關于智能變電站防雷保護的探討

錢江川

摘 要：根據智能變電站特點，進行智能變電站防雷保護分析，探討智能變電站防雷保護措施。

關鍵詞：智能變電站 建筑物及設備 雷擊 防雷保護

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年來，隨著我國電力事業的發展，對變電站智能化要求不斷提高。智能變電站采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動。

智能設備越是先進，芯片的集成度就越高，電路就越復雜，工作電壓越低，對環境穩定性的要求也越高。雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預測性，極大地威脅智能變電站的運行安全。因此，在智能變電站中，為保護建筑物及設備安全，提高其供電可靠性，優化防雷保護設計方案，加強防雷保護安全措施，最大程度的減少雷擊事故的發生，有著極其重要的意義。

1 智能變電站雷擊危害

1.1 雷擊入侵途徑

智能變電站遭受雷擊的途徑：（1）是雷直擊于智能建筑物及設備上。（2）是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。（3）雷擊點與被保護智能建筑物及設備有一段距離，或雷擊中高壓線纜或其附近，或是云和云之間的放電。遠距離雷擊產生的電涌類似于電磁感應產生的電涌。

1.2 雷擊危害

智能變電站通信系統、自動化系統、監控系統、計算機信息網絡系統、繼電保護系統等大量采用CMOS電路和CPU單元的智能電子設備。當雷擊建筑物、附近大地、交流供電線路或雷云空中放電形成過電壓過電流，侵入智能設備。由于高度集成化的智能設備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成智能設備故障，繼電保護發生誤動、拒動的事故，嚴重威脅電網的安全運行。

2 智能變電站防雷保護分析

根據整個智能變電站的周圍環境、地理位置、土質條件以及設備性能和用途，采取相應的防雷保護措施，對處在不同區域的電氣設備接地進行等電位連接，使得電氣設備達到統一的防雷效果。

2.1 雷電防護分區

將需要保護的空間劃分為不同的防雷區，是為了規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位連接點的位置。各雷電防護區定義見表1。

2.2 雷電電磁脈沖防護等級分析

綜合分析智能變電站雷電磁脈沖防護等級，考慮以下幾個因素：（1）根據智能設備抗干擾強度等特點要求。（2）根據智能變電站電壓等級要求。（3）根據智能變電站所處地區、當地氣象條件、建筑物高度要求。（4）對智能設備安全度的要求。（5）對智能設備風險評估計算結果分析。根據以上條件，確定智能變電站雷電磁脈沖防護等級，從而采取相應的技術措施。

3 智能變電站防雷保護措施

智能變電站防雷保護措施應根據現場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點，安裝適宜的保護裝置。

3.1 直擊雷防護

避雷針和避雷線是防范直擊雷的主要設備，由接閃器、引下線和接地體組成。采用避雷針對智能變電站建筑物及高壓配電裝置進行直擊雷保護并采取措施防止反擊。

智能建筑物考慮采用避雷帶，在規定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并在整個屋面組成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網格。引下線不少于兩根，其間距要滿足規程要求。

避雷器是為防止雷電波侵入，進行雷電過電壓保護的主要設備。通過掌握各類避雷器的保護原理和性能特點，從而可以根據具體的變電站條件、防護設備的類型、目的、要求，進行合理的選擇。

3.2 接地系統

接地是防雷保護很重要的環節。變電站接地系統的合理與否，是直接關系到人身和設備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導入大地。變電站接地包含工作接地、保護接地、雷電保護接地。

智能變電站接觸電勢與跨步電壓均不能超過允許值。為防止轉移電位引起的危害，對可能將接地網的高電位引向站外或將低電位引向站內的設施，應采取隔離措施：對外的通信設備、引向站外的所用電設備加隔離變壓器；通向站外的管道采用絕緣段等。

智能建筑物采用鍍鋅扁鋼接地。接地主網考慮到接地系統長期安全可靠運行對接地材料的高要求，結合智能變電站地質探測結果腐蝕性的情況，對用材進行比較：鍍銅鋼網、鍍錫銅網、鍍鋅鋼網。

3.3 智能設備過電壓保護

對于智能系統，在電源線、信號線、接地線等過電壓可能侵入的所有端口，裝設必要的浪涌過電壓保護裝置，從而將侵入的過電壓箝制到設備耐壓允許水平。采用屏蔽電纜等阻擋并衰減施加在設備上的過電壓。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過電涌保護器進行等電位連接。

4 結語

智能變電站的防雷保護，綜合運用直擊雷防護、接地系統、過電壓保護等各項技術措施，構成一個完整的防雷體系。通過全方位防護、綜合運用、層層設防，保證智能變電站的安全可靠運行。

參考文獻

[1] 張冀萍，唐秋實.變電所接地網及防雷保護措施[J].電站系統工程，2010（5）：3.

