞬态过电压的极短时间
，在被保护区域内的所有导电部件之间建立一个等电位，这种导电部件包括了供电系统的有源线路和信号传输线，也就是说为了对电子信息系统雷击电磁脉冲的防护，要用一种现代高科技电涌防护器（spd）设置在供电、信号线路上，使在极短的时间（ns级）内，将可能产生高达千安级的雷电流从电源传输线和信号传输线分流或传导入地。其防护要点如下：
4.4.1电源部分
在交流电源线路加装spd，并采用三级逐级泄流方式进行防护，使其限制电压低于所保护设备的瞬间耐压值，以保证所保护设备不遭受雷电以及各种因素引起的强电流、高电压的侵害。
在直流电源线路加装与电压相匹配的直流spd， 使其限制电压低于所保护设备的瞬间耐压值，以保证所保护设备不遭受雷电以及各种因素引起的强电流、高电压的侵害。
4.4.2信号部分
在有可能遭受雷电干扰以及其它电磁感应的信号线路加装信号防雷装置。使其限制电压低于所保护设备的瞬间耐压值，以保证所保护设备不遭受雷电以及各种因素引起的强电流、高电压的侵害。
5 防雷器（spd）工作原理及选型标准
5.1 防雷器工作原理
防雷器（spd）是防止过电压的。工作原理是：防雷器的泄流器件与设备母线并联，防雷器会根据被保护设备的耐压值设定一个浪涌启动电压，当母线电压正常时，防雷器处于休眠状态，此时的母线与地隔离，母线对地绝缘，当母线电压不正常（包括雷电过电压和内部过电压），达到或超过防雷器的启动电压时，防雷器动作，使母线接地，释放电流。过电压时间一般很短。过电压作用过去后，流过避雷器的电流是工频续流，要求防雷器这时能可靠切断工频续流，使母线对地隔离。这时防雷器又恢复到原来的休眠状态。
5.2 防雷器选型标准
依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》gb50343-2004和《gb50057-2010_建筑物防雷设计规范》对防雷器各参数值要求，并结合变电站的实际现场情况，各防雷器及主要辅助器材主要参数选型如表1、表2、表3。
6 结束语
由于二次设备总体防雷方案是按照现有设备对防雷等级的要求综合进行设计的，结合现运行变电站的特点，对需要改造的变电站现运行二次设备进行了综合检查，对现有防雷保护设施、接地电阻等进行了现场测试，对可能存在雷电波入侵区域、设备进行了全面考虑，充分考虑了各类二次设备的耐压水平、工作电压、电流以及各电源线、信号线的布线特点，并按照当地的雷暴日和雷电活动特点综合考虑，多方面入手，形成一个整体的、系统的综合防雷系统。方案实施后再没有发生雷害及过电压烧损设备事件，二次设备防雷技术改造取得了明显效果。
作者单位
陕西省地方电力（集团）公司大荔县供电分公司 陕西省大荔县 715100
