摘要：变电二次设备的防雷措施，直接影响到电力系统的正常运行与否，随着电力电子技术的不断发展，计算机及通信技术也在电力系统得到了广泛的应用。本文主要论述了电力系统变电站二次设备遭受雷击的原因和途径，并提出了一些二次设备的防雷措施。
关键词：变电站；二次设备；防雷措施
1.电力系统变电二次设备受雷击的原因及途径
1.1 遭受雷击的原因
变电站的保护整流充电系统的设计容量一般都会很大，电压的承受能力也比较大。但是像超大规模的集成电路，设备的运行的电压往往只有几伏，电流也只有几微安，就不能够承受高电压和高电流的冲击。一旦受到雷击，就会使得超大规模的集成电路烧毁，从而使得整个保护设备不能够正常运行，达不到保护整流充电系统的目的。
1.2 雷击电压侵入变电站二次设备的途径。
1.2.1 通过直流配电线路侵入
一般变电站的站内都设有直流电源，无论是监控、保护，还是通信设备的用电，都是直流电源配电。直流电源线路主要是通过电缆井及电缆沟到控制室的，其中有一部分的直流线路还送到了有高压存在的场所。因此，直流线路感应到雷电的概率也是很大的。
1.2.2 通过CT、PT信号线路侵入
主要有两种情况会产生雷击过电压：一是高压线路上的雷击电流会通过电流互感器的初级线圈传到CT线路，雷击电流会在CT线路的负载上产生很高的过电压，极有可能将负载烧毁。二是由于CT线路一般是敷设在电缆沟内，电流互感器输出线路将会被感应到雷击过电压。具体情况如图（1）所示。在PT线路中，引入雷电的情况也有两种：一是高压线路上的雷击过电压通过电压互感器传到PT线路中；二是电压互感器倍感应到了雷电过电压。
1.2.3 通过交流配电线路侵入
变电站所使用的交流电主要是站用变电提供，变压器的初级电压直接是由高压线路输送的，低压配电线路一般是敷设在电缆井中，这样就使得线路感应到雷电的可能性大大提高，一旦线路感应到了雷电，设备就会遭受到雷击，致使损坏。
2.雷电对电力系统变电站的干扰途径
在雷电天气情况下，会出现雷云释放高压电的危险现象，其高压程度往往超过电子设备的绝缘耐电压，这是由目前的绝缘耐电压尚未达到且无需达到这种程度的电压，因为在雷击发生之时电压经过传导之后会有所下降。用大量的实验进行证明后发现，雷击事故之所以会造成严重伤害，主要是因为雷电入侵时的雷击电流导致的。有两类危害事件的发生与此紧密相关，一类是直接雷击，即雷电直接作用与建筑物。从而产生热效应及动力；另一类是间接雷击，其危害是由雷电的二次作用导致的，也就是说雷电电流产生了电磁场效应。由于变电站属于特殊环境，其工作设备主要由电缆组成，如果电缆、雷云和大地三者组成一个大型的电场，电场内的导体就会发生感应从而产生与雷云相反性质的电荷[2]。而当雷电消失，电场也随之消失，但此时导体所产生的电荷却依然存在，这就产生了静电感应电压。
3.变电站二次设备防雷保护
变电站的二次设备，包括续电保护装置、自动化设备、通讯设备、电气运行设备等等，其工作环境中都存在着高强度的电磁干扰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆出于对电子设备的安全运行考虑，不能仅对其进行简单的接地处理，因为这样做是、会使设备的耐雷及耐过压水平很低。从实践经验中我们可以发现，变电站的二次设备损坏部位主要集中于通信接口、微机保护装置的电源接口板以及计算机电源接口。因此可以得出，输电线感应雷、信号线感应雷等感应雷过电压共同构成二次设备发生雷击事故的主要诱因。
3.1电源系统的防雷保护
安装在变电站内的通信调度自动化系统大多采用交流电源或直流电源为其设备供电。在其整流环节，一般有较大容量的滤波电容，对瞬态过电压冲击有一定的吸收作用，站用变压器低压侧到站用馈电屏用的是屏蔽电缆且设备都有良好的接地，运用现代防雷技术来分析，必须增加回路的分流措施。因为其工作接地、保护接地都与其它电气设备采用同一接地装置，而且设备都处于LPZOB区，电磁脉冲强度相对较强，在站用变低压侧虽然有防止线路侵人波的避雷器，但残压高，使得在变电站遭受雷击时，通过线路藕合和地电位升高而造成的反击过电压依然存在，而且高压侧的残压高达几千伏，因此必须对这些调度自动化设备的供电回路进行过电压保护。
电源系统的防护主要是抑制雷电及操作在电源回路上产生的浪涌和过电压。根据雷电防护区域的划分原则，变电站内二次设备供电系统感应雷电过电压的防护可以分级进行分流保护。第一级防雷保护一般采用具有较大通流容量的防雷装置，可以将较大的雷电流泄散人地，从而达到限流的目的，同时将过电压减小到一定的程度；第二、三级防雷起限压作用，采用具有较低残压的防雷装置，可以将回路中剩余的雷电流泄散人地，达到限制过电压的目的，使过电压减小到设备能耐受的水平。
3.2通信接口的防雷保护
与供电系统相比，通信接口对雷击的电压敏感度要求更高，同时设备的绝缘耐受力也相应较低。数据线、信号线及远动测控线路均与这些设备相连，这些线路多数位于LPZOB区，部分位于直击雷区，使得线路对电压的感应能力较强[4]。当电磁场强度过大时，极有可能造成数据的丢失。因此，必须对重要回路的接口实行过电压防护。
变电站微机远动测控装置的结构为分散式，由各个不同模块共同组合而成。各个模块采用电子脉冲效应进行数据收集，这种收集模式对高频电磁干扰反应十分剧烈。针对这一难题，屏蔽是目前最有效的对抗高频电磁干扰的方式，各个单元的模块之间的连接都应设置屏蔽。由于这些接口及线路一般布置在室外环境中，接口电路的相对距离较短，使电压能够控制在一定强度内。但二次设备及其他自动化设备一旦感应到过强电压，便会做将电压返回通信接口的处理，造成通信接口损坏。因此需对通信接口安装必要的防雷设备。现在的变电站一般都实现了自动化和智能化，因此无人值班，其数据的采集是由数字网络或光线来完成的。其中载波传输与计算机的连接距离较长，雷击发生后位于LPXOB区的线路能顾对雷击做出迅速的反应。这说明为保证通信接口免于雷击危害，就需要在计算机终端接口与通信线路接口设置避雷器。
结语
变电站中二次设备防雷工作属于综合性的，需要电力各个部门加强合作，并且结合电力系统的实际情况而采取有效措施进行防雷，从而避免电力系统受到雷电的威胁。在今后的电力工作中，还需要进一步完善二次设备的外部雷电工作，进而防止雷电电流对电力系统造成危害，并且还可以保障电力系统的安全性。
参考文献：
[1]计想建.浅谈变电所的防雷措施[J].新农村（黑龙江），2014，167（18）：170-170.
[2]张礼昌.±500kV超高压直流输电线路雷击成因分析及防雷措施探讨[J].无线互联科技，2015，27（21）：60-62.
[3]吴昊瑾.电力系统防雷工程设计浅谈[J].科技视界，2014，12（12）：82-82，101.
[4]李毅楷.电力系统配网设备防雷措施的探索[J].中国科技纵横，2016，127（14）：156-157.
论文作者:周健康,刘婕,韩斌,刘世举,张诗蓓
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
标签：过电压论文; 防雷论文; 雷电论文; 设备论文; 线路论文; 变电站论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第11期论文;