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摘要：近年来，变电二次设备的防雷措施得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了雷电的成因及主要形式，在探讨雷击电压侵入变电站二次设备途径的基础上，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面提出了变电站二次设备防雷保护措施，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：变电；二次设备；防雷；措施
1前言
作为变电二次设备在实际应用中的一项重要方面，对其防雷措施的探讨占据着极为关键的地位。该项课题的研究，将会更好地提升对变电二次设备防雷问题的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化二次设备在实际应用中的最终整体效果。
2概述
雷击作为威胁变电站二次系统安全的一大危险因素，引起了国内广大变电站人员的重视。而面对雷击对二次系统安全的影响，变电站应该是从其入侵途径入手，将防雷工作落到实处。电力系统变电二次设备对于整个电网的运行起着极其重要的作用。为此，需要在变电站采取有效的、可行的防雷措施，保护站内的相关二次设备，从而保障整个电力系统的正常运行。目前一些防雷技术还不是很成熟，需要进一步的研究，从而逐步完善防雷技术和保障变电二次设备的正常运转。
电子设备讯号或数据的传输与存储系统会在瞬间过电压的情况下出现信号受到严重干重或者丢失的现象，使电子设备系统内部正常运转工作指令受到错误更改，不仅降低了电子设备的使用年限，严重的甚至会将设备中的元部件因为电压瞬间增减而烧毁，给生产生活的正常开展带来极大不便。
3雷电的成因及主要形式
根据大量科学测试可知，地球上空存在一个带正电的电离层，与大地之间形成一个已充电的电容器，场强为上正下负。当地面含水蒸汽的空气受到地面烘烤受热上升，或者温暖潮湿的空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。上升气流温度逐渐下降形成水成物(雨滴、冰雹)，并由于地球静电场的作用而被极化，负电荷在上，正电荷在下，它们受重力作用落下与云粒子发生碰撞，其结果是云粒子带走了水成物前端的部分正电荷，从而使水成物带上负电。持续碰撞的结果使带正电的云粒子在云的上部，而带负电荷的水成物在云的下部。
当电场强度达到足够高(25～30kV/cm)时将引起雷云间的强烈放电，或是雷云中的内部放电，或是雷云对地放电，即所谓的雷电。雷电按其作用形式主要分为直击雷和感应雷。直击雷所造成的危害很直观，一般会引起火灾、燃烧等。主要靠加装避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等来防护。感应雷没有直击雷那么猛烈，但它发生的几率比直击雷高得多。不论是雷云间闪击或雷云对地闪击，都有可能发生感应雷而形成电磁场，当磁场强度到达一定水平将会对电气设备的集成电路造成暂时的、甚至永久性的损坏，影响电子设备的稳定性，令通讯设备的传输信号失真等。因此对于自动控制系统而言，更应该关注如何有效防止感应雷，避免(减少)感应雷引起的损害。
4雷击电压侵入变电站二次设备的途径
4.1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。
4.2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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在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。具体的情况如图（2）所示。
4.3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。
5变电站二次设备防雷保护措施
站内保护设备、通信系统、监控系统、自动化设备以及交直流电源系统等作为变电站二次设备的主要构成要素，主要运行于干扰强度较高的电磁环境中，由于简单的接地处理不能满足较高的耐压等级要求，因此，在对多项受雷击而导致的二次变电设备损坏的调查研究上，提出下列具体的变电站二次设备防雷保护措施：
5.1对于电源系统的防雷保护而言
交流电源或直流电源多为现阶段我国在变电站安装通信调度自动化系统所采用的设备供电模式。由于较大容量的滤波电容可以吸收一定的瞬态过电压冲击量，屏蔽电缆和良好的接地处理设备对站用变压器低压侧到站用馈电屏同时具有一定保护作用，因此，为更好的实现电气设备的防雷保护，就必须采用增加回路以实现电压分流的方式。由于采用相同的接地装置，并且设备都处于LPZOB区，及时变压设备有避雷器的保护，但是面对较强冲击度的电磁脉冲还需要对调度自动化设备的供电回路采取必要的过压保护。
变电站的建设区域多为空旷场所，因此所形成的电磁场的强度较高，变电站中的线路和电缆具有感应作用，因此很容易成为雷击目标，使形成的感应过电压通过其线路传输进入到变电设备中，从而造成对设备的损坏。因此，为提高整个控制室的安全性能，在交流母线处加装第一级电源防护，可以在最大程度上将大部分的过电压导入大地进行泄散。通过一级保护后，线路上仍然会残留少量的过电压，因此在重要的交流馈线处还需要加装第二、三级电源防护，以提升变电站整体的防雷击保护性。
5.2对于通信接口的防雷保护而言
通信接口过电压防护同电网供电系统相比，此回路对过电压的敏感程度要高得多，且这些设备在有过电压的情况下显得非常脆弱，设备的绝缘耐受水平也相当低。与这些设备相连的有信号线、数据线、测量和控制线路，并且这些线路基本上是处于LPZOB区域，也有穿过LPZOA区域的，线路上的感应过电压相对较强，根据IEC（International Electrotechnicai Commission，国际电工委员会）的测试，当电磁场强度增大到0.07GS时，微型计算机设备将产生误动，丢失数据。而且这些回路运行的安全与否直接关系到一次系统设备的安全，因此需对重要回路的接口进行过电压防护。
变电站基本采用无人值守，对一次回路的各种保护、测量、控制、调节信号通过光纤、数据通信网络或载波向远方传送数据。如果采用载波，由于载波机与微机自动化装置的信号连接线路相对较长，在变电站附近或变电站遭受直接雷击时，处在LPZOB区的通信线路将感应出较强的感应过电压，因此必须在靠近微机自动化装置的信号接口端加装信号避雷器，同时处在LPZOB区并延伸到LPZOA区的通信线路非常容易感应上雷电过电压，也必须加装信号避雷器。
6结束语
综上所述，加强对变电二次设备防雷措施的研究分析，对于其良好防雷效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的变电二次设备防雷过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献：
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[3] 马力强.电力系统自动化防雷对策[J].黑龙江省科技信息.2016（09）：88-89.
论文作者:王廷良
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/20
标签：过电压论文; 防雷论文; 变电站论文; 设备论文; 线路论文; 感应论文; 雷电论文; 《电力设备》2017年第13期论文;