变电站二次系统防雷措施的研究
电力系统变电二次设备的防雷举措
电力系统变电二次设备的防雷举措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。
1 变电站二次系统防雷的重要性分析1.1 雷电的危害雷电作为自然现象的一种，当雷电击中变电站时，会对变电站二次系统的正常运行造成严重的影响，甚至是威胁到变电站工作人员的生命安全。
在变电二次设备的母线被雷击中时，会产生高数值的过电压。
当过电压数值过大时，则有可能将变电站电气设备的绝缘击穿，从而造成事故。
所以，应当在高压线路沿线、变电站内设置必要的避雷和防雷设施。
如避雷线、避雷器、避雷针等。
1.2 雷电对二次设备的主要入侵途径1.2.1 电地位干扰。
在雷电对二次设备的入侵中，电地位对设备的干扰主要分为三种途径。
其中包括雷击独立避雷针引起的反击电压造成对设备的干扰、电流通过避雷线入地造成的电地位干扰及避雷器接地线引起的反击过电压造成干扰。
1.2.2 传导雷干扰。
传导雷干扰的主要方式是另一处雷击通过二次系统的线路传导到系统的其他部分，对二次设备造成干扰。
在传导雷干扰中分为避雷器动作和不动作两种情况，当系统一出遭到雷击，在线路传导中雷电的过电压数值太高时，则避雷器动作。
当线路才换到中的过电压数值较低时，避雷器不动作。
1.2.3 变电站附近落雷。
当变电站附近落雷时，雷击会让变电站二次系统附近的磁场发生变化，通过系统设备的电磁感应对二次设备造成干扰。
其中，雷击的强度和对二次设备干扰强度成正比。
1.2.4 雷电对电站的干扰途径。
雷云在放电时的电压是很高的，不可能将电气设备的绝缘耐电压做到这个电压，事实上雷电的破坏作用主要是由雷电流引起的。
它的危害基本可以分为2种类型：一是雷直接击在建筑物上的热效应和电动力作用；二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁作用。
电站及其负载的特殊用途决定了它们的作业环境具有广泛性。
电站和负载舱体之间通过电缆连接，连接电缆一般为输电和控制电缆，电缆贴地铺设。
变电站二次设备雷害防护论文
浅谈变电站二次设备雷害及防护摘要：变电站做为我国电力系统中的重要组成部分，一直以来都深受着雷击的困扰，由于雷击事故造成的电站跳闸、以及一次设备发生故障、爆炸等，都直接威胁到变电站内的通信、自动化、保护及监控等二次设备的安全，尤其是现在随着越来越多的高科技技术在变电站中的大量运用，做好变电站的二次设备防雷保护就显得极为重要。
本文通过分析造成二次设备雷害的原因，以期提出有益的保护措施。
关键词：变电站二次设备雷害原因防护措施近年来，随着电力体制改革的不断深入与发展，以及科技水平的不断提高与应用，自动控制系统大量的应用于变电站的日常管理运行当中，在极大地为我们提供便利的同时，也为雷电波的入侵，造成二次设备损坏带来了安全隐患。
这严重威胁到供电系统的安全运行，给人们的生产和生活带来不便，甚至还会引发灾难。
大量的事实证明，由于变电站自动化程度的不断提高，使得各类先进的电子设备广泛地运用到了各电压等级的变电站内。
然而，由于电子设备内部结构高度集成化容易造成设备耐压，耐过电流水平有所降低，同时使得那些对浪涌较为敏感的电路雷电承受能力进一步下降，因此，当雷电击中变电站时，这些设备很容易被击毁。
1 变电站遭受雷击的途径和方式就目前的雷击形式来看，主要有直接雷击和感应雷击两种，直接雷击可以造成建筑物的损坏并引发火灾等事故，虽然变电站会装设避雷针或者避雷器，但这只是能保护变电站建筑物本身免受损害；其次是感应雷击，感应雷击会引起过电压，通过架空导线、天线以及电缆或者金属管的线路等通道将雷电引至内部设备，从而引起设备的损害。
