变电站防雷范文第1篇

变电站 防雷 技术

在高速发展的现代社会中,各类先进的电子设备的广泛运用。使其遭受雷击危害的几率也大大增加。尤其是变电站内的电子设备,受雷击影响的概率更大。变电站一旦发生雷击事故,可能严重影响人们的正常生产、生活。因此要求变电站的防雷设计必须十分可靠。

1 雷电的危害

雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象,在某种天气和地质条件下,潮湿的热气流进人大气层冷凝而形成雷云,大气层中的雷云底部大多带负电荷,它在地面上感应出大量电荷,这样,雷云和大地之间就形成了强大的电场。随着雷云的发展和运动,当空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度时,就会发生雷云之间或雷云对地的放电,形成雷电。其放电过程包括先导放电、主放电和余辉放电三个阶段,放电通常是重复进行的,随着放电的次数增加而雷电流会逐渐减少。按其发展方向可分为下行雷和上行雷。下行雷是雷云产生并向大地发展的,上行雷是接地物体顶部激发起,并向雷云方向发起的。实际上,变电站会遭到雷击主要有两方面的原因:首先是雷电直接击中变电站的各种建筑,其次是雷电是有附近的电线来影响到变电站。在多年的实践中,我们一直使用避雷针或避雷线来防止雷击,把属于变电站的所有设施和有关建筑都包含在避雷针或线的保护中。

雷击危害主要是对设备或建筑物等产生电、热和机械性质的破坏。雷击的危害主要表现为以下几个方面:

1.1 电性质的破坏:雷电发生时,会产生数十乃至数百万伏的高压冲击波,破坏由电气设备和线路绝缘,引起大规模的停电,甚至可能引起火灾和爆炸。线路或设备绝缘的损坏又为高压窜入低压提供了危险条件。高压冲击波还可能与附近的金属导体之间产生放电火花,危及设备和人身安全。

1.2 热性质的破坏:雷击时,高达数十乃至数百千安的雷电流通过导体,在极短的时间(50-100µs)内转换出大量的热能,可能造成金属熔化、飞溅或易燃品的燃烧,引起火灾或爆炸。

1.3 机械性质的破坏:当巨大的雷电流通过被击物时,上千度的高温使其缝隙中的气体剧烈膨胀。与此同时,其中的水份又急剧蒸发变成水蒸气,致使被击物损坏,甚至爆裂成碎片。

此外,静电斥力、电磁推力也有很大的破坏作用,雷击时的气浪又会伤及邻近人员和损坏建筑物。事实上,雷击时上述几种破坏几乎同时出现,其危害是很大的。

2 防雷措施

避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器都是经常采用的防雷装置。避雷针主要用来保护露天变配电设备及保护建筑物;避雷线主要用来保护输电线路;避雷网和避雷带主要是用来保护建筑物;避雷器则主要用来保护电力设备,属于一种专用的防雷设备。变电所通常采用下列防雷措施。

2.1 装设避雷针

为保护整个变电所设备和建筑物免遭直接雷击,变电所内应装设避雷针。避雷针的功效实质是引雷作用,它能使雷电场产生畸变,从而将雷云放电通道由原来可能向被保护物体发出的方向吸引到避雷针本身,然后经与避雷针相连接的引下线与接地装置将雷电流泄放到大地中去,使被保护物免受直接雷击,变电所通常装设多根避雷针来满足保护要求。避雷针可单独立杆,也可利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔;但变压器的门型构架不能用来装设避雷针,以防止雷击产生的过电压对变压器网络放电。避雷针一般采用镀锌圆钢(针长1m以下时直径不应小于12mm,针长1-2m时直径不应小于16mm)或镀锌钢管(针长1m以下时直径不应小于20mm,针长1-2m时直径不应小于25mm)制成,通常安装在电杆或构架、建筑物上。它的下端要经引下线与接地装置相连接。

2.2 装设架空避雷线

避雷线也称架空地线,在变电所进出线上方架设避雷线,可避免出现遭受直接雷击,危害变电所内部设备;当进出线在避雷线保护范围外遭受直接雷击或感应过电压时,可降低过电压的幅值,减轻对变电所内部设备的危害。在变电所110kV进线盒27.5kV馈出线均装设架空避雷线进行保护。

2.3 装设避雷器

避雷器是为防止沿线路侵入变电所的雷击冲击波对电气设备的破坏,把雷电波(或感应雷电波)限制在避雷器残压值范围内,从而使变压器及其他电气设备免受过电压的危害,其接地电阻不得大于10Ω。在变电所每路进线终端、主变压器的低压侧出线、主变压器的中性点引出线、27.5kV馈出线上,一般都装设避雷器。

