（黑龙江省大庆油田有限责任公司第三采油厂第二油矿北十三联合工区 黑龙江大庆 163000）
摘要：随着当前我国自动化变电所的快速发展，雷电对变电所综合系统的危害程度不断提升。综合化自动化变电所各个系统抗雷水平较低，雷电的侵入会导致变电所各个系统发生损坏，从而对电力系统的正常运行造成负面影响。本文对综合自动化变电所防雷技术进行探析，提出相关改进措施，旨在促进综合自动化变电所发展建设。
关键词：综合自动化；变电所；防雷技术
引言
随着我国经济社会的迅速发展，社会用电量不断增加，电力系统的规模也不断扩张。变电所作为电力系统的重要组成部分，担负着电能传输与电压等级变换等重要任务，对电力系统的稳定可靠运行有着重要的意义。我国作为一个雷电频发的国家，变电所面临着雷电入侵的威胁，因此做好变电所的防雷保护工作十分必要。变电所在电力供电系统中饰演着重要角色。如果一旦发生雷闪情况，会对使变压器等主要电气设备造成损坏，导致大面积停电；同时伴随雷击产生的雷电波过电压沿架空线路侵入变电所，也可能损坏变电所内电气设备，引发更严重的事故。重点针对变电所防雷综合技术策略进行研究探讨，分析变电所防雷综合技术需重点解决的关键问题，结合工程实例，总结提出行之有效的变电所防雷综合技术对策。
1变电所雷电入侵的方式
1.1接地线入侵
一般来说，变电所为了保护站内电气设备的工作安全，设置有避雷针等专用避雷装置。当雷电强度较高时，在避雷针的引导下，雷电会将电流沿避雷针流向大地，并在变电所周围进行释放，由于大地本身存在电阻值，会在变电所附近形成较大的雷过电压，有时甚至可达数十千伏，从而对变电所内大量二次设备造成严重的损坏。
1.2信号线入侵
变电所作为一个信息化、自动化程度较高的控制调度中心，内部布置有大量二次系统通信线路。当雷电入侵通信线路后，会在电气设备二次系统接口处产生高达数千伏的过电压，进而对通信接口、调制解调器、光电隔离器及其他通信装置造成损坏。
1.3电源线入侵
架空线路作为变电所的电源输入，由于架设高度较高，容易受到感应雷甚至直击雷的雷击。一旦受到雷击后，线路中将形成较高的过电压，经过变压器耦合后进入低压侧，进而入侵变电所的各类控制装置，威胁整个变电所的稳定与安全。
2变电所防雷的具体措施
2.1变电所装设接闪杆对直击雷进行防护
变电所可以通过架设接闪杆对直击雷进行防护。接闪杆是一种雷电接收器，主要是帮助电气设备、建筑物等避开直接雷的影响。接闪杆将雷电吸收到接闪杆自身的器件中，然后将雷电产生的电流直接引入大地，实现防雷保护的效果。变电所在安装接闪杆的时候要保障相关电气设备处于保护范围之内，同时还需要通过相关措施，避免雷击接闪杆造成反击事故。针对35kV的变电所，需要将接闪杆安装在室外设备以及架构中，保障其安全运行。在安装时要注意，接闪杆以及配套的接地装置需要与建筑物等保持一定距离，一般大于5m，主接地网和接闪杆的地下距离大于3m，地理接闪杆的独立接地装置的引下线接地电阻小于10Ω。针对110kV及以上的变电所，由于电压等级较高相关的配电设备的绝缘水平较高，可以在配电设备的架构上进行接闪杆的装设，同时主接地网和接闪器的地下连接点的连接体长度要大于15m，从而避免由于直击雷造成的高电位反击事故。
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2.2避雷针
当雷雨天气时，避雷针通过与雷电云感应出大量电荷，其尖端大量电荷集聚，这时带电云和避雷针之间形成一个天然的电容器。由于避雷器尖端面积极小，电容两级正对面积小，电容就很小。所以当带电云上电荷越多，他们之间的空气间隙就越容易被击穿。而良好的接地，就使雷电流在他们之间形成了通路，顺利被释放到大地之中，从而使建筑物避免了直击雷的电击，起到了保护建筑物的作用。避雷针对周边人员和设备的保护区域为一立体空间，因此常用避雷针对直击雷的保护区域来显示其保护范围，一般情况下，以避雷针作为轴线画出圆锥体。
2.3雷击侵入防护措施分析
现阶段我国综合自动化变电所所限制的雷电侵入主要设备是阀式避雷器，将设备装配在母线上，与各类保护设备之间进行有效连接。避雷器需要装在被保护装置周边，使得保护设备的电压处于稳定值。大多电气设备都是不规律分布在自动化变电所中，避雷器和保护设备之间保持着相应的距离。雷击所产生的雷电波陡度较高，在保护装置与避雷器之间发生震荡的过程中会产生距离效应，可能会致使被保护物发生损坏。所以避雷器和被保护物之间需要保持相应的距离，使得设备能够得到保护。在35kv至110kv的变电所沿路架设相关的避雷线路，当雷击靠近变电所主导线时，如果流经的实际点击量较大，那么留下的残余电压较高。避雷器实际保护距离较小，不能达到电压的最大值，从而对设备造成各类危害。所以需要在变电所1km左右的范围内架设相应的避雷线，此外需要加强保护性措施，提高进线段的安全保护能力。进线段开启保护模式之后，进线段导线自身具备良好的导线波阻抗作用，对于流经的电流量具有一定的限制作用，导线上实际冲击的电流量也就会降低。目前自动化变电所中有大多直配电机，比如发动机、变频机和电动机等，不经过变压器就与配电网络进行直接连接，是变电所电力系统中较为重要且绝缘能力较差的设备。所以，需要综合考虑限制电机的电压峰值，还需要切实降低电线陡度与中性点绝缘上的低电压。当前综合自动化变电所系统大多都是低电平弱电系统，自然界的雷击现象很容易导致设备元件发生不必要的损坏，所以为了能够使得变电所设备之间的电磁兼容，需要做好整体性的抗电磁干扰措施。
2.4避雷器
变电所中的供电设施防雷电使用最多、性价比最高的是避雷器。避雷器连接于带电设备或导线和大地之间或者并联在要保护的各种设备上。避雷器通过将雷电引入大地或者释放由于各种原因形成的过电压，从而起到保护作用。避雷器通过非线性电阻或放电间隙对侵入的雷电波造成减幅，达到减小被保护设备所受的电压值的效果，从而保护电力设备。它的独特优势在于能及时地开断续流，不会引起供电系统短路故障。避雷器设有整定值，一旦电压升至这一规定值，避雷器将快速动作使电路导通，从而达到限制过电压，保护变电所内设备绝缘的目的。当电压稳定之后，避雷器立即回到原来状态，确保变电所运行。
结语
近年来，随着我国电力系统的不断发展，电网规模不断扩张，人们对电能质量的要求也不断提高，雷击事故作为影响电力系统正常稳定运行的重要影响因素，做好其防护工作十分必要。总而言之，综合自动化变电所防雷技术是一项社会综合建设工程，需要相关部门建立防雷减灾机制，在工作实践中探究雷击的重要问题，提出相关的实践措施，使得我国自动化变电所系统能够稳步运行，更好地促进当前我国社会综合领域的发展建设。
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论文作者:孙铭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：变电所论文; 雷电论文; 避雷器论文; 防雷论文; 过电压论文; 设备论文; 避雷针论文; 《电力设备》2017年第31期论文;