因此，变电站的二次设备雷害主要是感应雷击引起的，主要表现在以下几个方面：1.1 感应雷击感应雷击的危害形式主要有静电感应和电磁感应两种，这种雷击通常会导致设备过电压放电，相对于直击雷而言，也叫二次破坏，由于雷电流周围强烈的磁场，会让周围的金属构件产生感应电流，这种电流通过向周围物体发电，从而引发火灾和爆炸，而如果电流一旦感应在联机设备导线上，那么他对设备的损害是难以估量的。
变电站二次设备防雷a-wyj
某大型变电站二次设备防雷案例
案例概述
防雷措施
某大型变电站的二次设备在雷雨天气下正 常运行，未受到雷击影响。
采用多级防雷保护措施，包括在控制楼安 装避雷网、避雷针等装置，对电缆、开关 柜等设备进行过电压保护。
案例分析
案例结论
该变电站的防雷措施较为完善，多级保护 有效降低了雷击风险。
大型变电站应采取多重防雷措施，确保二 次设备的稳定运行。
雷电的产生与传播
雷电的产生
雷电是大气中的静电放电现象，通常在雷雨天气中出现。当 雷暴云中的电荷积累到一定程度时，会在云层与地面之间产 生电场，引发雷电。
雷电的传播
雷电主要包括直击雷和感应雷。直击雷是指雷电直接击中建 筑物或设备，造成直接雷击。感应雷则是指雷电产生的电磁 感应脉冲，通过导体传播，影响周围的电子设备。
防雷系统的设计原则与要求
综合防护
综合考虑直击雷、雷电波 侵入、电磁脉冲等对二次 设备的影响，采取多层次、 多级别的防护措施。
接地系统
确保防雷系统的接地电阻 符合要求，保证雷电流能 够顺利导入大地。
屏蔽措施
对二次电缆进行屏蔽，减 少电磁干扰对二次设备的 影响。
防雷系统的施工与验收
施工准备
确保施工队伍具备相应的资质和 经验，熟悉防雷系统的设计要求。
某山区变电站二次设备防雷案例
案例概述
某山区变电站的二次设备在雷电活动 频繁的季节正常运行，未受到雷击影 响。
案例分析
该变电站地处山区，雷电活动频繁， 但因采取了有效的防雷措施，二次设 备运行稳定。
防雷措施
采用直击雷防护和雷电电磁脉冲防护 相结合的方式，包括在控制楼安装避 雷网、避雷针等装置，对电缆、开关 柜等设备进行过电压保护。
浅谈变电站二次系统防雷接地保护措施
中心变电站一、二次设备和控制系统进行 了全面更新改造 ， 各 类保护和控制 系统均采用计算机控制 的综合 自动化系统 ， 与 这 过去传统的保 护和控制装置相 比， 是一 次技 术上 的革命 。但 随 之带来 了各种干 扰 问题 ， 特别是在雷击 时， 由雷 电过 电压产 生 的雷 电过 电 压 干 扰 ， 微 电子 元 件 的 影 响 最 为 严 重 ， 为 这 些 对 因 微 电子元件对雷 电干扰 具有敏感性 ， 在雷电干扰 时会 使逻 辑混 乱 造 成 芯 片 损 坏 ， 护“ 灵 ”严 重 时会 危 及 发 电机 、 保 失 ， 变压 器 等
ｌ 建设 １ 电力
浅谈 变 电站 二 次 系统 防雷 接地 保 护措 施
王 剑 平
（ 南省机场管理集团有限公司长沙黄花 国际机 场分公 司） 湖 摘要 ： 阐述 了雷击对变电站 内二次系统的危害， 并分析 了遭受雷击的原因， 出了采取的防护措施 。 提 关键词 ： 电站； 变 二次系统 ； 防雷 ； 防护
＋
直击雷 、 感应雷， 直击雷是指雷云与雷云之 间， 电可 以分 雷 为 这 两 种 。 大 地 与 雷 云 或者 建筑 物 上 某 一 点之 间迅 猛 的放 电 ； 感应雷也可 以叫二次雷， 因为是 由雷 电引起 的静 电感 应和 电磁
