變電站二次防雷接地淺談

趙永火

宜春供電公司，江西 宜春 336000

變電站二次防雷接地淺談

趙永火

宜春供電公司，江西 宜春 336000

宜春市處于山區和丘陵地帶，屬多雷區，雷電活動十分頻繁，有些地域雷擊比較嚴重，遭受雷擊的次數比較頻繁，經常造成變電站二次設備的損壞。本文對變電站二次防雷接地進行了分析探討，提出了一些防范措施。

二次；防雷；措施

前言

變電站是電力系統重要組成部分，變電站發生雷擊事故，有可能導致線路跳閘、開關、電壓互感器,電流互感器及其它一次設備故障、爆炸。危害變電站內的通信、自動化、保護及監控等二次設備。變電站二次設備對雷電電磁脈沖和過電壓過電流的耐受能力很低，而且由于電力系統二次防雷工作滯后，這些設備遭受雷擊損壞率極高。這就要求防雷措施必須十分可靠。變電站的防雷接地系統對保證電力設備的安全運行，保障人身安全起著重要的作用。有些變電站的防雷接地裝置，由于設備老化、本身性能差及后期的運行維護不到位等原因，加上在現場改造中存在設計考慮不周全、結構不合理、施工質量差等各種問題，留下許多事故隱患。

近年來，隨著計算機及網絡技術在變電站中的廣泛應用，繼電保護自動裝置、遠動自動化等二次設備都更換為集成度很高的微機型弱電設備。設備的自動化程度得到大幅度提高，有力保證了電網的安全可靠運行，但同時二次設備承受雷擊過電壓的水平也降低了，一旦遭受雷擊將使二次設備加速老化甚至受到損壞。

宜春市處于山區和丘陵地帶，雷擊比較嚴重，變電站遭受雷擊的次數比較頻繁，經常造成二次設備、裝置的損壞。以下為我公司2005年以來遭受雷擊的情況：

（1）變電站二次系統雷擊情況統計

2005年，110KV下源、東山變后臺機網卡、聲卡損壞、通訊管理機2個串口損壞，2臺10KV保護測控插件損壞；

2006年110 KV釣魚臺、萬載變6臺10KV保護裝置通訊端口損壞、2臺電容器保護裝置通訊端口損壞，后臺機網卡、聲卡損壞、通訊管理機3個串口損壞；

2008年，110KV半邊山、三陽、鳳凰山變110KV線路保護裝置測控插件損壞，后臺微機電源損壞、網口損壞，1臺室外攝像機損壞。

（2)自動化主站雷擊情況統計

2005年自動化機 2塊模擬通道板損壞；2006年1臺交換機電源損壞；

2007年集控中心機房圖像監控系統2塊2M通道板損壞；

2008年自動化機房GPS時鐘損壞；集控中心機房2臺集控值班機電腦網口損壞。

（3)通信雷擊情況統計

2006年至2008年，大崗山微波站高頻開關電源切換板損壞，380v避雷保護器2相擊穿，380v避雷保護器1相擊穿；大樓交換機電源、CPU板損壞。1 變電站二次設備遭受雷擊原因分析

室外的高壓線路感應到雷擊過電壓 ，雷電電磁脈沖產生干擾性的浪涌過電壓、電流，通過高壓線經站用變一直傳到低壓二次設備，該過電壓輕則使二次設備加速老化，重則直接將二次設備損壞。這里必須說明的是，由于雷擊過電壓經過高壓避雷器后，還有一定的殘壓，此殘壓對一般電氣二次設備來講還是太高。因此，雷擊過電壓可通過站用變傳到380/220V交流配電饋線，380/220V交流電源線是引入雷電過電壓的主要途徑。地網接地電阻過大，泄流時間過長，也是一個重要原因。

防雷是個系統工程，核心是將雷電與雷電電磁脈沖的能量，通過大地泄放，并且按層次性原則，盡可能多、遠地將多余能量在引入系統之前泄放入地;按照所設立的防雷保護區分層次對雷電能量進行削弱，保持系統各部分不產生足以致損的電位差。

2.變電站二次防雷措施

為保證變電站二次設備的正常運行，防止雷擊電磁脈沖和其他雷擊方式的干擾和影響，可從以下幾方面采取措施:

2.1 采用多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減小。

2.2 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當配合的雙層屏蔽。

2.3 改進泄流系統的結構，減小引下線對弱電設備的感應并使原有的屏蔽網能較好地發揮作用。

2.4 除電源人口處裝設壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應使用光電藕合元件或設置具有適當參數的限壓裝置。

