龙跃达

摘 要：随着科技的进步，变电站系统逐步向自动化、智能化发展。然而，变电站系统因长期处于外界环境中，受自然环境和气候的影响，其不能正常运作，最常见的就是雷击危害。通过分析雷电对变电站二次系统造成的影响，提出具体的防雷措施，以期为自动化变电站二次系统防雷建设提供指导。

关键词：自动化；变电站；二次系统；防雷

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0039-02

随着工业生产和日常生活对电力需求量的增加，电网结构也在不断进行优化，并逐步向自动化变电站发展。所谓的综合自动化变电站，即将传统的二次变电站设备经过功能的组合、设计优化，利用先进的电子信息技术，实现对全变电站主要设备和基本线路的自动监控，并在其监控下从根本上实现保护、调度通信等有利于变电站综合自动化系统运行的功能。

1 雷击事故

综合自动化变电站的运行，为电网带来技术上的革新和使用上的便利。但是，在其使用过程中，遇到的各种不定性事故对变电站二次系统有严重的影响，其中最严重的事故之一就是雷击事件，它严重威胁到了电网的安全使用。

1.1 雷击放电对自动化变电站二次系统的危害

在自动化变电站中，二次系统中有进行监测、控制的设备，它可实现微机监控、电路保护、小电流接地选线和故障录波等功能，是变电站自动化结构中的核心组成部分。所以，如果二次系统受外界影响导致它出现故障，将会直接威胁到整个变电站系统的正常使用。

1.2 雷电放电对二次系统的影响

自然界中的雷电主要有两种，即直击雷和感应雷。直击雷主要是空气中存在的电荷集中向地面某点进行放电，而感应雷则是在云层进行放电的过程中，通过导体引起的静电或是电磁感应造成的雷电现象。这两种雷电给电网中的带电设备带来的后果都是不容小觑的，它可以引起变电站跳闸、通信中断等问题，还可能会威胁到人身安全。

由于变电站的工作空间是不超过3层的建筑物，归属为二类防雷建筑物。但是，由于变电站处于强电工作环境中，相比于一般建筑物，它受雷击的概率更大。雷击主要是通过以下几种方式影响变电站的正常运行。

1.2.1 雷击通过配电线路放电

在雷电进行放电的过程中，可流经变电站的线路直通母线，再经过变压器中高、低压绕组间的静电和电磁耦合，形成感应雷，产生过电压，并通过弱电子设备，对其造成击穿等危害，再加到其他交流电源中，干扰输出电源。

1.2.2 雷击通过通信线路

在自动化变电站中，通信线路有通信网络线、高频载波线、电话线等。受通信距离的制约，通信电缆线一般都比较长，更容易产生感应雷电，以更高的输出电压作用在二次设备系统中，引起设备的通信口或整个设备的损坏。

1.3 雷击造成的地反击

由于变压器系统中装有接地线路，所以，在雷击情况下，如果接地性能较差，则会发生地反击现象，即地电位相对于电子设备生成正电位差，对设备有反向击穿的作用，可能会损坏电子设备。

1.4 雷电的强电磁场作用

雷电的强电磁场作用是指在雷电作用下，变电站中的交变电磁场作用于二次系统，引起过电压，对二次设备造成破坏。另外，该磁场也会使PCB板上电磁感应元件发生过电压，损坏元件的使用。

2 综合自动化变电站的防雷策略

2.1 针对直击雷的防护措施

由于直击雷只针对于地面上某点，所以，对于直击雷的防护主要是使用避雷针、避雷线或避雷网装置作为接闪器使用，再利用性能良好的接地装置将雷电电流引入到大地进行释放。

2.2 针对感应雷的防护措施

2.2.1 电源防护

在综合自动化变电站中，电源来源于变电站中10 kV/ 380 V所属变压器，且电源系统受雷击的故障发生率占总故障的60%，所以，应重视对电源的防护。根据相关规定要求，使用3～4级的电涌保护器对变电站系统的低压配电系统进行防护，将雷电电流控制在其装置所能承受的范围内，保障变压器安全、稳定地运转。

2.2.2 对通信线路的防护

在自动化变电站二次系统中，使用多个网络通信设备，例如网卡、路由器、交换机等，这些设备通过网线或数据传输线等与局域网连接。在通信线路的两端和通信电源处安装电涌保护器装置，对由强电磁场引起的地反击问题，可安装等电位连接器，这样就可以全方位地保护网络通信系统。

2.2.3 加强信号线路段的防护

在整个自动化变电站系统中，对信号进行采集和通信是监测整个系统运行状态的主要方式。变电站二次系统主要是利用串口通信实现对信号的传递，同时，将信息通过并口连接到打印装置进行打印。所以，需要加强对串口和并口端口的防雷保护措施，可以在信号采集装置端口和接收端子处安装控制信号电涌保护器，对信号进行全面保护。

2.3 采用屏蔽、分流、隔离的方法防止雷电危害

屏蔽即利用屏蔽电缆、人工屏蔽箱或天然的屏蔽体阻挡、干扰变压站电子设备的电磁信号。它要求屏蔽体外围需有效接地，且受屏蔽保护的信号线、电源线等需要使用有效的电磁脉冲进行隔离，用高频滤波线路对信号进行过滤，并在机房周围铺设金属屏蔽网，以保证屏蔽效果。分流主要是针对直击雷的，这种方法需使用多根接地引线将雷电流引入到地面上分散、吸收。将变电站建筑物顶部各装置的外壳和主要接地引线或接地线以放射性方式连接，各设备的外壳应避免使用串接，另外还要加强对接地引线的检测工作。针对处于不同接地网的通信线，为防止其因地反击，造成线路故障，需利用光电隔离、变压器隔离等方式使其独立工作，互不干扰。

3 结束语

本文通过对综合自动化变电站二次系统各设备受雷击的影响进行分析，在现有防雷技术的基础上，对变电站二次系统的防雷策略给出参考性建议。

通过上述措施在变电站二次系统的使用，可以有效提高其抗雷击能力，但是却无法从根本上避免雷击事故，所以，只有提高防雷击技术，将其造成的危害和影响降到最小，才能保证变压器安全、稳定的工作。

参考文献

[1]朱金龙.变电站综合自动化系统防雷保护措施的研究[J].电子技术与软件工程，2013（16）.

[2]曲宝贵.变电站综合自动化系统雷电过电压防护[J].科技致富向导，2013（9）：29.

[3]张勋友.基于变电站综合自动化保护系统的研究[J].自动化仪表，2008（7）：19-21.

〔编辑：白洁〕

Lightning Strategy Secondary Substation Integrated Automation System

Long Yueda

Abstract： With the advancement of technology substation to the progressive development of automation and intelligence. However， due to the long substation in the external environment， affected by natural environment and climate， it can not work properly， the most common is the lightning hazard. By analyzing the effects of lightning on the substation secondary systems caused by lightning propose specific measures to provide guidance for building automation substation secondary lightning protection system.

Key words： automation； substation； secondary system； lightning