感 应 的统 称 。
Ｓ Ｄ种类 基本上分三 大类型 ： 电源避 雷器 （ Ｐ ① 安装 时主要
最大 持续耐压 Ｕ ｃ是 指 能 长 久 的加 在 防 雷 器 的指 定 端 ， 而
２ 雷 电入侵站 内二次 系统 的途径及 防护
变 电站 的防直击 雷系统 比较 完善 ， 网接地 电阻小 ， 电 地 雷 泄放快。但是， 由于雷 电波的波 峰幅值和能量很大 ， 虽然雷 电波 在经过一 次设备防雷系 统后， 部分能量得 以消除 ， 大 但仍有部 分雷 电波 以相对很高 且作用时 间很 短的低能量尖峰 脉冲的形 式 通 过 变 压器 的低 压 出线 ， 入 变 电站 二 次系 统 。 进
500kV变电站二次系统综合防雷接地技术研究
500kV变电站二次系统综合防雷接地技术研究摘要:在分析了雷电对变电站二次系统的危害后,结合自我多年工作经验,对500kV变电站二次系统综合防雷接地技术方案进行了详细分析研究。
关键词:500kV变电站二次系统综合防雷接地雷电一直是威胁电力系统安全稳定、节能经济高效运行的主要因素之一,尤其对于运行于雷电频发的山区地区的变配电电气设备而言,构筑完善的综合防雷接地保护方案就显得非常必要。
因此,对雷电入侵500kV变电站二次设备的途径、危害程度,以及产生各种干扰的机理进行系统认真的分析研究,并结合变电站实际情况提出改善变电站综合防雷性能的稳定可靠防雷接地方案,已成为变电站继电保护研究人员研究的一个重要课题。
1 雷电对变电站二次系统的危害1.1 雷电干扰危害雷击对500kV变电站的电气一次和二次设备均会产生较大的危害。
雷击变电站对变电站电气设备一次侧的主要危害表现为:当雷击变电站时,会引起输电线路出现过电压现象,从而造成输电线路对地或相间出现闪络、损坏变压器以及电气开关设备等。
当雷击变电站造成一次回路受到强电干扰或二次系统受到强大的电磁干扰时,就可以通过控制线路传导、感应、甚至辐射等途径侵入到二次系统中的电力电子元件上,使变电站整个二次系统出现误动或拒动等现象,甚至引起二次系统整体瘫痪等严重事故;如果侵入二次系统的干扰水平超过设备最高耐压水平时,就会导致二次系统中的某些电力半导体元器件发生击穿损坏现象,给变电站带来巨大经济损失。
1.2 感应雷对变电站二次系统的危害感应雷虽没有直击雷所带来的影响那么猛烈,其变化率也较为缓慢,感应雷是变电站二次系统雷击危害的主要破坏源。
感应雷对变电站二次系统的危害主要表现为:当雷云间放电或雷云对地放电时,会在变电站附近的输电线路、通信信号线路、设备连接线等处产生一个幅值较高的电磁感电势并经连接线路入侵到二次设备系统中,使串联在雷击线路之间或线路末端的二次系统电子设备由于感应过电压而受到损坏。
110kv变电站二次系统的防雷保护措施
110kV变电站二次系统的防雷保护措施姬慧(扬州供电公司，江苏扬州225000)cI{奄要】变电站二次系统防雷这个课题的探讨和实践，对馓高变电站内．0惫设备的运行安全巨和可靠性是有重要意叉的。
【关键词】1l O kV变电站；二次系统；过电压；防雷保护1变电站二次设备过电压防雷保护的必要性随着大规模集成电路的使用，电子元器件的性能大大提高。
但其抗电磁干扰、抗过电压和雷击的能力却变得十分脆弱。
例如，电磁型继电器的摧毁能量为0．1J，而现在普遍使用的微机保护摧毁能量仅为O．001J。
随着变电站综合自动化和继电保护微机化改造，微电子设备的应用越来越广泛，如果不采取有效的防护措施，这些脆弱的控制自动化设备就无法正常工作，甚至成为电力系统的安全隐患。
2变电站二次系统防雷保护原则现时变电站所采用的外部防雷措施是有效的，它们保护一次设备免受直接雷击。