[2] 吳劍凌，陶雪梅，葉蜚譽.變電所弱電系統電源電涌保護器配置方式[J].通用低壓電器篇，2007（5）.endprint

摘 要：根據智能變電站特點，進行智能變電站防雷保護分析，探討智能變電站防雷保護措施。

關鍵詞：智能變電站 建筑物及設備 雷擊 防雷保護

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年來，隨著我國電力事業的發展，對變電站智能化要求不斷提高。智能變電站采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動。

智能設備越是先進，芯片的集成度就越高，電路就越復雜，工作電壓越低，對環境穩定性的要求也越高。雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預測性，極大地威脅智能變電站的運行安全。因此，在智能變電站中，為保護建筑物及設備安全，提高其供電可靠性，優化防雷保護設計方案，加強防雷保護安全措施，最大程度的減少雷擊事故的發生，有著極其重要的意義。

1 智能變電站雷擊危害

1.1 雷擊入侵途徑

智能變電站遭受雷擊的途徑：（1）是雷直擊于智能建筑物及設備上。（2）是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。（3）雷擊點與被保護智能建筑物及設備有一段距離，或雷擊中高壓線纜或其附近，或是云和云之間的放電。遠距離雷擊產生的電涌類似于電磁感應產生的電涌。

1.2 雷擊危害

智能變電站通信系統、自動化系統、監控系統、計算機信息網絡系統、繼電保護系統等大量采用CMOS電路和CPU單元的智能電子設備。當雷擊建筑物、附近大地、交流供電線路或雷云空中放電形成過電壓過電流，侵入智能設備。由于高度集成化的智能設備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成智能設備故障，繼電保護發生誤動、拒動的事故，嚴重威脅電網的安全運行。

2 智能變電站防雷保護分析

根據整個智能變電站的周圍環境、地理位置、土質條件以及設備性能和用途，采取相應的防雷保護措施，對處在不同區域的電氣設備接地進行等電位連接，使得電氣設備達到統一的防雷效果。

2.1 雷電防護分區

將需要保護的空間劃分為不同的防雷區，是為了規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位連接點的位置。各雷電防護區定義見表1。

2.2 雷電電磁脈沖防護等級分析

綜合分析智能變電站雷電磁脈沖防護等級，考慮以下幾個因素：（1）根據智能設備抗干擾強度等特點要求。（2）根據智能變電站電壓等級要求。（3）根據智能變電站所處地區、當地氣象條件、建筑物高度要求。（4）對智能設備安全度的要求。（5）對智能設備風險評估計算結果分析。根據以上條件，確定智能變電站雷電磁脈沖防護等級，從而采取相應的技術措施。

3 智能變電站防雷保護措施

智能變電站防雷保護措施應根據現場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點，安裝適宜的保護裝置。

3.1 直擊雷防護

避雷針和避雷線是防范直擊雷的主要設備，由接閃器、引下線和接地體組成。采用避雷針對智能變電站建筑物及高壓配電裝置進行直擊雷保護并采取措施防止反擊。

智能建筑物考慮采用避雷帶，在規定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并在整個屋面組成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網格。引下線不少于兩根，其間距要滿足規程要求。

避雷器是為防止雷電波侵入，進行雷電過電壓保護的主要設備。通過掌握各類避雷器的保護原理和性能特點，從而可以根據具體的變電站條件、防護設備的類型、目的、要求，進行合理的選擇。

3.2 接地系統

接地是防雷保護很重要的環節。變電站接地系統的合理與否，是直接關系到人身和設備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導入大地。變電站接地包含工作接地、保護接地、雷電保護接地。

智能變電站接觸電勢與跨步電壓均不能超過允許值。為防止轉移電位引起的危害，對可能將接地網的高電位引向站外或將低電位引向站內的設施，應采取隔離措施：對外的通信設備、引向站外的所用電設備加隔離變壓器；通向站外的管道采用絕緣段等。

智能建筑物采用鍍鋅扁鋼接地。接地主網考慮到接地系統長期安全可靠運行對接地材料的高要求，結合智能變電站地質探測結果腐蝕性的情況，對用材進行比較：鍍銅鋼網、鍍錫銅網、鍍鋅鋼網。

3.3 智能設備過電壓保護

對于智能系統，在電源線、信號線、接地線等過電壓可能侵入的所有端口，裝設必要的浪涌過電壓保護裝置，從而將侵入的過電壓箝制到設備耐壓允許水平。采用屏蔽電纜等阻擋并衰減施加在設備上的過電壓。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過電涌保護器進行等電位連接。

4 結語

智能變電站的防雷保護，綜合運用直擊雷防護、接地系統、過電壓保護等各項技術措施，構成一個完整的防雷體系。通過全方位防護、綜合運用、層層設防，保證智能變電站的安全可靠運行。

參考文獻

[1] 張冀萍，唐秋實.變電所接地網及防雷保護措施[J].電站系統工程，2010（5）：3.