2.4 装设抗雷线圈

在变电所27.5kV馈出线上,串联抗雷线圈和避雷器配合使用,可以有效地降低雷电入侵波的陡度,加强防雷效果。

3 变电站防雷保护

变电站防雷保护是一个系统工程,它由三个子系统即三道防线组成:

3.1 第一道防线(即第一子系统)

其作用是防止雷直击变电所电力设备。这道防线由拦截受雷(接闪器)、引流、接地散流防护系统组成。接闪器有避雷针(线),小变电所大多采用独立避雷针,大变电所大多在变电所架构上采用避雷针或避雷线,或两者结合,对引流线和接地装置都有严格的要求。第一级防护区为全所范围内的高压设备部分和高压线路的进线段保护范围。主要措施为独立避雷针、构架避雷针、架空避雷线、高压避雷器、设备引下线、主接地网和微波塔及其接地。由于避雷针的采用增加了雷击概率,感应雷对电子设备的危害几率增加。为了减轻雷击感应幅射,有些工程采用了带屏蔽作用的引下线,有的采用多条引下线分流,这些措施均可起到一定作用。

3.2 第二道防线

第二子系统为进线保护段。雷击进线保护段首端及以外时,绝大部分雷电流被引入地中,只有很小部分的雷电流沿架空线路导线侵入变电所。雷电波沿架空线路导线传播时,受冲击电晕和大地效应影响而衰减,能降到变电所电气装置绝缘强度的允许值。

变电所的主要危险是来自进线保护段之内的架空线路遭雷击,反击导线或绕击导线产生雷电侵入波,因此进线段又称危险段。加强进线段防雷保护是十分重要的,要求避雷线具有很好的屏蔽和较高的耐雷水平。不管如何,反击和绕击仍是可能的。因此,变电所设防(第三道防线)要求的进线保护段(危险段)愈短愈好,这样允许侵入波的陡度和幅值较大。对变电站进线实施防雷保护,其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电渡的陡度。当线路上出现过电压时,将有行波沿导线向变电站运动,其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压,线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此,在靠近变电站的进线上加装避雷线是防雷的主要措施,如果没架设避雷线,当靠近变电站的进线上遭到雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可超过5KA,且其陡度也会超过允许值,势必会对线路造成破坏。

3.3 第三道防线

第三级防护区包括变电所主控室、远动通信机房及全部电子设备。其主要任务是多重屏蔽、电源过压嵌位、信号限幅滤波、地电位均压、浮点电位牵制。

3.3.1 多重屏蔽

微电子设备工作电压低击穿功率小,靠单一屏蔽难以达到预期效果,必须采取多重屏蔽。利用建筑物钢筋网组成的法拉第笼,以及设备屏柜金属外壳、装置金属外壳等逐级屏蔽。早期的变电所建筑留下了许多防雷的先天不足,新建的变电所必须按国标(GB50057-94)《建筑物防雷设计规范》 及邮电部(YD2011-93)《微波站防雷与接地设计规范》电力部(DL548-94)《电力系统通信站防雷运行管理规程》等要求利用建筑物女儿墙、天面防雷网及结构钢筋、基础钢筋焊接成一体的网,以及设备特殊要求的金属幕墙组成第一级屏蔽。

3.3.2 地电位均压

笔者赞同室内采用联合地网,设环形地母线、接地汇集线。地母线与地网采用多条引下线对称引下连接。对于电子设备之间电的联系跨度较大的部分,跨越几个防护区的部分,常因地电位不均衡造成工作出错或损害。国家电力调度通信中心曾发文制定反措,在变电所主控室电缆层敷设不小于100mm2的铜地网延伸至220kV耦合电容结合滤波器处连接。这一措施实施以来效果令人满意。不仅仅是高频保护,目前就地布置的电子设备与分控室或主控室之间的通信如果采用电的联系,同样会遭遇此问题,现场可以根据具体情况采取地电位均衡措施。

3.3.3 浮点电位牵制

建筑物内金属门窗、玻璃幕墙、吊顶龙骨、灯具等均可能随雷电二次效应危害电子设备,应予就近多点接地以防不测。变电所二次回路直流蓄电池长期为浮点运行。为防雷害,应采用直流避雷器和在绝缘监察装置内加装气体放电管。