但是单凭这些外部避雷设施，还远不足以消除间接雷电或一次设备事故、操作对二次设备及微电子设备的危险影响，因此，变电站必须有—个完整的—、二次防雷防电磁冲击的保护网。
2．1=次设备防雷保护的设计思想根据这一原则，为变电站内二次设备和电子设备创造一个良好的电磁环境，同时也是对变电站运行人员人身安全的保护。
通过安装在低压配电线路和信号线路上的电涌保护器，把能量较大的雷电流在纳秒级的时间内泄放入大地，使自动化系统通信和配电设备免受；中击。
I E C61312《雷电电磁脉；中的防护'及G B5。
571994健筑物防雷设计规；蛰分别提出和规定了系统防护的概念和方法。
要求在建筑物内外建立均压等电位系统，如图1所示；指出现代意义的防雷工作应从以建筑物为保护重点，发展到以电子信息系统为保护核心：强调综合治理、整体防御、分级泄流、层层设防的思路，把防雷看成—个系统工程。
图l建筑物舫雷系统框图建筑物防雷系统框图，对于任何一个系统的防雷工程而言，只有全面、正确、有效地实施图1所示各项环节，才能构成完整的防雷体系。
浅谈变电站二次系统防雷方案
次设备遭到破坏或保护误动拒 动的事例屡见不鲜 。随着 电力 系统 规模的逐步扩大 ， 二次设备在 电力系 统运行与控制起着 举足轻重 的 地位 ， 因此， 二次系统 的防雷措施 值得深入研究 。本文 首先 阐述了雷击对二次系统产生损害 的主要 方式， 然后提 出了 ２ ２ ０ ｋ Ｖ某变 电站
引 言
１ ． １ 雷 击 对 变 电站 设 备 的 危 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方 式
雷电直击避雷针或避雷器 ， 由引下线将雷 电流引入大地 ， 但 由于 大 压、 雷 电冲击过电压等。 据历史统计资料， 雷电是造成二次设备损害 的主 地 电阻的存在且各 点电阻不一致，雷 电电荷 不可能完全与大地 电荷 中 要 原因。 雷击造成变电站设备受损的方式主要有 ： 雷的直击和绕击 ； 雷 电 和， 引起部分地电位 升高， 过高的电压加 于二次设备两端 ， 极有可能损坏 反击和感应雷击。直 击雷电流通过接地 电阻入地 ， 而雷 电流在接地 网中 二 次 设备 。 流通 ， 造 成 了各 点 电位 相 差 较 大 ， 可 能 超 过 某 个 设 备 承 受 能力 造 成 设 备 ２ 变 电站二次 系统 的防雷措 施 损坏 ， 称为雷 电反击 。直击雷放 电的能量通过 电磁感应或静 电感应 向周 ２ ． １ 二 次 系统 防 雷 方案 设 计 围设 备 辐 射 ， 导致 设 备过 电压 ， 则 称 为 感应 雷 击 。 按 照“ 全保护 、 低残压 ” 的理念进行防雷系 统改造 ， 主 要 从 以 下 几 个 １ ． ２ 雷 电入 侵 变 电站 二 次 设 备 的主 要 途 径
１ ． ２ ． ２ 直 流 配 电 电源 线路
毫 穹妊 ； 拿— ｒ 专； ｝毫 ｒ ， § ； 章 － 专 ｒ 窖妊 毫Ｉ 鲁孪 专妇 夸 － 夸ｋｒ 逝 专 ｒ 船
关于变电站二次系统防雷的可行性探讨
关于变电站二次系统防雷的可行性探讨
口文 ／ 陈如 冰
摘 要： 随着 变电站二 次 系统 电子元件 的大规模 使 用 ， 电造 成的 危 害越 来越 严 重。 雷 电力设备 的 防雷 工程是 一个设 备
工程 ， 防雷必 须结合现 场 实 际， 雷 电流侵 入 电力设备 的各个 通道切 断 或者 削弱 。 从 防直 击雷 、 感应 雷 电波侵 入 、 将 应 防 防雷 电电磁 感应 、 防地 电位 反击 等 多方 面作 设备 综合 考虑 ， 确保 电力设备 的安 全运 行 。