[2] 吳劍凌，陶雪梅，葉蜚譽.變電所弱電系統電源電涌保護器配置方式[J].通用低壓電器篇，2007（5）.endprint

摘 要：根據智能變電站特點，進行智能變電站防雷保護分析，探討智能變電站防雷保護措施。

關鍵詞：智能變電站 建筑物及設備 雷擊 防雷保護

中圖分類號：TM71 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年來，隨著我國電力事業的發展，對變電站智能化要求不斷提高。智能變電站采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能，實現與相鄰變電站、電網調度等互動。

智能設備越是先進，芯片的集成度就越高，電路就越復雜，工作電壓越低，對環境穩定性的要求也越高。雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預測性，極大地威脅智能變電站的運行安全。因此，在智能變電站中，為保護建筑物及設備安全，提高其供電可靠性，優化防雷保護設計方案，加強防雷保護安全措施，最大程度的減少雷擊事故的發生，有著極其重要的意義。

1 智能變電站雷擊危害

1.1 雷擊入侵途徑

智能變電站遭受雷擊的途徑：（1）是雷直擊于智能建筑物及設備上。（2）是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。（3）雷擊點與被保護智能建筑物及設備有一段距離，或雷擊中高壓線纜或其附近，或是云和云之間的放電。遠距離雷擊產生的電涌類似于電磁感應產生的電涌。

1.2 雷擊危害

智能變電站通信系統、自動化系統、監控系統、計算機信息網絡系統、繼電保護系統等大量采用CMOS電路和CPU單元的智能電子設備。當雷擊建筑物、附近大地、交流供電線路或雷云空中放電形成過電壓過電流，侵入智能設備。由于高度集成化的智能設備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成智能設備故障，繼電保護發生誤動、拒動的事故，嚴重威脅電網的安全運行。

2 智能變電站防雷保護分析

根據整個智能變電站的周圍環境、地理位置、土質條件以及設備性能和用途，采取相應的防雷保護措施，對處在不同區域的電氣設備接地進行等電位連接，使得電氣設備達到統一的防雷效果。

2.1 雷電防護分區

將需要保護的空間劃分為不同的防雷區，是為了規定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴重程度和等電位連接點的位置。各雷電防護區定義見表1。

2.2 雷電電磁脈沖防護等級分析

綜合分析智能變電站雷電磁脈沖防護等級，考慮以下幾個因素：（1）根據智能設備抗干擾強度等特點要求。（2）根據智能變電站電壓等級要求。（3）根據智能變電站所處地區、當地氣象條件、建筑物高度要求。（4）對智能設備安全度的要求。（5）對智能設備風險評估計算結果分析。根據以上條件，確定智能變電站雷電磁脈沖防護等級，從而采取相應的技術措施。

3 智能變電站防雷保護措施

智能變電站防雷保護措施應根據現場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點，安裝適宜的保護裝置。

3.1 直擊雷防護

避雷針和避雷線是防范直擊雷的主要設備，由接閃器、引下線和接地體組成。采用避雷針對智能變電站建筑物及高壓配電裝置進行直擊雷保護并采取措施防止反擊。

智能建筑物考慮采用避雷帶，在規定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設，并在整個屋面組成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網格。引下線不少于兩根，其間距要滿足規程要求。

避雷器是為防止雷電波侵入，進行雷電過電壓保護的主要設備。通過掌握各類避雷器的保護原理和性能特點，從而可以根據具體的變電站條件、防護設備的類型、目的、要求，進行合理的選擇。

3.2 接地系統

接地是防雷保護很重要的環節。變電站接地系統的合理與否，是直接關系到人身和設備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導入大地。變電站接地包含工作接地、保護接地、雷電保護接地。

智能變電站接觸電勢與跨步電壓均不能超過允許值。為防止轉移電位引起的危害，對可能將接地網的高電位引向站外或將低電位引向站內的設施，應采取隔離措施：對外的通信設備、引向站外的所用電設備加隔離變壓器；通向站外的管道采用絕緣段等。

智能建筑物采用鍍鋅扁鋼接地。接地主網考慮到接地系統長期安全可靠運行對接地材料的高要求，結合智能變電站地質探測結果腐蝕性的情況，對用材進行比較：鍍銅鋼網、鍍錫銅網、鍍鋅鋼網。

3.3 智能設備過電壓保護

對于智能系統，在電源線、信號線、接地線等過電壓可能侵入的所有端口，裝設必要的浪涌過電壓保護裝置，從而將侵入的過電壓箝制到設備耐壓允許水平。采用屏蔽電纜等阻擋并衰減施加在設備上的過電壓。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過電涌保護器進行等電位連接。

4 結語

智能變電站的防雷保護，綜合運用直擊雷防護、接地系統、過電壓保護等各項技術措施，構成一個完整的防雷體系。通過全方位防護、綜合運用、層層設防，保證智能變電站的安全可靠運行。

參考文獻

[1] 張冀萍，唐秋實.變電所接地網及防雷保護措施[J].電站系統工程，2010（5）：3.

[2] 吳劍凌，陶雪梅，葉蜚譽.變電所弱電系統電源電涌保護器配置方式[J].通用低壓電器篇，2007（5）.endprint