4 变电站防雷设计的基本措施

4.1 降低感应电压

由于雷电感应电压的高低与被感应导体的长度、截面、位置等有关,因此电气设备二次装置连线应尽可能的短,而且也可以采用有屏蔽的导线来降低感应电压。

4.2 采用新材料

采用绝缘隔离,一些保护装置模块的外壳或固定支架可以采用绝缘材料,信号的传输可采光缆、光电耦合器,对RS-232、485以及CAN等数据通讯接口加装光电隔离器等措施都可以大大削弱雷电感应电压。加装浪涌抑制器,存保护、通讯、自动控制系统的设计中考虑使用瞬变电压抑制二极管(TVS)、气体放电管(GDT)、压敏电阻(MOV)、齐纳二极管(ZENA)等浪涌抑制器,都能对电路中出现的瞬间浪涌电压脉冲起到分流和箝位的作用,可以有效地防止过电压对设备的损害。可以在低压电源系统中采用电源防雷器,当雷电入侵时,电源防雷器能在极短的时间将雷电产生的大量脉冲能量释放到安装地线上,从而达到保护电路上设备的目的。正常情况下,防雷器处于高阻状态。当电源由于雷击或开关操作现瞬时脉冲电压时,防雷器立即在纳秒级的时间内导通,将该脉冲电压短路到大地进行泄放。

4.3 提高对变电站接地装置重要性的认识

严格按照有关标准要求进行防雷接地的设计,定期对变电站进行接地电阻测量,当接地电阻达不到规定要求时,要及时采取有效的措施加以改进。变电站中长期使用的金属接地体因具有易腐蚀、寿命短、小稳定、效果差、高阻抗等缺陷,近年来已受到很大的挑战,因此推荐使用新型“高效长寿接地极”,它是由金属极芯和稳定性较好的非金属导电材料组成,克服了传统金属接地体的弊端。

4.4 合理设计接地网

在设计接地网时应尽量采用方孔地网,以改善地面电位分布,合格分布网格大小,防止局部电位升高。同时在电缆沟内要设置接地带、在电缆沟附近要设置与电缆沟半行的水平均压带以改善电缆沟的电位均匀。考虑到雷电波沿导线入侵变电站,所以变电站设计时进线存断路器或隔离开关后面、土变附近的母线上装设避雷器,来限制雷电过电压。但当开关处于备用状态或者因故障处于短时分闸状态时,进线断路器等设备就脱离了母线避雷器的保护,这时强大的雷电波沿线路到达开关后,雷电的泄放通路中出现断口,根据波的折射理论且阻抗不配,波的振荡会形成很高幅值的过电压,从而对断口处,开关等设备的绝缘构成重大危害。为了避免以上事故的发生,我们除了在变电站内设计避雷针,在母线上装设避雷器外,还要考虑在进线断路器的线路侧增设避雷设备,来限制从线路上侵入雷电波过电压的幅值。可选择在变电站内进线架构上或出线的第一杆塔上装设无间隙避雷器,同时为了防止相间过电压,可采用三相组合式避雷器。

雷击对变电所电子设备的危害主要表现在感应过电压,侵入波过电压、地电位反击,雷电二次效应等。对变电所电子设备的防雷应分区分级防护,引雷、分流、散流、屏蔽、均压、隔离、限幅、嵌位、滤波相结合,充分利用当代先进技术,根据电子设备工作特点选用低压避雷器,如高频避雷器、数据避雷器、放电管、硅瞬变二极管、瞬态过电压保护器、组合式避雷器等,等将雷害事故和干扰减少到最低程度。

参考文献

[1]吴上文,变电站设备与微波设备防雷设计,上海电力,2006,04

[2]陈名友,刘良兵,综自变电站二次系统防雷技术措施,安徽电气工程职业技术学院学报,2010年1期

[3]牛洪波,齐鲁石化电网综合防雷改造,电气应用,2008年2期

变电站防雷范文第2篇

【关键词】输电线路 变电站 防雷保护措施

随着国家经济水平的发展，电力工程建设工作也进行了如火如荼，电力输送的安全性直接影响着国民经济水平的健康发展。输电线路多分布在偏僻的野外，在实际的运行过程中很容易受到雷击因素的影响，因此，做好输电线路与变电站的防雷保护措施十分的重要。

1 输电线路防雷措施分析

1.1 设置好避雷线

如果输电线路遭受到雷击，就会产生过电压，这种过电压远高于输电线路额定电压，若这一过电压超过输电线路绝缘子串抗电强度，就会发生跳闸问题。如果情况严重，往往会引起大范围停电事故。为了避免该种问题的产生，可以在输电线路中设置好避雷线，在设置避雷线之后，即使受到雷击，那么也会作用于避雷线，地下接地装置与金属部分会将雷电流引入到大地中，这就能够有效避免雷击影响输电线路的正常运行。