一
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普 通电话线、 语音线占
以 太阿线 Ｒ ２２ Ｒ ￣５ 、 Ｓ３哉、 Ｓ ８线
白
图 １ 变 电站 二次 系统 ２年 内遭 雷 击损坏 几率
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击风 险评 估 ， 以确 定 是否 要对 其采 取相 应 的 防护措 施 。 按照 国标 《 筑 物 电子 信 息 设 备 防 雷技 术 规 范》 建 （ Ｂ ０ ４ — ０ ４ 的规定 ， 电站 （ ２ ０ Ｖ 为例 ， Ｇ ５ ３３ ２０） 变 以 ２ｋ 选用 常 见 的参数 ） 二次 系统 的雷击 风 险评估 如下 ： 预 计建 筑物 及入 设 施 的年 遭 雷击 次数 ：
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比例
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变电站二次系统防雷措施的研究
摘要：近年来,随着现代电子技术的不断发展, 微机保护和自动化设备在电力系统
中得到大量的应用,调度通讯、网络等信息设备越来越多,规模越来越大,一方面自
动化系统、计算机网络、通讯系统等设备核心元件耐过电压、过电流和抗雷电电
磁脉冲的能力越来越差, 敏感性提高; 另一方面由于信号来源路径增多, 系统较以
前更易遭受雷电波侵入,致使雷电灾害频繁发生,影响二次系统正常运行, 特别是雷
电多发区,轻者导致设备损坏、性能下降,重者造成系统瘫痪。
关键词：变电站；二次系统；防雷；微机；系统
前言
随着电力体制改革的推进，变电站数字化改造与建设也不断深入发展，综合
自动化变电站的不断增多，雷电对弱电设备的危害问题日益突显出来。
从国内有
关报道和变电站运行的实际来看，变电站设备遭受到雷击，造成设备损坏、通信
中断、系统退出等情况普遍存在。
这不仅严重威胁电网的安全运行，而且给人们
的生活带来了诸多的不便。
相对于二次系统的快速发展, 二次系统的的雷击防护
工作还存在不少认识误区, 还有很多需要完善的地方。
在这种环境下, 更凸显出变
电站二次设备雷击防护工作的必要性和重要性。
一、雷击过电压入侵变电站二次系统的主要途径
1 配电线路
对于配电线路引入的雷电过电压雷电波通常是通过变电站临近的线路侵入母线,再经过变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合,进入低压出线,途中经过了线
路避雷器、母线避雷器等多级削峰,再经过变压器低压出线的平波作用,电压幅值
大为下降。
但由于雷电波的波峰幅值和能量很大, 虽然雷电波在经过上述避雷器后,大部分能量得以消除, 但仍有部分雷电波以幅值相对很高且作用时间很短的低
能量尖峰脉冲的形式通过变压器的低压出线,加到变电站内所有的380V交流回路中，220V等直流回路因进出高压场等原因也是引入雷电的主要线路。
2 通信线路引入雷击
目前, 变电站二次系统采用了多种多样的通信线路进行同一系统内设备与设备
之间、系统与系统之间的连接。
导体型通信线路感应到雷电后, 雷击过电压直接
传到设备, 该过电压轻则使设备加速老化, 重则直接将设备损坏。
对于电力系统来讲,电话音频与MODEM连接线、RS485、RJ45网线、FDK/CAN现场总线、LON WORKs、GPS及微波载波等馈线等都是引入雷电的通信线路。
