论变电站综自系统防雷等技术
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摘要:本文主要分析变电站综自系统遭受雷击的形式和途径，提出综自系统防雷的措施，进行实施改造。以供同仁参考！
关键词:变电站;综自系统防雷
前言
我局所辖的部分1 10kv变电站就曾多次发生过因雷击而造成综自系统设备损坏事故，不仅造成一定的经济损失，更重要的是严重影响了变电设备和电网的安全运行。因此我们针对雷击的特点以及变电站综自系统对防雷的具体要求，提出了具体的技术方案加以实施，以改善变电站综自系统对雷击的防护能力，达到保障综自设备安全运行的目的。
我们知道雷击的产生主要有两种形式，一是直接雷击，雷云之间或雷云对地面某一点(包括建筑物、构架、树木、动植物等)的迅猛放电现象称之为直接雷击，它因电效应、热效应、和机械力效应等造成物体损坏和人员伤亡；二是感应雷击，雷云放电时在附近导体上(包括架空电缆、埋地电缆、钢轨、水管等)产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击，它因过电压、过电流易对微电子设备造成损坏、伤害工作人员、使传输或储存的信号或数据(模拟或数字)受到干扰或丢失。
1 感应雷击主要通过如下途径损坏变电设备的
1．1 供电电源线路
从供电部门送出的电源线大都是架空的，架空线路很容易感应到雷电，而供电线是一个互通的配电网．一旦电源线的某处感应到了雷电，则雷电会沿供电线路传到很远的用电设备，并将设备损坏。
1．2 信号线路
网络设备之间的信息交流要通过各种信号线来传递数据，这些信号线在室外有些架空、有些走电缆沟，无论哪种情况都可能会感应到雷电 并通过信号线传到远处将设备损坏。
1．3 地电位反击
一台设备(或一个小的局域网)同时接到两个以上且相互没有直接电气连接的地，当这些地网因雷击而存在较高电位差时．此电位差会沿接地线而直接加在同一设备上，这样设备内就存在电位差，如果此电位差超出设备的耐压值时，设备就会被损坏。
1．4 空间电磁场
雷击时突变的雷电流在其周围产生很强的电磁场，此电磁场使处在其中的导体(电源线、信号线等)感应上较高的电压，此过电压也可能将设备损坏。
从以上分析可知，对于一个变电站来说，完善的防雷方案就应包括防直击雷、防感应雷击两个方面。目前变电站都已安装有避雷针 引下线及避雷器等防雷设备，并同时具备良好的接地系统，通过长期的运行经验证明，这对直击雷的防护是行之有效的。而感应雷击的防护主要使用感应雷击防雷器、屏蔽和等电位连接措施，要求接地网的接地电阻不大于4Q。从我们对曾遭受雷击的综自设备进行的现场调查发现：大多数受到雷击损坏的综自设备所在建筑物屋顶中央多装有铁塔或避雷针，铁塔基座、避雷针、避雷带与建筑物主框架钢筋相连，并通过建筑物主钢筋作为避雷引下线与变电站接地网相连。由此看来，建筑物本身防雷状况良好的同时，并不能保证建筑物内部综自设备不受影响，综自设备仍然有被雷电感应破坏的危险。
经过我们分析，认为变电站当前综自设备受到雷电袭击的主要途径是：低压电源线路、信号线路被感应雷电而产生瞬态过电压，进而损坏综自设备。由于很多变电站接地电阻并不一定满足要求，对感应雷电的防护能力低，因此我们认为对于防感应雷击最佳的解决方法是在上述综自设备前端安装防雷器，雷电压到达其设备端的残压一般可控制到安全电压，从而使综自设备处于不被雷电损坏的范围之内。
2 根据防雷设计规范及相关标准，提出以下防雷方案
主要从低压电源线路、信号线路感应雷击防护的几个方面来考虑。
2.1 低压电源线路的保护
在实施感应雷击防护措施时，应将重点放在低压电源防护方面，一般都是根据截断感应源、防止综自感应、重点保护以及多级保护的办法，使瞬间过电压、电流被抑制到综自设备能够承受的安全状态。由于变电站对安全、可靠供电有较高的要求，为确保综合自动化系统避免受到瞬态过电压的干扰和破坏，我们选用两级浪涌保护的方式完成低压电源系统的雷电防护。
① 主控室电源总配电屏
感应后所产生的过电压、高压脉冲可能通过电源线路侵入综自设备。用大容量的防雷器在各配电箱处作第一级防护。在主控室电源总配电屏并联安装一台三相电源防雷器，抑制电源线路上的瞬时雷电压、操作过电压侵入综自设备，它能将高达6kV的雷电压快速抑制到安全电压以下，充分保护综自设备的安全。
② 主控室电源配电箱
用大容量的防雷器在主控室电源配电箱处作一级防护。在主控室给监控系统设备提供220V交流电源的空气开关处，各并联安装一台单相电源防雷用于再次抑制电源线路上的瞬时雷电压、操作过电压侵入综自设备，它能将高达3kV的雷电压快速抑制到安全电压以下，充分保护综自设备的安全。
2.2 信号线路、设备的保护
随着计算机网络的延伸和相互交错，雷电电磁脉冲通过静电感应、高电位反击、直击等多种方式串人外接信号线，或建筑物内其它大型设备所产生的过电压可能进入机房或终端设备，造成接口或设备损坏的情况。这是因为信号线路又多又长，错综复杂，易于感应，而且计算机网络在防过电压、浪涌方面是一个脆弱的电子信息系统。因此对外线进入的信号线一般都应采用屏蔽和安装防雷器的保护措施，来降低或完全截断雷电流对设备的侵入。
① 主控室、10kV、35kV开关室
外接进人机房的LONWORKS信号线路均是雷电和其它不明线路之间相互感应或建筑物内其它大型设备所产生的过电压可能侵入机房的主要途径。在进入主控室、10kV、35kV开关室的地方各采用安装信号防雷器进行保护，LONWORKS现场总线选用信号防雷器保护各室里的综自设备。并将所有LONWORKS通讯网络线更换为铠装通讯电缆，铠装电缆的屏蔽性能更好。
② 远动主站PC与外联系的通道
通过通讯线路进入机房的信号线路也是雷电侵入综自系统的主要途径。我们采用安装音频防雷器进行保护，以抑制通过Modem载波通道侵人远动通道的雷电感应。
3 结语
综上所诉，相继对我局部分变电站综自系统进行了综自防雷技术方案的实施，从改造后的运行情况来看，其中包括雷击多发季节，这期间没有发生一起因雷击造成的综自设备损坏事故。实际运行经验说明，我们所采取的防雷技术措施，对于综自设备的防雷是行之有效的，对于我们电网的安全、稳定、优质运行将起到积极的意义。
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