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1 雷电入侵途径

雷击一般分为直击雷击和感应雷击。微电子设备遭雷击损坏，80%以上是由感应雷击引起的。

1.1 电源线引入雷电

雷电引起的瞬时高电压，如果直接由电源线引入自动化系统，会影响其电源模块正常工作，使各功能模块的工作电压升高而工作不正常，严重时甚至会损坏模块，烧坏元器件。

1.2 通信线路引入雷电

目前，变电站二次系统采用了多种多样的通信线路做连接作用。导体型通信线路感应到雷电后，雷击过电压直接传到设备，该过电压轻则使设备加速老化，重则直接将设备损坏。对于电力系统来讲，电话音频与MODEM连接线、RS485、RJ45网线、GPS及微波载波等馈线都是引入雷电的通道[1]。

1.3 雷电电磁场

雷击引起的室内的电磁场，主要集中在电缆沟、布线层及电缆井内。该电磁场使室内的线路感应到过电压，该过电压直接传到设备，进出高压场地的各种线路都是雷电电磁场的产生源。

1.4 接地不规范

由于接地不规范，不同接地点之间出现雷电时易形成较高的电位差，产生的电磁干扰会影响自动化系统的运行；同时，雷电引起的地电位升高，通过设备的接地线引入自动化系统，该过电压也会损坏各种功能模块。

2 变电站二次系统防雷工作现状

通过调查发现，目前我国大多数变电站都是通过设置防雷保护分区对二次系统中的设备进行保护，这种方法需要根据不同分区雷电的特点采取不同的防护方法，比如说，在变电站建筑物外部这个分区中，一般会设置避雷针、避雷带等将雷电引入地下的装置，同时要降低接地网上具有的电阻，这样可以防止接地电位的反击。在变电站二次系统中设备的电源线位置，也要安装SPD等设备，这样可以实现雷电的泄流。但是，通过大量的试验发现，目前各大变电站所使用的避雷针等避雷设施已经不能够对雷电进行有效地防护，即便是在安装了避雷设施的情况下，变电站二次系统中的设备还是会在不同程度上受到过电压的影响[2]。同时，由于我国到目前为止并没有出台强制措施，因此一半以上的变电站为了节省成本，并没有安装针对各种电源以及电线的保护装置，智能化的雷电检测系统也没有普及，因此，总体上来说，大多数变电站二次系统依然会受到较大的雷电威胁。

3 变电站雷电防护措施

3.1 电源系统雷电过电压防护

安装在变电站内的通信调度自动化系统大多采用开关电源或直流电源为其设备供电，在其整流环节中，一般有较大容量的滤波电容，对瞬间过电压冲击有一定的吸收作用，变压器到变电站一般都用屏蔽电缆且设备都有良好的接地，运用DBSG技术来分析，必须增加线路的分流措施，因为其工作地、保护地都与其他电气设备采用同一地网，而且设备都处于LPZ0B区，电磁脉冲强度相对较强，在变电站用变低压端虽然有防止线路来波的避雷器，但残压高，变电站遭受雷击时，通过线路耦合和地电位升高而造成的反击过电压依然存在，而且高压侧的残压有时高达几千伏，因此必须对这些调度自动化设备的供电回路进行过电压保护。

3.2 信号系统设备过电压防护

同电网供电系统相比，信号回路对过电压的敏感程度要高得多，且这些设备在过电压的情况下显得非常的脆弱，设备的绝缘耐受水平也相当低。与这些设备相连的有信号线、数据线、测量和控制线路，并且这些线路基本是处于LPZ0B区域，也有穿过LPZ0A区域的，线路上的感应过电压相对较强。根据IEC的测试，当电磁场强度增大到0．07GS时，微型计算机设备将产生误动，丢失数据。而且这些回路运行的安全是关系到一次系统安全的重要环节，因此，须对重要回路的接口进行过电压防护[3]。

3.3 GPS卫星时钟接口过电压保护

防护位置：主控室远动屏上的GPS单元与建筑物顶部的卫星天线采用同轴电缆进行连接，由于该线路穿越了室外LPZ0B区域，非常容易感应上过电压，因此必须在GPS单元接口处加装防雷器。安装方式：串联安装。安装位置：GPS单元接口处。

3.4 监控柜视频信号过电压保护

防护位置：监控柜内视频信号采用同轴电缆进行连接，由于该线路均是由室外、室内摄像头引入主控室监控柜内，这些线路穿越了室外LPZ0B区域，非常容易感应上过电压，因此必须在视频信号接口处加装防雷器。安装方式：串联安装,防雷器采用35mmDIN导轨固定。安装位置：监控柜视频信号接口处。

3.5 通信部分防护措施

变电站二次自动化设备中包括很多网络设备，这些设备通过网线和电话线同局域网和广域网相连。所以应该在其通信线路两端加装信号电涌保护器，包括保护电话线的音频电涌保护器和保护网络连接设备的RJ45型电涌保护器，以及在通信设备电源处加设电涌保护器。并针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器，这样对变电站中的网络传输系统就有了一个比较全面的保护。

4 结语

二次防雷目前存在的问题，建议请专门的防雷设计单位进行二次防雷设计，防雷电设计应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、共用接地系统和安装浪涌保护器装置等措施进行综合防护。为确保防雷设计的科学性、先进性，在设计前应对现场雷电环境进行评估。变电站二次防雷器和接地网要定期进行检查和测试，以满足变电站二次系统防雷的要求。加强对二次防雷接地知识及其重要性的学习，通过举办二次防雷方面知识培训班等形式，不断提高工作人员的业务水平。