因目前远距离多采
用光纤传输, 所以以上大部分通信线路主要是在室内被其他线路上的过电压感应。
3 雷电电磁场
上述两条途径是有形的看得到的途径,而电磁场是空间传播看不到的东西, 这
里的雷电电磁场是指雷击引起的室内的电磁场, 主要集中在电缆沟、布线层及电
缆井内。
该电磁场使室内的线路感应到过电压, 该过电压直接传到设备, 进出高压
场地的各种线路(如交流采样、开关量回路等）都是雷电电磁场的产生源。
4 地电位反击
对于电力系统来讲, 因采用共用接地方式,不存在地与地之间反击, 但地电位因
雷击抬高时使得设备接地线对设备其他外接线之间可能产生能损坏设备的电位差。
二、变电站二次系统防雷的一般措施
外部防护是防止雷电击中建筑物时在建筑物本身出现的火灾和机械损害包含
建筑物外将雷电放电电流导人大地的设施避雷针 (避雷带、引下线、建筑物周围
的接地网及接地系统等。
内部防护是减少被保护空间雷电流的电磁影响的措施,目
的是降低由雷电流引起的电位差。
那么概括的说,当今电子设备的防雷手段,主要
采用分流、接地、屏蔽、等电位和过电压保护等方法。
1 分流
利用避雷针、避雷带或避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地,防止雷电
直接击在建筑物和设备上。
2 屏蔽
计算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线
或穿金属管屏蔽，在机房建设中,利用建筑物钢筋网和其他金属材料,使机房形成
一个屏蔽笼，用以防止外来电磁波(含雷电的电磁波和静电感应干扰机房内设备）。
3 等电位连接
国际上非常重视等电位连接的作用, 它对用电安全、防雷以及电子信息设备的
正常工作和安全使用,都是十分必要的。
根据理论分析,等电位连接作用范围越小,
电气上越安全。
总等电位联结做法是通过每一进线配电箱近旁的总等电位联结母
排将下列导电部分，它的作用在于降低建筑物内间接接触电压和不同金属部件间
的电位差,并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。
三、接地措施
规范变电站设备的接地屏蔽工作是提高二次设备防雷水平最直接、最有效的
措施:
1、变电站综合自动化系统及其它二次设备应共同接入变电站主地网,首先检
查变电站接地网接地电阻是否在设计值以下,一般不宜大于0.5Ω ,接地电阻越小,设
备抗干扰能力就越强。
2、主控室接地网采用各盘柜内接地铜排用连线首尾相连, 最后形成环网, 接地
铜排截面积不小于100mm2。
铜牌之间连线采用多股绝缘铜导线,截面积不小于
100mm2,铜牌及连线接线端子均电镀或镀锡,防止氧化增大接地电阻。
3、高压开关柜接地网要求与主控室接地网类似,但应将该接地网与高压开关
柜绝缘, 接地点与避雷器接地点距离应不小于15m ,防止一次系统接地引起开关柜
柜体电位升高对接地网的“反击”。
4、高压开关场接地网要求与高压开关柜接地网类似,主要用于二次电缆屏蔽
层及铠装层接地。
结语：
变电站二次系统是变电站内保护设备、自动化设备、通信系统、计算机网络
设备及监控系统、交直流电源系统等各种二次设备的重要工作。
二次系统集中了
变电站自动化监控管理的重要设备, 具有微机监测、监控、保护、小电流接地选线、故障录波、低频减载和远传等功能,在电力调度自动化领域起着举足轻重的作用。
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