1.2 减小杆塔接地电阻

一般情况下，每根杆塔都需要设置好接地装置，将避雷线与接地装置连接起来，采取该种方式能够有效提升输电线路避雷效果。对于设置在山区位置的杆塔，可以在其底部增加辐射地线或者降阻剂，这就可以有效避免雷击对输电线路产生安全影响。

1.3 设置好自动重合闸

有关研究显示，在日常生活中输电线路出现的故障，至少有八成是瞬时产生的，为了避免这种瞬时事故影响输电线路运行的安全性，可以设置好自动重合闸，该种措施可以有效避免雷击引起的安全事故。此外，自动重合闸的应用还可以有效避免瞬时性故障的产生，可以保障供电的持续性。

2 变电站遭受雷击的原因与应对措施

2.1 变电站遭到雷击的原因

变电站遭到雷击的原因包括两个方面：第一种就是变电站内部设备遭受雷击；第二种就是雷电波通过输电线路进入变电站。其中，第二种情更加的常见，如果未采取科学的防雷措施，就会导致内部电气设备损坏，继而出现用电事故。

2.2 变电站防雷措施分析

2.2.1 设置好避雷针

将避雷针设置到变电站中可以起到理想的避雷效果，在出现雷电天气之后，避雷针能够有效将雷电吸引到上面，将其余电流引入到大地之中，这样就可以防止设备受到雷电流的影响，可以起到理想的保护效果。在设置避雷针时，必须要保障内部所有设备都能够受到避雷针的保护，同时，还要分析雷电引发的反击问题，提前做好防范措施。

2.2.2 加强进线防护措施

输电线路在雷击因素的影响下，往往会出现过电压，那么，行波导线就会向变电站方向运动，雷电对于输电线路的冲击压大于变电站内部设备耐压值，考虑到这一因素，在变电站之中，还要做好进线防护措施。该种防护措施需要设置在接近变电站进线位置，如果未进行防护，将会给线路带来极为不良的影响。

2.2.3 做好侵入波防护措施

为了避免侵入波影响变电站的正常运行，需要在变电站进线位置设置好阀形避雷器，目前常用的类型包括FS型与SFZ型，这两种阀形避雷器的作用与特征具有一些差别。前者多应用在小容量变电站的保护中，后者则多用于大容量变电站的保护中。

2.2.4 控制好防雷接地的质量

国家标准对于工地接地要求有着明确的要求，在变电站之中，需要设置好接地网，如果变电站的规模较小，设置避雷针即可满足需求。如果变电站规模较大，在设置避雷针时，需要控制好避雷针与配电装置之间的距离，一般需要超过5m。

2.2.5 做好变压器的防护工作

变压器的防护工作也是必不可少的，在安装避雷器时，需要将其设置在接近变压器位置，只有采用该种措施，才能够避免雷电波对绝缘层产生不良影响。在安装变压器室，需要采取科学的措施减小变压器与避雷针间的连线长度，该种设置方式能够避免雷电流出现压降问题。

2.2.6 做好防雷感应工作

在电力技术的发展之下，人们生活与生产的用电量越来越大，在这一背景下，人们对于变电站防雷保护工作也提出了比之以往更高的需求。截止到目前为止，变电站都设置了完善的防雷系统，这就可以有效避免雷击对供电稳定性的影响。但是，雷击因素产生的电磁脉冲会对变电站设备的运行产生电磁干扰，继而影响到变电站设备的运行效果，因此，需要针对这一问题采取科学的防范措施，这种措施是多种多样的，可以设置好接地引线、使用屏蔽电缆、改善线路回流位置的结构，也可以在信号接入位置应用光耦元件。

3 结束语

总而言之，在经济水平的发展下，人们的用电量水平越来越高，电能已经成为人们生活与生产活动中必不可少的资源，为了保障经济水平的稳定性发展，必须要提供完善的电力供应。除了需要优化电力工程施工质量之外，还要做好输电线路与变电站的防雷措施，防雷措施需要具有针对性，根据线路与变电站的规模进行设定，这样才能够有效避免雷击问题影响电力系统的安全运行。

