淺談變電站二次設備雷害及防護

摘要：變電站做為我國電力系統中的重要組成部分，一直以來都深受著雷擊的困擾，由于雷擊事故造成的電站跳閘、以及一次設備發生故障、爆炸等，都直接威脅到變電站內的通信、自動化、保護及監控等二次設備的安全，尤其是現在隨著越來越多的高科技技術在變電站中的大量運用，做好變電站的二次設備防雷保護就顯得極為重要。本文通過分析造成二次設備雷害的原因，以期提出有益的保護措施。

關鍵詞：變電站 二次設備 雷害原因 防護措施

近年來，隨著電力體制改革的不斷深入與發展，以及科技水平的不斷提高與應用，自動控制系統大量的應用于變電站的日常管理運行當中，在極大地為我們提供便利的同時，也為雷電波的入侵，造成二次設備損壞帶來了安全隱患。這嚴重威脅到供電系統的安全運行，給人們的生產和生活帶來不便，甚至還會引發災難。大量的事實證明，由于變電站自動化程度的不斷提高，使得各類先進的電子設備廣泛地運用到了各電壓等級的變電站內。然而，由于電子設備內部結構高度集成化容易造成設備耐壓，耐過電流水平有所降低，同時使得那些對浪涌較為敏感的電路雷電承受能力進一步下降，因此，當雷電擊中變電站時，這些設備很容易被擊毀。

1 變電站遭受雷擊的途徑和方式

就目前的雷擊形式來看，主要有直接雷擊和感應雷擊兩種，直接雷擊可以造成建筑物的損壞并引發火災等事故，雖然變電站會裝設避雷針或者避雷器，但這只是能保護變電站建筑物本身免受損害；其次是感應雷擊，感應雷擊會引起過電壓，通過架空導線、天線以及電纜或者金屬管的線路等通道將雷電引至內部設備，從而引起設備的損害。因此，變電站的二次設備雷害主要是感應雷擊引起的，主要表現在以下幾個方面：

1.1 感應雷擊 感應雷擊的危害形式主要有靜電感應和電磁感應兩種，這種雷擊通常會導致設備過電壓放電，相對于直擊雷而言，也叫二次破壞，由于雷電流周圍強烈的磁場，會讓周圍的金屬構件產生感應電流，這種電流通過向周圍物體發電，從而引發火災和爆炸，而如果電流一旦感應在聯機設備導線上，那么他對設備的損害是難以估量的。

1.2 電磁脈沖輻射 當閃電放電時，其電流是隨時間而非均勻變化，脈沖電流向外輻射電磁波，這種電磁脈沖輻射雖然隨著距離的增大而減小，但卻比較緩慢，閃電的電磁脈沖輻射通過空間以電磁波的形式耦合到對瞬間電磁脈沖極其敏感的現代電子設備上，造成設備的損壞。

1.3 雷電波的入侵 直接雷擊或感應雷都可以使導線或金屬管道產生過電壓，這種過電壓沿導線或金屬管道從遠處雷區或防雷區域外傳來，侵入建筑物內部或設備內部。

2 目前變電站二次設備防雷措施中存在的不足

當前，我們對變電站的防雷工作雖然有了很大的進步與發展，但是從各種事故的綜合情況來看，變電站二次設備的防雷方面還存在著許多的不足。

首先，是由于變電站本身建筑體的避雷措施不合格，導致變電站一旦受到雷擊時，雷電波很容易通過金屬導體入侵變電站內部的控制系統，再加上站內部分設備的外殼及連接電纜的屏蔽線在接地時沒有達到規定的要求，一旦有電流侵入，會引起過電壓，從而造成設備的損壞。

其次，由于站內控制系統的部分設備在安裝之初，沒有考慮到防雷器的安裝，在當雷電流經過時，無法把電流有效地排解出去，如此一來，設備的損壞就無可避免。

3 變電站二次設備的防雷措施研究

3.1 做好變電站的外部防護 在建筑物上安裝避雷針或者避雷器的主要目的是將雷擊時的電流引入大地，從而避免建筑物本身受到損害，但是我們在安裝避雷針時要注意將雷電流進行分流，這可以避免引起過電壓，造成設備損壞。除此之外，我們還要注意調整建筑物內各點的電位均衡度，防止由于電位偏差損害設備。

3.2 加強對電源部分的防雷保護 變電站二次設備的電源危害，主要是雷電流通過線路傳播造成的，高壓部分有專用高壓避雷裝置，電力傳輸線把對地的電壓限制到小于6000V（1EEEEC62.41），而線對線則無法控制。所以，對380V低壓線路應進行過電壓保護。

3.3 做好二次設備的接地防護 變電站系統安全運行的關鍵是設備要有一個良好的接地系統。雷電流通過接地系統的排解，才能有效地防止設備的損害，保護人身安全。但如果接地系統做得不好，就會引起事故的發生。另外，防干擾的屏蔽問題和防靜電問題都需要通過建立良好的接地系統來解決。

3.4 做好進出站管線的處理 進出變電站管線包括水管、煤氣管、電源線、信息傳輸線等。進站金屬管類均應直埋進所且與地網分幾處連接。進出站的信息傳輸線纜應穿管直埋入站并經保安單元或相應的數據避雷器后引入機房。有金屬線的光纜穿管直埋入站應先經接地匯接排后才能引入機房。接地的波導管本身具有良好的防雷作用，不需加避雷器，按規程沿路接地即可。

4 結束語

綜上所述，隨著變電站電力系統自動化水平的不斷提高，二次設備的耐過壓能力也是各有差別，雖然我們在建設變電站之初就已經采取了有效的防雷措施，來避免變電站遭受雷擊，而造成損失，但是可以看到，變電站二次設備遭受雷擊的可能性仍然是不容忽視的，這就要求我們在重視現有變電站二次設備接地和屏蔽功能的同時，采取更有效的措施，提高二次設備的防雷水平，才能從根本上保證電力系統的安全運行。

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