关键词：电力系统；变电站二次设备；防雷措施
引言
二次设备主要是指对直接参与变电的一次设备运行状态进行进行检测、控制等附属元件附属元件，是变电站实现安全运行关键。二次设备在面对雷击时往往表现的比一次设备更为脆弱，因此需要建立合规的防雷措施予以保护。本文系统总结二次设备的具体特征，分析二次设备雷击危害，并对现阶段主要实行的防雷措施进行分析和总结，希望能够为变电站的安全运行以及后续的设计与建设提供指导性意见。
1变电站二次设备特征
针对变电站主体功能的检测、测量与自动化保护等一系列设备体系被称之为是二次设备。二次回路不直接参与变电工作，但是对变电功能组件的控制与保护却是必不可少的。从设计以及施工实践的角度来看，二次设备在实际的应用过程中往往为低压设备，甚至是基于直流或者感应电压而工作的电气元件。此种情况导致其对于电压的变化更为敏感，而对于电压或电流的过载极限要求更为苛刻。在同等的雷击条件下（包括感应雷击），如果不存在有效的保护措施，则二次设备的损毁程度更为明显。因此有必要采取措施来强化对二次设备的防雷保护。与此同时，由于其与一次设备之间存在显著的关联，对于一次设备的保护变相也会影响到二次设备的总体有效性与安全性。这一特性也进一步增加了变电站二次防雷措施的难度与实施质量要求。
2二次设备雷击危害
针对二次设备的基本特征，在面对雷击的过程中，其往往表现为更大的脆弱性以及更大的危害。从实际的危害角度来看，二次系统雷击危害主要分为三个方面：
2.1脆弱性带来的二次系统功能失效
二次设备主要担负了变电站的控制、监控、通讯等重要功能。二次设备在非直接雷击中其也容易受到较大的感应电流的影响，从而使得具体功能失准。如继电器体系中的最大阙值的变化、通讯系统讯号延迟增加、监控系统输出信号分辨率降低等问题。上述的问题虽然不至主体功能丧失，却能够在一定程度上使得相关的功能弱化，进而造成其对于变电站的监控效能降低。且存在由于控制系统时效性较差而产生更大的生产事故以及损失等现象的可能。
2.2造成较大的经济损失
二次设备与一次设备相比，其功能更为复杂。而复杂的功能背后往往是设备成本的增加。以自动控制交换机为例，其工程造价成本超过3万元人民币，全套设备及其辅助传感器在变电站工程成本占比超过20%。由此可见，在雷击的情况下容易形成对二次设备的损坏，且形成更大的经济损失。除了上述因素之外，二次设备在恢复的过程中也存在更大的成本支出。与一次设备的独立设备损坏后直接修复不同。二次设备在雷击后很难存在修复现象，往往只能够通过换新来达到功能恢复的效果。而在实际的换新过程中也会由于设备之间的匹配程度等方面问题进行全套设备换新或者更长的调试周期等问题，客观上增加了雷击的间接经济损失。
2.3雷击事故中二次设备损坏比重较大
从对变电站进行监控与分析的过程中，我们发现二次设备收到雷击的威胁更重。以其故障率为基本表示，在两年内一次设备由于雷击而出现的损坏情况占比仅为17.2%；而相比而言二次设备的总体所占比例超过了80%。从具体的二次设备电气元件的角度来看，电源、通讯以及后台主机占比更大。故而二次设备是变电站雷击危害的主要来源。
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3二次设备防雷措施研究
3.1电源系统防雷分析
变电站中二次设备基本运用的是交直流电源，而变电站则主要采用的是变压器的低压侧至变电站中用馈电屏接地，进而有效保障设备稳定性。但是由于工作与接地保护都是在同一装置中，而且还在间接雷区，此时就会有强大电磁的脉冲与高压而导致残压，并在雷电打击的情况相爱会导致线路藕合以及地电位的升高，所以，保护工作中就需要在供电回路中给予高度重视。因此，电源系统保护工作中就需要采取有效措施：
3.1.1多级引流的保护（SPD）保护
SPD属于一种快速电子开关，一旦受到雷击的情况下，则会开关闭合，并且经过SPD接地线而把雷击通过电流而引入地下，这能够使得雷击过电压逐渐降低，进而实现对二次设备的保护目标。
3.1.2屏蔽方式
即二次设备中连接运用的是电缆，并且都是通过屏蔽形式，此方式能够对高电频的电磁干扰具有抵制作用，进而实现对二次设备的保护目标。
3.2对通信接口保护措施
对于电力二次设备而言，通信接口是通过雷击电压灵敏度较高的，此设备中绝缘的受力会逐渐降低。因此，在变电站中的微机远动就需要实施测控，进而有效保护设备免受雷电的伤害。通常情况下，装置可以通过分散式的方式而实施控制，即将各个组成部分（智能遥测、遥信以及智能遥调）而组合在一起，进而使得各个模块能够通过采集数据的方式而有效防止高频电磁的干扰。因此，通过屏蔽的方式就可以将这些不同模块间的连线进行保护，在此模块中，通过安装不同自动化的屏内，就可以将接口或者是现场的总线模块而保持良好的通信作用，进而可以有效减少雷击造成的伤害。如果在测量单元中，计算机间电气连接过程中使得二次设备受到强烈感应电压影响的情况下，此时就可以通过自动化设备中通信接口而实施保护，即在接口处安装对应的信号避雷器，进而有效减少变电站中二次设备受到雷电的干扰。尤其是在变电中没有人值班的情况，通过数据采集的方式，就可以将数字化的网络传输或者是光纤信息而反馈至对应的设备中，此时在载波传输过程中就可以通过，计算机中连接线路而有效应对雷击，进而提升二次设备的防雷效果。
3.3对二次设备自身进行防雷构建
落实到二次设备自身的保护体系中来，其大致可以分为如下三种模式。一是完善二次设备防雷系统的设计，根据变电站所处地区的气候、地质状况以及变电站二次设备的运行环境等，进行全面的系统的雷击风险评估，然后根据评估结果设计全面的二次设备防雷方案；二是选用恰当的电力设备。安全运行是变电站安全运行的首要目标，电力设备选型要求质量可靠、性能稳定。在二次设备防雷系统中应选用已有多年成功应用经验的成熟产品。根据二次设备防雷方案，选用匹配的一体化防雷设备，所选用设备的性能参数必须满足二次设备防雷要求，其中交流电源浪涌保护器的残压必须低于700V；三是建立必须的全保护模式，按照其远近端分类标准对其进行综合保护。
结束语
我国电力行业发展的速度越来越快，而且在电力系统建设方面也逐渐趋于完善，尤其是自动化的设备以及应用系运用，有效提升电力系统的工作效率，同时对电力系统中各个元件精度提升也带来积极作用。其中在防雷方面需要引起高度注意，二次设备中线路、接地线路以及通讯线路作为雷击进入重要途径，不仅可以提升雷击的概率，而且还会对电力系统的安全性带来威胁。因此，为了进一步提升二次设备可靠性，需要加强对二次设备防护工作。在本文中主要分析变电站中二次设备具体防雷的方式，希望能够对电力系统的安全性提供帮助。
参考文献
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论文作者:焦飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/3
标签：设备论文; 变电站论文; 防雷论文; 电力系统论文; 措施论文; 系统论文; 更大论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;