電力調度自動化系統的防雷保護探討

摘要：隨著我國經濟建設的發展，國內人民及企業發展對電力行業的要求越來越高。電力行業作為我國經濟建設的基礎，是保證全民正常生活工作的重要組成部分。近年來，隨著電力行業的發展，自動化系統被越來越多地應用于電力行業中。文章對電力調度自動化系統的防雷保護進行了探討。

關鍵詞：電力調度；自動化系統；防雷裝置；防雷保護；電力行業 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM734 文章編號：1009-2374（2015）22-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.068

隨著計算機的發展和網絡自動化系統的發展，電力行業在發展中也大量應用這些高科技技術產品作為支持。同時，在電力行業供電過程中，電路或供電設備經常會受到外界雷電天氣的影響而出現濕潮等故障問題，因此利用防雷保護裝置來解決供電系統因雷電天氣所造成的故障是目前電力企業普遍使用的措施。

1 什么是防雷保護

所謂的防雷保護就是利用一些避雷設備將容易遭受雷電襲擊而發生危險的區域保護起來。目前電力行業普遍使用的是避雷帶和避雷網，這兩種防雷保護裝置的主要作用在于可以準確地接收閃電，并且可以將閃電快速引入到地下線或接地防雷裝置中，從而將接收到的雷電流釋放到大地中，對供電系統的正常運行起著一定的保護作用。一般來講，防雷裝置由電氣設備與防雷裝置共同組成，電氣設備的防雷主要包括發電廠防雷設備。供電站防雷設備以及架空電線路防雷設備等，目前根據各供電線路對防雷要求的不同，防雷保護裝置也有著本質上的區別。

2 防雷保護的重要性

防雷保護對電力系統供電線路的正常運行具有十分重要的作用。首先，一般情況下，各地區用于供電的線路及設備均有低伏和高伏之分，而某些供電線路只需低電壓就可以使其正常運行。這些低電壓的線路所傳遞出的電流信息量也是很小的，因此很容易受到來自外界各方面的影響。同時，當雷電發生時可以瞬間產生變電磁場并快速過入到電壓中去，從而使電壓受到影響。尤其是在夏季或多雨的季節里，雷電發生的幾率是相對較高的，也因此電力調度自動化系統所受到影響而發生事故的幾率也是較高的。因此，為保證低電壓設備正常運行且降低其受外界影響發生事故的幾率，電力調度自動化系統運行時就必須加設防雷保護裝置，以此來保證供電系統的安全性。其次，一般來說，高于45V電壓都會對人體產生一定的影響，而電力系統中電壓的伏數一般在220kV左右，也就是說，一旦電力調度自動化系統因雷擊出現故障，其所釋放出的電能量會對人體產生巨大的影響，甚至會對工作人員的生命安全造成威脅。因此，在電力調度自動化系統中增加防雷保護是保證人員生命安全的關鍵所在。

3 雷電所造成的危害

雷電是夏季或多雨季節經常性發生的自然現象，根據雷電發生時狀態的不同，所造成的危害也是不同的。另外，雷電因氣候的變化不同也分為不同的類型。下面就簡單介紹三種雷電對電力調度自動化系統所造成的

危害：

3.1 直擊雷對電力調度自動化系統的危害

直擊雷是一種最常發生的自然現象，也是相對來說危害性較大的一種雷電事故。所謂的直擊雷主要是指其對電力調度自動化系統或建筑物產生的直接放電的現象。一般來講，當雷電形成時，云層中所夾帶的電流可瞬間高達幾十萬kV，當如此高的電流直接對電力調度自動化系統放電或直接對建筑物放電時，就會使電力調度自動化系統產生較高的熱量及電磁破壞，因此很容易造成電力事故。另外，相對于一些高架空線路及安裝于外界的電氣設備來說，一旦遭受嚴重的直擊雷襲擊，就會瞬間受到破壞，從而使電氣設備及架空線路發生供電事故，甚至會因電氣設備及架空線路的破壞而使周圍區域內鄰近的線路設備也受到影響而發生故障，嚴重者會引起火災的發生。

