变电二次设备的防雷措施研究

变电二次设备的防雷措施研究

段瑞

段瑞

（普洱供电局665000）

摘要：由于科学技术的不断发展，我国经济发展水平直线上升，人们的生活水平也呈现着逐步上升的趋势。电力行业是关系到人们日常生活和工作的重要方面，假如电力系统出现大范围的故障，那么其所造成的经济损失不可估量。笔者主要分析变电二次设备在防雷方面的措施，旨在为改善变电二次设备在安全性提供一定的帮助。

关键词：电力行业；变电二次设备；防雷措施；避雷设施

我国的电力系统已经实现了信息化的建设和发展，其中对于网络以及调度通讯等的相关设备引进越来越频繁。如今，电力行业中大范围引进了自动化设备和相关通讯设备等，这些设备核心元件在耐过电流以及耐雷电压等方面的能力都不能达到要求。因此，变电二次设备在防雷方面经常出现问题，直接干扰电力的正常输送，影响电力供应，对人们生活和工作上造成一定的影响。

一、雷电的影响

夏季雷电频繁，变电二次设备在运行的过程中，经常受到雷电的干扰，导致电力系统出现故障。雷电的出现可能造成很多危害，其中机械效应和静电感应等都是较为主要的部分。在雷击地面物体时，假如在短时间内通过大量的电流，那么可能产生的热量很大，影响范围更广。热量可能导致金属熔化，假如落到变电站的母线上，那么可能会出现短路等问题。另外，雷电如果经过一组导线，在各个导线之间就可能会产生巨大的推动力，进而导致导线的结构出现断裂。雷电所造成的静电感应也是一个重要方面。在雷云放电之前，大地与雷云之间就能够形成一个强大的电场，置于期间的一些金属物能够感应并且产生与雷云的电荷异号的相关电荷。雷云在放电的过程中，置于该物体上的电荷不能及时进行排放，则其本身就能够出现极高的对地电位，导致其他物体出现放电情况。

二、雷电干扰电站的形式

雷云在放电的时候所产生的电压极高，很多电力设备在绝缘耐压等方面难以达到如此高标准。根据相关调查和研究发现，雷电对于电站所产生的干扰作用主要产生源在于雷电流。雷电对于电站的主要干扰形式为两种，首先是雷电直击建筑物，其次为产生热效应以及电动力、雷电流所产生的电磁作用和静电感应。电站本身作业的特殊性决定了其日常的运作具有极强的广泛性。电站与负载舱体连接的工具是电缆，贴地进行铺设。如果电站的金属舱体以及控制电缆恰好处在大地和雷云之间形成的电场当中，大量电荷会直接被感应出来。雷云在放电之后，大地和云层之间形成的电场会直接消失，该导体上面的电荷不能及时进行释放，静电感应电压出现，对于电站的干扰十分严重。雷电所产生的巨大电压对于变电设备的影响十分强烈，这直接导致变电设备防雷问题的重要性突显。因此，为了能够有效保障电力系统的正常运转，促进电力行业的健康发展，变电二次设备在防雷问题上的研究成为关系到整个社会发展和人们生活的重要问题。

三、变电二次设备的防雷措施

变电站当中的二次设备一般涉及到站内保护设备以及通信系统等，这些系统和设备等都处在干扰强度很高的环境之内，接地处理以及耐雷等都是关系到这些设备和系统正常运行的重要方面。相关实践表明，目前大部分变电二次设备所发生损坏的部位都集中在监控设备的通信接口以及电源接口板中。因此，在此基础上的研究和分析发现，变电二次设备受到雷击的重要原因在于电源线的感应雷以及信号线的感应雷。以下是笔者对于变电二次设备防雷策略的分析。

（一）电源系统方面

变电站内部的通信调度自动化的系统一般使用的是直流以及交流电源实现对设备的供电过程。对于供电过程中的整流环节，一般情况下会出现一些滤波电容，能够针对瞬间状态过电压冲击产生重要的吸收作用。变电站使用的变压器低压部位到变电站使用的馈电屏所使用的是现代性的防雷技术，而且需要增加适当的回路分流措施。由于该设备在工作的过程中处于接地状态，且其与相关的电气设备所使用的是相同接地设备，设备所处在的区域相同，所以电磁脉冲的强度相对会增强。即便变电站使用的变低压侧存在防止线路侵入波的避雷方面器械，但效果并不是非常明显。因此，在防雷过程中应当对于调度自动化的设备在供电回路上进行电压方面的保护。

此外，大部分变电站建设在比较空旷的地区，变电站的电磁强度相对比较强，那么电力线路以及通信线缆就容易受到雷电的破坏。因此，很多变电站采取了相应的措施，在交流母线处增加安装一级电源防护。但是，由于交流馈线上仍旧存在着部分过压以及一些一级电源防雷留下的残压遗留在线路上，所以，有关工作人员应当在比较重要的几个交流馈线上安装二级或者三级电源防护，有效达到防雷效果。

（二）避雷针和限流器

避雷针最为主要的作用是能够将雷电成功吸引到自身，有效保护物品不受到雷击。当前，很多中小型的变电站普遍使用避雷针作为重要的避雷方式。但是，由于避雷针自身存在着一些副作用，尤其是在雷击出现并将雷电流引入大地的过程中，所产生的强大感应电磁场具有很大的破坏作用，特别是针对一些敏感的电子设备，干扰情况更加严重。为了能够产生更加安全的避雷效果，相关专家建议变电站应该尽量使用国家相关部门推广使用的雷电限流器，该限流器在有效防止雷电对建筑物产生危害上有明显的效果。因此，在变电站的四周设置避雷针以及限流器是有效改善变电二次设备防雷效果的重要方式。

（三）通信接口方面

通信接口部分的过电压防护在回路中对于电压的敏感程度比较高，而且该部分在有过电压的情况下抗压能力较弱，相关的机器和设备自身的绝缘以及耐受能力都相对更低。除此之外，有一些信号线以及数据线等与通信接口的相关设备相连接，而这些线路所穿过的区域相同，且感应过电压相对其他区域更强。因此，根据相关研究和调查显示，如果电磁场的强度增加幅度比较大，那么相关的微型计算机设备会出现故障，造成数据丢失等情况。因此，为了能够有效防止通信接口方位的雷击损害，变电站应该在相对靠近微机自动化装置的信号接口处增加安装信号避雷器。另外，对于都处在LPZOB区域内并且延伸至LPZOA区域的相关通信线路很容易感应到雷电的过电压，因此，该区域也需要安装信号避雷器。

（四）控制电缆

变电站可以增加设置具有屏蔽作用的控制电缆。很多电子设备都使用半导体器件以及集成型电路，而这类电器和微电子器一样都十分脆弱。雷击自身所产生的电磁脉冲能够直接辐射到相关的器件当中，导致相关的电子设备重度损坏。因此，变电站如果能够及时安装合适数量的控制电缆，将其作为有效屏蔽体，及时组织电磁脉冲在能量上的传输，维护电子设备的正常运作，能够产生比较明显的雷电防护效果，有利于电力正常输送。

结语

电力行业一直以来都是我国政府方面重点关注的行业，主要原因在于该行业能够有效影响国家整体经济发展以及人们的正常生活。由于经济的发展，我国在用电量的需求上不断增加，导致电力行业的工作量增加，工作压力增大，出现了很多经营管理和技术方面的问题。笔者针对变电站二次设备的防雷策略进行了分析，分别是控制电缆、通信接口以及电源系统等，希望能够为促进我国电力行业的健康发展提供帮助。

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