参考文献：

[1]罗道军，华大鹏，郑卫东. 利用空心电抗器进行变电站防雷的初步探索[J]. 高电压技术. 2007（01）

[2]张翠霞，杜澍春，葛栋. 1000kV特高压变电站防雷保护和设备绝缘水平[J]. 中国电力. 2006（10）

变电站防雷范文第3篇

【关键词】 110KV变电站的防雷措施 避雷装置 安装SPD 接地防雷

随着国民经济的快速发展以及科学技术水平的不断提高，人们对日常生产生活电力需求大大增加，电力行业作为现代工业的基础得到了长足的发展。110KV变电站是电力系统重要的组成部分，是电力配送的重要环节以及电网建设的关键环节。然而由于110KV变电站的特殊性，雷电放电时很容易与变电站的电气设备接触，如果缺少特殊设备的保护，雷电中瞬间高电压强电流会使110KV变电站中的设备发生绝缘闪络或者击穿，引起变电设备和电气设备短路，进而造成大规模破坏，甚至发生严重的火灾，危及到人们的生命安全和财产安全，造成不可弥补的损失。所以对于电力系统来说雷电灾害一直是影响系统稳定安全运行的主要因素之一，而对于110KV变电站的建设来说，雷电防护更是主要的保护措施，所以对110KV变电站的雷电防护研究对于其稳定安全运行就有非常重要的意义。

1 雷电对110KV变电站造成的破坏

对于110KV变电站来说，来自雷电灾害的威胁有两方面，分别为直击雷和感应雷。其中直击雷是对变电站乃至整个电力系统危害最大的雷击方式，是带电云层放电时直接击中110KV变电站的电力设备而进行放电的一种灾害形式。由于带电云层直击放电时间短、电荷量大，所以产生的瞬间放电具有超高电压和超强电流，而这些高电压强电流的冲击远远超过了110KV变电站电力装置的承受范围，从而对电力设备造成大规模破坏，而直击雷放电时一般伴随着热效应和机械效应的产生，导致物体遭受严重的撕裂、扭曲以及爆炸等灾害发生，对 电力系统造成二次破坏。对于感应雷，顾名思义可以是由于电磁场感应而引发的雷电灾害，感应雷属于直击雷的附带灾害，当有直击雷对变电站的电力系统或者附近建筑等发生发电时，强电流通过金属管道或者电缆线会与110KV变电站的控制室中的电力设备和电气设备造成严重的电磁干扰，进而影响整个电力系统的正常运行。一般的，常见的感应雷会在雷击发生泄流入地之后，接地电网上会有一定的反击现象，进行局部放电，造成电气设备的绝缘性能降低，或者雷电流经过避雷接地引下线时周围的电磁场对变电站的设备产生暂态电压，影响变电站设备的正常运行。

2 110KV变电站主要的防雷措施

针对110KV变电站的雷电灾害发生时的破坏形式，我们应该从源头从发，降低雷电事故发生概率，并通过对设备进行直击雷和感应雷的雷电防护措施，来对变电站的电力设备和电气设备在雷击发生时进行保护。

2.1 安装避雷装置

安装避雷装置进行防雷是主动防雷的一种，将带电云层未放电时或者已放电但未影响电力装置时将雷击电流导引入地而避免其对变电站的各种设备造成波坏的一种防雷措施，常见的避雷装置有避雷线或避雷针、避雷器等。在110KV变电站建设时，可以根据变电站规模以及当地的气候条件来选择避雷针或避雷线，也可以二者相结合，来提高110KV变电站的抗雷能力。针对变压器防雷，可以在低压一侧安装避雷器，对侵入变电站的雷电波进行处理，将其降低到变压器中的电气设备的绝缘耐压允许范围内，在一定程度上对侵入变压器的过电压强电流进行限制。

2.2 安装SPD

由于雷电具有非常的不稳定性，放电电流的具有很大的电压和电流峰值，能量也相对较大，所以针对110KV变电站防雷，可以在电源进线处安装SPD来对侵入电网的雷电信号进行遏制，从而避免雷电流对电网造成的破坏。SPD是浪涌保护器，是各种电子、仪器仪表以及通讯线路中不可或缺的内部防雷装置。当有雷电流侵入110KV变电站电力线时，会产生尖峰电压或者强电流，SPD就会把过电压或者强电流限制在变电站的电力系统的设备所能承受的电压范围内，或者将强大的雷电流在极短的时间内导通分流，或泄流入地，从而避免浪涌对回路中其他设备的危害。同时可以配备低通滤波器或者压敏电阻，将雷电波中高能量的信号进行过滤，将电网能量降低到正常范围，从而对电网中的各种设备和终端用户进行保护。