2.5 所有進出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個接地網。

2.6 在控制室及通訊室內敷設等電位，所有電氣設備的外殼均與等電位匯流排連接。

目前我公司變電站的二次設備防雷主要是依靠設備本身所帶的普通防雷模塊（如直流屏附帶的防雷模塊），該類防雷模塊防雷效果差，難于達到防止雷擊的作用。其他重要的交流屏、監控系統、圖像系統、二次網絡以及大部分通信站等均未安裝專門的防雷設備，所以二次設備遭受損壞的事件時有發生。針對二次設備遭受雷擊的現象，采取以下措施加以防范：

（1)對下浦變、釣魚臺變、西村變、東山變、下源變加裝二次防雷設備、網絡防雷裝置，在站用變低壓側安裝三相交流電源防雷器，防止雷電過電壓進入站內交流配電系統，在電壓互感器端子箱及主控室電壓并列屏處安裝電壓互感器專用防雷器，防止雷電過電壓經電壓互感器二次電纜侵入二次設備。在自動化主站機房安裝二次防雷（含電源、網絡、GPS等防雷）；對變電站通信樞紐站原有避雷防過壓保護設備進行技術改造、提高防雷保護措施：配置380v、220v、48v和2M、2/4W等避雷防過壓保護模塊。

（2）對二次系統接地改造。站內低壓二次系統室內設備、屏柜接地不規范進行接地改造。控制室、通信室內的所有屏（柜）的門等活動部分應與屏（柜）體進行良好連接。采取屏蔽措施。廣泛使用屏蔽材料，在屏蔽中特別注意對各種“洞”的密封，除門、窗外，重點對入戶的金屬管道、通信線路、電力線纜入口做好屏蔽，各種線纜均要求采取屏蔽措施，如金屬絲織網、金屬軟導管、硬導管、棧橋均可用于屏蔽線纜。

（3)等電位連接。機房的電纜金屬護套在入室處做了保護接地，對配電屏柜加裝等電位匯流排，做好設備的接地點的等電位連接，電纜內的空線也作保護接地。防止地電位反擊的措施。在自動化、通信機房內的靜電地板下，沿機房四周做一環型均壓環，并將靜電地板的龍骨、設備與均壓環可靠連接，均壓環形接地母銅排再與機房大樓主鋼筋焊接，起到等電位均壓的效果，避免地電位反擊。認真做好定期的地網測試。按要求定期對變電站、自動化機房、通信機房等地網進行測試，做到測試項目齊全，不遺漏任何一個環節。

（4)嚴格認真把好設備訂貨配置關。由專業人員參與簽訂技術協議，保證通信專用電源和轉換電源具備“三級防雷”功能、音頻配線柜“全保安單元”配置、設備接口電路具有防雷保護

裝置，努力做好各個方面的防雷保護措施。

3 二次防雷目前存在的問題

3.1 二次防雷接地技術規范未統一。近年來，二次防雷接地改造項目越來越多，生產該類產品的廠家繁多，且產品良莠不齊，技術規范不統一。如沒有統一技術標準，在采購設備時缺乏技術參數依據，另一方面在改造施工過程中，難于把握施工質量和驗收要求。

3.2 二次防雷接地方面的知識還有待進一步加強。二次防雷接地技術發展較快，近幾年來被廣泛推廣使用，相關工作人員缺乏從事二次防雷接地方面的工作經驗，該方面的知識比較薄弱。

4 意見及建議

4.1 建議請專門的防雷設計單位進行二次防雷設計，防雷電設計應堅持全面規劃、綜合治理、優化設計、技術先進、經濟合理、便于檢測、隨機維護的原則，進行綜合設計。采用直擊雷防護、等電位連接、屏蔽、合理布線、共用接地系統和安裝浪涌保護器裝置等措施進行綜合防護。為確保防雷設計的科學性、先進性，在設計前應對現場雷電環境進行評估。變電站二次防雷器和接地網要定期進行檢查和測試，以滿足變電站二次系統防雷的要求。

4.2 加強對二次防雷接地知識及其重要性的學習，通過舉辦二次防雷方面知識培訓班等形式，不斷提高工作人員的業務水平。

[1]交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合[M].北京:中國電力出版社，1999，7

[2]江日洪等.發、變電站防雷保護與應用實例.中國電力出版社，2004

[3]周志敏等.電子信息系統防雷接地技術

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.048

趙永火 電力工程師，繼電保護技師。