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摘要：随着电力改革的不断深入，电力系统防雷保护研究的受重视程度不断提升，但这种重视更多集中在电力系统一次设备层面，围绕二次设备防雷保护开展的研究相对较少，基于此，本文简单介绍了常见的500kV变电站二次系统综合防雷接地技术，并对该技术的应用实例进行了深入分析，希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键字：500kV变电站；二次系统；综合防雷接地技术
前言：随着科学技术的快速发展，我国各地变电站一次高压部分的雷电过电压保护水平不断提升，但受微电子相关的保护、监控、通行等设备广泛应用影响，我国现阶段各地变电站的二次系统多面临着一定程度的雷电干扰威胁，而为了将这类威胁降到最低，正是本文围绕500kV变电站二次系统综合防雷接地技术开展具体研究的原因所在。
1. 500kV变电站二次系统综合防雷接地技术
1.1电源部分
在500kV变电站二次系统综合防雷接地技术领域，围绕电源线路过电压开展的三级防雷保护属于该技术典型，这一保护主要通过配置箱式电源避雷器、配置电源防雷器、配置模块式电源避雷器实现500kV变电站二次系统电源部分的防雷保护，具体保护如下所示：（1）一级防雷保护。箱式电源避雷器主要安装于500kV变电站总配电箱电源引入端，选用三相四线制防雷器且标称放电电流为40kA，在总电源交流配电屏输入端三根相线前端串接小型断路器，三根相线与零线、地线之间还应接入防雷器，由此即可实现90%左右的直击雷能量吸收。（2）二级防雷保护。电源防雷器配置于直流电源输出入端、设备机房配电箱，选用单相箱式防雷器且标称放电电流为20kA，如一级防雷保护一般接入防雷器、串接小型断路器，由此可实现雷电流进一步吸收。（3）三级防雷保护。模块式电源避雷器配置于服务器、交换机、路由器等重要网络机柜或设备部位，避雷器标称放电电流为5kA，由此可实现感应雷击或操作过电压的较好预防[1]。
1.2信号部分
相较于电源部分的二次系统综合防雷接地技术，信号部分的防雷接地更为复杂，这是由于不同的通信接口需采用不同设计，如RS-232接口过电压保护设计需选择对雷电脉冲响应迅速且残留电压低的保护器件，局域网通信接口则应考虑局域网类型选择具体的保护方式、器件，这些必须得到业内人士高度关注。
1.3等电位连接
等电位连接同样属于常见的500kV变电站二次系统综合防雷接地技术，该技术具备彻底消除雷电引起的毁坏性电位差能力，这种等电位连接需使用瞬态浪涌过压保护器，电源线、信号线、金属管道（不能直接接入共用接地系统）等均需要开展此类连接，图1为典型的等电位示意图。在等电位连接中，必须关注以下几点：（1）窗户必须接地处理。（2）屏蔽接地部分应连接良好。（3）等电位连接线应为不小于6mm的多股铜芯线。
图 1 典型的等电位示意图
2.500kV变电站二次系统综合防雷接地技术的应用实例
2.1工程概况
为提升研究的实践价值，本文选择了某地500kV变电站作为研究对象，该变电站具备设备外形尺寸较大、工作电流大、设备与线路电压等级高、被控制对象较多、控制对象距离较远、控制电缆用量大、抗干扰问题等特点，因此该500kV变电站应用二次系统综合防雷接地技术开展了如下改造。
2.2防雷改造
2.2.1电源系统防雷改造
电源系统防雷改造前技术人员首先开展了计算工作，由此得出了表1所示的变电站雷电概率及其电流数据，结合数据技术人员最终选择了三级防护措施用于500kV变电站二次电源防雷击电涌过电压防护，具体设计选择了德国PHOENIX电气集团生产的防雷产品，具体的改造措施如下所示：（1）一、二级防雷保护。FLTPLUSCTRL-0.9/I（4只）、VAL-MS230/3+1（1只）安装于高压室1号站用屏交流进线端，2号站用屏交流进线端开展相同设置，100A熔断器安装于防雷器前端。（2）三级防雷保护。采用VAL MS-230型号的浪涌抑制器作为通信机房电源三级保护，80A熔断器安装于防雷器前端。（3）其他改造。FLTPLUSCTRL雷击电涌保护器、VALMS230/3+1FM限压型过压保护器、VALMS230FM浪涌吸收保护器分别用于一、二、三级防雷保护[2]。
表 1 500kV变电站雷电概率及其电流数据
2.2.2信号系统防雷改造
为保证信号系统安全稳定运行，500kV变电站采用了如下信号系统的防雷改造：（1）改造思路。考虑到500kV变电站会受到雷电波带来的较高瞬时冲击能量影响，采用了科技含量较高、针对性较高的防雷保护装置。（2）防雷产品选择。为提升二次系统综合防雷改造有效性，引入了一大批新型防雷保护装置，如选择了CN-UB-280DC-SB型号防雷产品用于GPS天馈线防雷、PT3-HF-12DC型号的防雷产品用于线路电度表屏防雷、PT2X2-24DC型号的防雷产品用于载波机室防雷。
2.3接地系统改造
2.3.1等电位连接设置思路
考虑到500kV变电站信号线路、电源线路因雷电感应产生的瞬态过电压将带来严重影响，确定了在入户处开展总等电位连接的改造思路，由此实现整个500kV变电站内部接地母排的相互联通，即可实现整个500kV变电站的等电位连接。
2.3.2等电位连接设置位置和要求
应首先计算500kV变电站被保护信息系统设备绝缘承受的电涌电压，计算公式为：
其中，Ur、di/dt分别为避雷器残压、雷电流陡度，L则与专用引下线的长度成正比，考虑到U值偏大可能导致的设备易损坏，等电位连接设置中的所有电涌保护器连接线全长被控制在0.5m以内，同时在500kV变电站设置S型接地基准点，为实现局部等电位连接，基准点需与500kV变电站的建筑物主钢筋连接，同时，在机房六面敷设金属屏蔽网，采用短线技术减小导线雷电感应电压幅值。图2为500kV变电站等电位连接网络，该连接网使用的材料必须有较大的截面积，如等电位网络线铜材截面积为25mm2、钢材为100mm2。
图 2 500kV变电站等电位连接网络
结论：综上所述，本文研究的综合防雷接地技术能够较好服务于500kV变电站二次系统。而在此基础上，本文涉及电源系统防雷改造、信号系统防雷改造、等电位连接设置等内容，则证明了研究的实践价值。
参考文献：
[1]陈鑫.变电站二次系统接地方案研究与应用[J].电子技术与软件工程,2016(06):235.
[2]扈海泽,容展鹏,赵军.变电站二次系统防雷保护分析[J].电力与能源,2015,36(04):512-515.
作者简介：
四川省达州市宣汉县东乡镇文骏苑小区 唐寅 13778325410
论文作者:唐寅,吕培水
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/5
标签：防雷论文; 变电站论文; 电位论文; 系统论文; 过电压论文; 电源论文; 雷电论文; 《电力设备》2018年第6期论文;