2.3 接地防雷

接地防雷是防雷措施必须的一步，防雷在于接地，只有将雷电引入大地，才能真正使110KV变电站免受雷电灾害的影响。通过将回路中的某些节点通过金属导体与大地时刻相连，从而保持与大地相同的地位，从而实现对变电站的接地防雷保护。一般的防雷接地电阻值在1～30Ω，当有雷击发生时，可以将雷电流顺利泄入大地。

3 结语

110KV变电站的防雷必须做到细枝末节都要考虑到，稍有忽略会对整个电力系统的正常运行造成破坏，所以需要日常维护和操作人员定期对变电站的线路进行检查、仪器进行清洁等，确保各个保护设备都出自正常的运转状态，使110KV变电站能够正常工作。

参考文献

[1]陈晓鹏.浅析110KV变电站的防雷保护策略[J].科技与企业，2012年19期.

[2]刘慧鹏，方敏，向红伟.110kV变电站雷击事故分析[J].企业导报，2011（06）.

[3]黄萍.110kV变电站防雷保护探析[J].企业科技与发展，2012（19）.

变电站防雷范文第4篇

关键词：智能变电站 建筑物及设备 雷击 防雷保护

中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年来，随着我国电力事业的发展，对变电站智能化要求不断提高。智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能，实现与相邻变电站、电网调度等互动。

智能设备越是先进，芯片的集成度就越高，电路就越复杂，工作电压越低，对环境稳定性的要求也越高。雷击事件由于其极高的电压幅值和不可预测性，极大地威胁智能变电站的运行安全。因此，在智能变电站中，为保护建筑物及设备安全，提高其供电可靠性，优化防雷保护设计方案，加强防雷保护安全措施，最大程度的减少雷击事故的发生，有着极其重要的意义。

1 智能变电站雷击危害

1.1 雷击入侵途径

智能变电站遭受雷击的途径：（1）是雷直击于智能建筑物及设备上。（2）是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。（3）雷击点与被保护智能建筑物及设备有一段距离，或雷击中高压线缆或其附近，或是云和云之间的放电。远距离雷击产生的电涌类似于电磁感应产生的电涌。

1.2 雷击危害

智能变电站通信系统、自动化系统、监控系统、计算机信息网络系统、继电保护系统等大量采用CMOS电路和CPU单元的智能电子设备。当雷击建筑物、附近大地、交流供电线路或雷云空中放电形成过电压过电流，侵入智能设备。由于高度集成化的智能设备其瞬间过电压承受能力弱，极易遭受雷电过电压、操作过电压或电磁干扰的损坏，容易造成智能设备故障，继电保护发生误动、拒动的事故，严重威胁电网的安全运行。

2 智能变电站防雷保护分析

根据整个智能变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途，采取相应的防雷保护措施，对处在不同区域的电气设备接地进行等电位连接，使得电气设备达到统一的防雷效果。

2.1 雷电防护分区

将需要保护的空间划分为不同的防雷区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位连接点的位置。各雷电防护区定义见表1。

2.2 雷电电磁脉冲防护等级分析

综合分析智能变电站雷电磁脉冲防护等级，考虑以下几个因素：（1）根据智能设备抗干扰强度等特点要求。（2）根据智能变电站电压等级要求。（3）根据智能变电站所处地区、当地气象条件、建筑物高度要求。（4）对智能设备安全度的要求。（5）对智能设备风险评估计算结果分析。根据以上条件，确定智能变电站雷电磁脉冲防护等级，从而采取相应的技术措施。

3 智能变电站防雷保护措施

智能变电站防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点，安装适宜的保护装置。

3.1 直击雷防护

避雷针和避雷线是防范直击雷的主要设备，由接闪器、引下线和接地体组成。采用避雷针对智能变电站建筑物及高压配电装置进行直击雷保护并采取措施防止反击。

智能建筑物考虑采用避雷带，在规定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位敷设，并在整个屋面组成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的网格。引下线不少于两根，其间距要满足规程要求。

避雷器是为防止雷电波侵入，进行雷电过电压保护的主要设备。通过掌握各类避雷器的保护原理和性能特点，从而可以根据具体的变电站条件、防护设备的类型、目的、要求，进行合理的选择。

3.2 接地系统

接地是防雷保护很重要的环节。变电站接地系统的合理与否，是直接关系到人身和设备安全的重要问题。不管是直击雷、感应雷或其它形式的雷，采用何种类型的防雷设备，都要求将雷电流尽快通过接地装置导入大地。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。

