摘要：铁路枢纽作为铁路供电的枢纽，集中着各种高压电气设备。如果电源中断，铁路的正常运行将受到很大影响。雷击事故对铁路配电站影响最大。雷击不仅会损坏电气设备，还会导致铁路供电中断，影响铁路运输的安全稳定。因此，为了保证铁路运输的安全和正常运行，必须不断提高铁路变电所防雷技术水平。
关键词：铁路变配电所；雷击危害；防雷技术
铁路变电所是铁路供电的枢纽。一旦雷击，就会损坏设备，甚至造成大停电。由于主要电气设备维修时间较长，对铁路运营有很大影响。因此，变电站的防雷要求要高于输电线路的防雷要求。变电站研究铁路变电站防雷保护包括可能遭受雷电灾害分析及相应的保护措施，还需要考虑环境因素（包括土壤电阻率、位置等周边现有建筑）变电站的防雷效果。因此，变电站防雷是一项综合性的系统工程。
1变配电所接地网的作用与设计
对配电变压器接地的主要作用是降低接地电阻，雷电流加强放电变电站建筑物造成短路电流对电气设备的故障提供分散的变电站的分销渠道，提高表面电位，为变电站设备保证电力系统运行的安全性和系统的稳定性好势，为了有效确保人员和设备的安全运行。接地网能否稳定、安全运行与变电站接地网的设计有关，设计参数决定了变电站接地网的基本情况。因此，在变电站和变电所的设计中，采用经验公式估计和数值计算相结合的方法计算变电站接地网设计中的接地参数。同时，变电站接地网的设计也可以根据当地的条件，根据变电站选址的实际情况进行综合设计，例如：如果有大型公共设施附近的变电站，地下钢结构和公共设施可以连接以扩大接地面积，以降低接地电阻；如果在土壤电阻率的变电站的位置足够大，而且通过以垂直电极的方法来降低接地电阻。
2侵入波过电压防护
2.1防护措施
装设避雷器的首要效果是限制侵入波过电压的波幅，现在是防护变配电所雷电侵入波过电压的常用办法，避雷器的装设方位和防护间隔在防雷规范中现已给出，而关于变配电所的防护接线，不管其电气主接线怎么，要使整个主接线得到维护则需要确保每段可独自运转的母线上都装设一组避雷器。据统计，变配电所雷电侵入波过电压事端中由雷击变配电所1km以内线路引起的约有50%，由雷击3km以内线路引起的约有71%。这说明变配电所需要将维护范围延伸至1～2km的输电线路上，一起对变配电所外进线段线路加强防护，减小侵入波过电压。影响雷电侵入波过电压凹凸的因素有：避雷器的维护特性、侵入波的陡度、与避雷器的间隔、被维护设备的进口电压。避雷器的维护特性越高、侵入波越陡峭，与避雷器的电气间隔越短，进口电容越小，被维护设备上的侵入波过电压则越小。从它们之间的联系能够看出要下降被维护设备上的过电压就需要进步避雷器的维护特性。事实上，对变配电所被维护设备和侵入波过电压的影响因素之间联系的研讨大多经过磁暂态核算程序EMTP进行仿真核算完成的。
2.2GIS变配电所的侵入波防护
与惯例变配电所比较，气体绝缘变配电所（GasInsulatedSubstation简称：GIS）具有占地面积小，与周围环境阻隔、运转可靠、维护便利等优点而得到了广泛的应用。除了与惯例变配电所的防雷维护具有共同的特色外，气体绝缘变配电所的过电压防护还具有以下特色：（1）雷电冲击水平是决定GIS绝缘水平的重要因素。因此变配电所装设的避雷器伏秒特性、放电稳定性等这些技术指标一定要到达要求，一般变配电所架起的是维护性能比较优异的金属氧化物避雷器，比方氧化锌避雷器。（2）GIS的同轴母线的波阻抗（一般为60～100Ω）远低于架空线路的波阻抗（一般为370-410Ω）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从架空线侵入的过电压波经过折射，其陡度和幅值都小于进口处的侵入波，这样有利于GIS内部设备的防护。（3）GIS的结构紧凑，设备之间的电气间隔小，避雷器与被维护设备之间的间隔近，更有利于维护设备。（4）GIS内的绝缘一旦发作电晕将无法康复原有的电气强度，乃至导致整个GIS体系的损坏，因此要求GIS内的绝缘裕度要足够大，过电压防护办法要更为可靠。依据GIS以上的特色能够看出关于GIS的雷电过电压的防护避雷器的设置能起到要害的效果，一般来说，是经过在GIS入端和出端，或许在GIS内部装设避雷器来完成对GIS雷电过电压进行防护的。而避雷器的装设方位以及装设在不同方位的避雷器参数等，则需要依据GIS的实际情况进行仿真核算以便找到合适该站的最佳计划。
3雷电二次效应防护
3.1设计思路
关于铁路变配电所而言，除了直击雷、雷电侵入波过电压构成的雷害外，还有雷电在放电过程中因为地电流瞬态感应、大气静电瞬态感应、电磁脉冲辐射、束缚电荷的二次弧闪等原因此产生的二次效应。雷电二次效应尽管不会在短时间内开释巨大的能量，但是出现的概率比较高、防护相对困难，损害也比较大。为了避免雷电二次效应对电子设备构成的损坏，国际电工委员会IEC标准（《雷电电磁脉冲的防护》IEC61312）和我国GB标准（《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994）中指出现代意义的防雷工作应该以建筑物为保护重点，发展到以电子信息体系为维护中心；着重综合治理、全体防护、分级泄流、层层防设的思路，将防雷看成是一个体系工程。
3.2防护方式
在实际工作中，铁路分局的两个系统主要受以下防雷保护：变电站防雷区进行分级维护。变电站裸露在外，暴露面积是直接雷击区域，危险性最高，定为0区（LPZ0），变配电所内部所在的方位为非露出区，能够定为1区（LPZ1）、2区（LPZ2）等，是降低风险水平。在0区，1区，2区，钢筋混凝土和金属壳区间形成等电位屏蔽层的维护，当电通道或金属屏蔽层管，雷电维护必要的连接的所有金属部件，然后电压降为设备的承受水平。此外，浪涌过压成多种电源配电线路，通信信号线和天线应安装在路口和终端设备维护设备维修区不同类型闪电的前面（surgeprotectiondevice，SPD）。例如，在高电压变压器回电缆交换机两低压设备两内芯线位于一级保护安装维修之间，对配电箱两低压设备电缆芯线位于两加维修两级保护的低压设备分布在前面轮，所有主要设备和精细分布UPS加维修装置位于三级保护。以浪涌过电压作为检修维护的主要意图，分流后（限幅）技术将雷电过电压的并联（脉冲）能量泄漏到地中，达到变电站防雷效果二的目的。另外，还可以选择加装屏蔽等方法来保护一些精密的电子仪器，以提高精密电子仪器的抗雷电能力。。
4结论
铁路变配电所的雷电防护工作是一项系统工程，多样性雷击损害形式，而且随着科学技术的发展，也可能是新形式的闪电的出现，所以我们需要充分了解雷电活动规律成为配电设计防雷工程，遵循“整体防御、综合治理，从“政策多重保护，改变最初的设计，布局选址，对防雷措施综合考虑施工阶段和运营阶段，为了减少对铁路变电站雷电造成的危害，使系统安全、稳定运行。
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论文作者:刘骏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：过电压论文; 变电站论文; 防雷论文; 雷电论文; 避雷器论文; 变配电论文; 铁路论文; 《电力设备》2017年第22期论文;