武志强
国网孝义市供电公司 山西省孝义市 032300
摘要：为做好电力调度自动化设备的防雷工作，本文分析了雷击对自动化设备的主要危害，并结合本人实际工作经验提出了一些电力调度自动化设备的具体防雷措施，以期能有效防止雷电袭击，更好的保障电力调度自动化设备的安全、稳定运行。
关键词：电力调度；设备；雷击；原因；防雷措施
前言
在变电站的自动化改造过程中，新建了大量的综合自动化变电站，并且应用了许多自动化设备。但是由于在自动化设备的内部具有高集成、低电压的集成电路，极易受到周围环境的影响。尤其是对于地处雷雨较多地区的变电站来说，因为雷雨天气非常多，所以雷击成为影响自动化设备正常运行的最大因素。一般来说，电力系统中的高压电器设备位于避雷针的保护范围之内，因此具有加强的抗雷击能力，受到雷击的影响也非常小。但是自动化设备不同，随着计算机等微电子技术的应用，特别是由于变电站位于山区之内，这就使得自动化设备的接地电阻很难达到设计的要求，因而一旦发生雷击现象，就会对自动化造成不可挽回的损坏，比如说程序运行出轨、通讯中断等问题，直接影响着电力企业的经济效益。因此，加强雷击的危害分析，采取相应的自动化设备防雷击措施，对于保证调度自动化设备的稳定运行具有十分重要的现实意义。
1、雷击对自动化设备的危害
当雨季来临之后，通常会伴随着雷击的现象，这时雷击会随着变电站的接地网进行散流，由于支线上各个位置的雷击电流和电位存在着很大的差别，一旦自动设备所处的等电位不同，就会使得电信信号在联系的过程中产生超过其承受能力的电位差，进而导致自动化设备被烧坏。一般来说，直击雷在放电的过程中，其能量会通过电磁感应和静电感应来向四面八方辐射，因此对于变电站设备的损坏性是非常大的，其危害的面积也是非常的广泛。除此之外，在雷击过程中，雷电感应还会通过架空线路中的电压形成雷电波，从而沿线进入变电站当中，从而击穿设备绝缘能力比较弱的地方。近年来，随着雷电等自然现象的出现，电力系统中的自动化设备损坏现象持续增加，由此导致出现测控装置误动、拒动等问题的发生，甚至于直接造成自动化设备的永久性“罢工”。鉴于此，面对雷击对自动化设备的严重破坏性，需要采取一定的调度自动化设备防雷击措施，减少雷击的危害。
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2、调度自动化设备防雷击措施
就变电站传统的防雷措施效果来说，虽然对一般的电力设备发挥了一定的功效，但是对于综合自动化设备来说，其防护效果并不是很充足，还需要在原有的基础上，有针对的采取防护措施，从而保证自动化设备的安全运行。
2.1在自动化设备供电电源中安装浪涌保护器
在雷击的过程中，电源回路是雷电流最易进入的通道，也是最易对自动化设备造成影响的一种方式，相对应的，也是进行防雷击的一道重要防线。因此，在变电站中安装具有保护功能的交流电源SPD，不仅能够在最短的时间内将对雷击产生的大量脉冲进行感应，并能够将其释放到接地网中，从而对自动化设备进行保护。从SPD的工作原理来看，当外界的环境处于正常的时候，防雷器呈现高阻的状态；一旦电源受到了雷击或是在开关操作中出现了瞬时脉冲电压，防雷器就会立即启动，瞬间导通并将脉冲电压向大地释放，进而对自动化设备的电源起到保护的作用。此外，当脉冲电压被充分释放之后，防雷器又恢复高阻的状态，不会对自动化设备的运行造成影响，因此，防雷器能够对雷击进行感应，并阻止雷电波的侵入。
2.2在自动化信号采集回路中采取隔离措施