智能变电站接触电势与跨步电压均不能超过允许值。为防止转移电位引起的危害，对可能将接地网的高电位引向站外或将低电位引向站内的设施，应采取隔离措施：对外的通信设备、引向站外的所用电设备加隔离变压器；通向站外的管道采用绝缘段等。

智能建筑物采用镀锌扁钢接地。接地主网考虑到接地系统长期安全可靠运行对接地材料的高要求，结合智能变电站地质探测结果腐蚀性的情况，对用材进行比较：镀铜钢网、镀锡铜网、镀锌钢网。

3.3 智能设备过电压保护

对于智能系统，在电源线、信号线、接地线等过电压可能侵入的所有端口，装设必要的浪涌过电压保护装置，从而将侵入的过电压箝制到设备耐压允许水平。采用屏蔽电缆等阻挡并衰减施加在设备上的过电压。

为了彻底消除雷电引起的毁坏性电位差，就特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过电涌保护器进行等电位连接。

4 结语

智能变电站的防雷保护，综合运用直击雷防护、接地系统、过电压保护等各项技术措施，构成一个完整的防雷体系。通过全方位防护、综合运用、层层设防，保证智能变电站的安全可靠运行。

参考文献

变电站防雷范文第5篇

关键词：通信系统 变电站 防雷 措施

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-264-02

1 雷电对于我国变电站通信系统的危害

以往，我国主要将雷电波涌顺相关线路对变电站通信系统的危害作为防雷的主要目标。受传统观念影响，只要基于我国防雷设计规范，就能够开展好变电站通信系统的防雷工作。比如安装并设置好均压环、接地装置、引下线和避雷针等防雷装置，变电站通信系统的防雷就可以万事无忧了。通信技术和信息技术的高速发展，使得变电站广泛的使用着多种通信设备，导致雷电的危害也日益显著。通信设备的精密化、元件的集成化都导致设备电路难以承受雷电波涌。一旦雷电击中避雷针，引下线对应完成释放雷电电流的功能。而在这一过程中，强力变化的磁场会作用于引下线之上，而处在磁场影响范围之内的传输线路、信号和设备均由于相对地磁力线的切割而产生瞬时感应高压，并和低电位的地线作用生产电压差，最终影响通信设备的正常工作，甚至损毁相关设备。由此可见，即便安装和设置了避雷针，也无法有效保护变电站内的设备安全及人身安全。电子信息技术时代要尤其重视雷电波涌造成的过电压，采取科学有效的防雷措施。

2 雷击损害通信系统的原因

一般来说，变电站的防雷系统都较为完善，所以室内设备遭到直接雷击的几率极小。然而，由于变电站通信系统由网络设备、GPS对时设备以及计算机等多种设备组成，相互间的连接线路极为复杂，由雷雨云放电、雷击架空线路或变电站附近大地产生，或者因为电磁感应及静电产生的冲击过电压，就有几率经由接地系统、信号线路和电源线路，作用于相关接口，以辐射、耦合、传导的形式，干扰或者破坏通信系统的相关设备。笔者结合自身工作经验，将雷击损害通信系统的原因总结为以下几个方面：

（1）不规范的接地。

受不规范接地的影响，雷电侵入相应接地点就容易产生幅度较大的电位差，由此形成的电磁干扰会对变电站自动化系统的工作产生较大的影响，使装置模板遭到严重损坏。另外，地电位会由于雷电作用而升高，同样经由设备的接电线侵入到变电站通信系统内部，该过电压也会对相关设备功能模板造成损坏。

（2）二次电缆的雷电引入。

同一次设备直接连接的二次电缆由于雷电而产生的感应过电压会对相关隔离板产生影响，对其输入隔离元器件造成击穿，进而损坏设备板件。

（3）通信线的雷电引入。

因为雷电导致由通信线连接的设备两端产生明显的电位差，进而作用到对电流敏感的通信串口，会使变电站通信设备乃至自动化系统的通信串口遭到严重破坏，甚至使功能板损毁。

（4）电源线的雷电引入。

不重视遏制雷电产生的瞬时高电压，会使得其经电源线直接侵入到变电站通信系统内，进而对电源模板的工作产生影响，抬高相关功能模块的工作电压，使设备无法正常工作，严重的还会损毁元器件和设备。

3 防雷工作原则

就变电站通信系统的防雷而言，要求系统化和科学化，对规划和设计防雷系统，选择、维护和安装相关防雷设备等环节的工作提出了严格的要求，有效的防雷能够确保业务和设备的安全运行。所以，变电站通信系统的防雷必须基于以下几个原则：