3.2 感應雷對電力調度自動化系統的危害

所謂的感應雷主要是指當雷電襲來時，電力調度自動化系統因受靜電感應而與區域內其他鄰近的物體發生電位差而引起的，從而發生放電現象的一種雷電形式，它相較于直擊雷對設備的危害性相對要小一些。一般說來，當雷電襲來并發生放電時，電力調度自動化系統以及其他安裝于外界的電氣設備會因電磁感應的影響而使雷電磁波快速傳入到電氣線路中，從而對電氣設備線路造成一定的影響。因為感應雷是通過感應磁電對電氣設備造成破壞的，因此也稱感應雷為二次破壞雷。

3.3 滾球雷對電力調度自動化系統的危害

所謂的滾球雷就是一些可以通過人體肉眼就可以直接觀察到的火球。一般情況下，當雷電發生時，這些小火球就會分散在空氣中，并且隨著風的走向直接滾入到地面上或是直接落入到電氣設備線路上。當這些火球隨風落入到電氣設備線路中時，由于其極高的溫度會使電路設備外絕緣體瞬間熔化，造成電路電纜的裸露。當這些裸露在外的電纜再次受到火球侵襲時，就會發生嚴重的火災，從而造成電力調度自動化系統的故障。

4 電力調度自動化系統的防雷保護措施

電力調度自動化系統是采用計算機通訊系統與計算機網絡系統相結合的高科技供電系統，同時也是保障電力系統正常供電狀態的關鍵所在，因此，為防止其因雷擊而發生故障，就必須對其做好防雷保護措施，具體的措施如下：

4.1 電壓和UPS過電保護

一般來說，當雷電襲擊進入電力調度自動化系統中時，會使其電氣設備的電源電壓瞬間增大，從而給UPS設備造成極大的影響。同時，一旦當雷電發生時，即使發生的地點與電氣設備系統較遠，雷電磁流也會通過電網系統快速地流入到供電系統的終端中。即便是一些小型的雷電流也會對電氣設備造成一定的影響，因此，必須加強UPS保護。但目前單對UPS進行保護是遠遠達不到系統保護要求的，因此必須還要同時增加以下保護措施：其一，在第一級保護中，首先要使用三級氣體放電管對雷電放電產生的電流進行控制，從而使雷擊電流在電流值上所產生的電流量可以控制在電力調度自動化系統及電氣設備所能承受的范圍之內。其二，在第二級與第三級保護中，要利用防雷裝置中的限流模式與壓敏電阻將雷擊電流所產生的磁流量控制在系統所能夠承受的負荷之內。其三，在第四級保護中，要使用TVS管，這種設備對于雷擊所產生的錯位電差有較好的控制和約束作用。

4.2 完善接地保護

防雷保護的主要目的就在當雷電發生時，可以通過一系列的手段及防雷裝置將雷電所產生的有危害性的電流控制住，從而保證電氣設備的安全。而接地保護主要是當雷電發生時將雷電所產生的電流量引入到大地中去，最大限度降低雷電對電氣設備的危害。一般，根據雷電流的不同分為信號防雷和電源碼防雷兩種，根據電流量的強弱不同設置不同的防雷措施。另外，在整個防雷接地工作中，首先要加強接地線路的設計和施工；其次減少電阻的使用量，從而使電壓降低；同時，在接地機房內部，要設置均壓帶裝置，并且在機房內要設置一個必要的環形接地母線裝置；最后，要保證保險器設計與接地網之間進行有效的連接，以最大限度保證雷擊時設備可以將雷擊流快速引入到大地，保證防雷的有效性，提高供電系統的防雷能力。

5 結語

綜上所述，電力調度自動化系統中防雷保護對提高電氣設備的供電能力，保證線路的供電安全都具有十分重要的意義，因此，在進行防雷保護時，必須要根據電氣系統實際的運行情況制定出合理有效的防雷保護措施，以最大限度保證電力調度自動化系統運行的安全性及穩定性。

參考文獻

[1] 陳俊.淺談電力調度自動化主站系統防雷保護[J].價值工程，2012，（27）.

[2] 田軍.配電變壓器防雷保護措施分析[J].科技資訊，2013，（2）.

[3] 鄭華.淺談變電所存在的干擾及提高繼電保護安全運行的措施[J].廣東科技，2014，（22）.

作者簡介：劉偉（1980-），男，山西平定人，國網公司太原供電公司工程師，碩士，研究方向：電氣工程及其自

動化。

（責任編輯：蔣建華）