在变电站自动化系统的输入设备中，主要由断路器和隔离开关的辅助触点构成，而且这些设备主要位于室外，并与自动化设备相连，如果产生了雷击现象，就会产生电磁涌流干扰。鉴于此，为了避免雷击现象的影响，可以在输入回路之前安装一个隔离器，从而对输入的信号进行隔离处理，防止雷击对测控装置的影响，与此同时，为了消除感应电压对自动化设备的损坏，可以采用光电隔离器。
2.3改进自动化设备的接地系统
在变电站当中，设备的接地系统是对预防雷击现象最主要的措施，但是在其应用过程中，也会对自动化设备造成一定的影响，因此需要对其进行改善，从而达到更好的效果。一般来说，如果自动化设备的接地措施采取的合理，就会减少变电内的高频瞬时电压幅值，尤其是对于设备的各个瞬时电位差来说，通过电位差的相对降低从而减少了设备瞬时电位突然上升的现象。鉴于此，在对接地系统进行改进的过程中，可以在变电站的主控室电缆沟内铺设铜排，通过将其延伸到接地网中，从而将二者连接在一起，实现保护的功能。与此同时，对于自动化屏柜当中的接地铜排来说，其截面积与变电站主控室的电缆沟一样，都不能小于100mm2，此外，还要与二次接地铜排相连，从而限制自动化设备的瞬时电压，并充分发挥接地系统的保护功能。
2.4屏蔽自动化设备
通常情况下，变电站的自动化设备所采用电压互感器和电流互感器均处于强电回路当中，因此一旦发生雷击现象，就会对自动化设备产生一定的干扰，鉴于此，在电力工程的设计中，要尽量采用屏蔽电缆，即在所应用的电缆要具有隔离层和屏蔽层。一般屏蔽层是要与地面安全相接的，而屏蔽层则要在两端接地，值得注意的是，在其它的电缆中不能出现两端接地的现象，这种方法不仅能够对电场起到屏蔽作用，还能够避免雷电电磁脉冲感应随着自动化线缆而损坏自动化设备。除此之外，在自动化的屏柜当中，不仅对其金属外壳进行接地处理，还要将屏门的活动部分连接柜体。总之，采用以上这些措施，从而将自动化设备与雷电相屏蔽，从而减少雷击对设备损坏的概率。
2.5电压和UPS过电保护
一般来说，当雷电袭击进入电力调度自动化系统中时，会使其电气设备的电源电压瞬间增大，从而给UPS设备造成极大的影响。同时，一但当雷电发生时，即使发生的地点与电气设备系统较远，雷电磁流也会通过电网系统快速地流入到供电系统的终端中。即便是一些小型的雷电流也会对电气设备造成一定的影响，因此，必须加强UPS保护。但目前单对UPS进行保护是远远达不到系统保护措施的，因此必须还要同时增加以下四级保护措施：其一，在第一级保护中，首先要使用三级气体放电管对雷电放电产生的电流进行控制，从而使雷击电流在电流值上所产生的电流量可以控制在电力调度自动化系统及电气设备所能承受的范围之内。其二，在第二级与第三级保护中，要利用防雷装置中的限流模式与压敏电阻将雷击电流所产生的磁流量控制在系统所能够承受的负荷之内。其三，在第四级保护中，要使用TVS管，这种设备对于雷击所产生的错位电差有着较好的控制和约束作用。
3、结束语
综上所述，在自动化设备的运行过程中，雷击成为影响其调度的最主要因素，一旦不能采取有效的防护措施，便会造成不可挽回的安全事故，对于自动化设备的损害是极其大的。鉴于此，电力企业应该高度重视自动化设备的防雷措施，分析雷电产生的原因和危害，并采取切实可效的防护措施，从而减少雷击对自动化设备的毁坏，保证自动化设备的安全可靠运行，进而维护整个电力系统的稳定。
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论文作者:武志强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/6
标签：自动化设备论文; 变电站论文; 雷电论文; 措施论文; 防雷论文; 设备论文; 电压论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;