（1）可靠性、安全性原则。

变电站通信系统的防雷设计首先要考虑可靠性、安全性、合理性和科学性原则，所选择的产品一定要是可靠和成熟的产品。具体要求如下：确保通信系统能够安全可靠的运行，系统工作时无衰减和损耗；能够符合防范雷电波涌和雷击感应电压的技术要求，并可以自动复位；在防护器件受到损坏或者失效的状况下，具有自动脱扣、遥讯接口和声光报警的功能，并可通过热插拔进行更换维护，无须停机处理故障。

（2）可维护、可扩充和开放性原则。

日益发展的防雷技术，为使用户投资得到保障，防雷设备的选型不但要满足相关标准，从而利于变电站通信系统的升级。

（3）实用性原则。

变电站通信系统的安全和投入应当成正比关系，从而降低维护成本，使通信设备的寿命得到延长和提高。最大限度确保用户需求就是变电站通信系统的实用性目标，该原则和性能是防雷系统最为重要的原则。

（4）先进性原则。

采取现阶段全球最为成熟和先进的设计技术，以利于防雷接地系统可以满足日后业务发展和技术发展的趋势。就我国电力通信的发展而言，防雷系统的先进性原则可以在下列方面予以体现：

在规划设计时，一定要综合考虑变电站及通信设备的特点，对电力通信网、电力调度控制网和高压输变网内弱电及强电设备的防雷接地系统的协调性及兼容性。

4 变电站通信系统的防雷措施

4.1 科学合理的选择防雷设备

现阶段我国主要基于《建筑设计防雷规范》等强制性国家标准来选择防雷设备，但是由于变电站通信系统的特殊性，建议变电站在国家强制性标准的基础上，参考计算机信息系统的GA-173-1998标准以及IEC-TC81系列标准，结合国外先进防雷标准，科学合理的进行防雷设备的选型，从源头提高变电站通信系统的防雷水平。

4.2 信号线路的防雷措施

信号线路的防雷措施可以从以下几个方面进行：

（1）连接设备的通信线路。当前变电通信主要采取了CAN、RS422、RS232、RS485等完成通信。设备间通信线路会由于雷击而生产感应过电压，从而损坏设备的集成电路以及相关通信串口。通过将信号防雷器安装在通信口两侧，起到防止雷电过电压的作用。

（2）天馈线。对N接头及BNC接头的GPS时钟系统，通过高频馈线防雷器安装在同步装置屏之前，防止雷电过电压由天馈线作用到通信设备之上，杜绝雷电过电压对通信设备的危害。

（3）通信线。将过压保护器安装在通信线路和设备之间，对经由通信线路传导的雷电过电压予以抑制，可对模拟电话线、FR、DDN帧中继、ISDN和ADSL等通信线路进行防雷保护。

（4）载波线。在通信机柜和载波之间设置双绞线防雷器，对载波线路引入的感应雷电过电压进行抑制，防止变电站内设备受到损坏。

4.3 屏蔽、接地系统的防雷措施

对变电站通信系统的屏蔽、接地开展规范工作，是提升变电站通信系统防雷水平最有效和最直接的方法。

变电站通信系统的相关设备应当使用共同的变电主地网，应对其接地电阻的设计值和现有水平进行检查，接地电阻通常情况下应小于0.5 ，越低的接地电阻，就能够使通信设备获得越强的抗干扰能力。

4.4 其他措施

（1）加固变电站通信系统内相关设备的用于传输信号的I/O端口。

（2）加固变电站通信系统内相关设备的的电源端口。

（3）对变电站的接地以及设备的直流接地开展地线优化和等电位隔离工作。

5 结语

科学系统的变电站通信系统防雷，能够确保通信设备的安全、正常使用，有利于变电站日常工作的开展。就系统论的角度而言，保持科学合理的系统结构，能够有机结合通信系统内相关要素，从而确保系统能够始终保持在高效的运行状态。变电站应当重视和落实通信系统的防雷，综合治理设备终端的感应防雷，通过安装不同类型和种类的防雷器等相关措施，最大程度的对雷电电磁脉冲和雷电感应电压进行抑制，从而有效的根治雷击安全隐患，并杜绝由于雷电过电压损坏通信设备，最终使变电站通信系统能够长期、安全和高效的运作下去。

参考文献：

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[2] 国际电信联盟标准部.电信交换设备耐过压和过电流能力[M].1990.

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