变电站二次防雷接地浅谈

赵永火

宜春供电公司，江西 宜春 336000

变电站二次防雷接地浅谈

赵永火

宜春供电公司，江西 宜春 336000

宜春市处于山区和丘陵地带，属多雷区，雷电活动十分频繁，有些地域雷击比较严重，遭受雷击的次数比较频繁，经常造成变电站二次设备的损坏。本文对变电站二次防雷接地进行了分析探讨，提出了一些防范措施。

二次；防雷；措施

前言

变电站是电力系统重要组成部分，变电站发生雷击事故，有可能导致线路跳闸、开关、电压互感器,电流互感器及其它一次设备故障、爆炸。危害变电站内的通信、自动化、保护及监控等二次设备。变电站二次设备对雷电电磁脉冲和过电压过电流的耐受能力很低，而且由于电力系统二次防雷工作滞后，这些设备遭受雷击损坏率极高。这就要求防雷措施必须十分可靠。变电站的防雷接地系统对保证电力设备的安全运行，保障人身安全起着重要的作用。有些变电站的防雷接地装置，由于设备老化、本身性能差及后期的运行维护不到位等原因，加上在现场改造中存在设计考虑不周全、结构不合理、施工质量差等各种问题，留下许多事故隐患。

近年来，随着计算机及网络技术在变电站中的广泛应用，继电保护自动装置、远动自动化等二次设备都更换为集成度很高的微机型弱电设备。设备的自动化程度得到大幅度提高，有力保证了电网的安全可靠运行，但同时二次设备承受雷击过电压的水平也降低了，一旦遭受雷击将使二次设备加速老化甚至受到损坏。

宜春市处于山区和丘陵地带，雷击比较严重，变电站遭受雷击的次数比较频繁，经常造成二次设备、装置的损坏。以下为我公司2005年以来遭受雷击的情况：

（1）变电站二次系统雷击情况统计

2005年，110KV下源、东山变后台机网卡、声卡损坏、通讯管理机2个串口损坏，2台10KV保护测控插件损坏；

2006年110 KV钓鱼台、万载变6台10KV保护装置通讯端口损坏、2台电容器保护装置通讯端口损坏，后台机网卡、声卡损坏、通讯管理机3个串口损坏；

2008年，110KV半边山、三阳、凤凰山变110KV线路保护装置测控插件损坏，后台微机电源损坏、网口损坏，1台室外摄像机损坏。

（2)自动化主站雷击情况统计

2005年自动化机 2块模拟通道板损坏；2006年1台交换机电源损坏；

2007年集控中心机房图像监控系统2块2M通道板损坏；

2008年自动化机房GPS时钟损坏；集控中心机房2台集控值班机电脑网口损坏。

（3)通信雷击情况统计

2006年至2008年，大岗山微波站高频开关电源切换板损坏，380v避雷保护器2相击穿，380v避雷保护器1相击穿；大楼交换机电源、CPU板损坏。1 变电站二次设备遭受雷击原因分析

室外的高压线路感应到雷击过电压 ，雷电电磁脉冲产生干扰性的浪涌过电压、电流，通过高压线经站用变一直传到低压二次设备，该过电压轻则使二次设备加速老化，重则直接将二次设备损坏。这里必须说明的是，由于雷击过电压经过高压避雷器后，还有一定的残压，此残压对一般电气二次设备来讲还是太高。因此，雷击过电压可通过站用变传到380/220V交流配电馈线，380/220V交流电源线是引入雷电过电压的主要途径。地网接地电阻过大，泄流时间过长，也是一个重要原因。

防雷是个系统工程，核心是将雷电与雷电电磁脉冲的能量，通过大地泄放，并且按层次性原则，尽可能多、远地将多余能量在引入系统之前泄放入地;按照所设立的防雷保护区分层次对雷电能量进行削弱，保持系统各部分不产生足以致损的电位差。

2.变电站二次防雷措施

为保证变电站二次设备的正常运行，防止雷击电磁脉冲和其他雷击方式的干扰和影响，可从以下几方面采取措施:

2.1 采用多分支接地引下线，使通过接地引下线的雷电流大大减小。

2.2 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽。

2.3 改进泄流系统的结构，减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用。

2.4 除电源人口处装设压敏电阻等限制过压的装置外，在信号线接入处应使用光电藕合元件或设置具有适当参数的限压装置。

2.5 所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽层公用一个接地网。

2.6 在控制室及通讯室内敷设等电位，所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。

目前我公司变电站的二次设备防雷主要是依靠设备本身所带的普通防雷模块（如直流屏附带的防雷模块），该类防雷模块防雷效果差，难于达到防止雷击的作用。其他重要的交流屏、监控系统、图像系统、二次网络以及大部分通信站等均未安装专门的防雷设备，所以二次设备遭受损坏的事件时有发生。针对二次设备遭受雷击的现象，采取以下措施加以防范：

（1)对下浦变、钓鱼台变、西村变、东山变、下源变加装二次防雷设备、网络防雷装置，在站用变低压侧安装三相交流电源防雷器，防止雷电过电压进入站内交流配电系统，在电压互感器端子箱及主控室电压并列屏处安装电压互感器专用防雷器，防止雷电过电压经电压互感器二次电缆侵入二次设备。在自动化主站机房安装二次防雷（含电源、网络、GPS等防雷）；对变电站通信枢纽站原有避雷防过压保护设备进行技术改造、提高防雷保护措施：配置380v、220v、48v和2M、2/4W等避雷防过压保护模块。

（2）对二次系统接地改造。站内低压二次系统室内设备、屏柜接地不规范进行接地改造。控制室、通信室内的所有屏（柜）的门等活动部分应与屏（柜）体进行良好连接。采取屏蔽措施。广泛使用屏蔽材料，在屏蔽中特别注意对各种“洞”的密封，除门、窗外，重点对入户的金属管道、通信线路、电力线缆入口做好屏蔽，各种线缆均要求采取屏蔽措施，如金属丝织网、金属软导管、硬导管、栈桥均可用于屏蔽线缆。

（3)等电位连接。机房的电缆金属护套在入室处做了保护接地，对配电屏柜加装等电位汇流排，做好设备的接地点的等电位连接，电缆内的空线也作保护接地。防止地电位反击的措施。在自动化、通信机房内的静电地板下，沿机房四周做一环型均压环，并将静电地板的龙骨、设备与均压环可靠连接，均压环形接地母铜排再与机房大楼主钢筋焊接，起到等电位均压的效果，避免地电位反击。认真做好定期的地网测试。按要求定期对变电站、自动化机房、通信机房等地网进行测试，做到测试项目齐全，不遗漏任何一个环节。

（4)严格认真把好设备订货配置关。由专业人员参与签订技术协议，保证通信专用电源和转换电源具备“三级防雷”功能、音频配线柜“全保安单元”配置、设备接口电路具有防雷保护

装置，努力做好各个方面的防雷保护措施。

3 二次防雷目前存在的问题

3.1 二次防雷接地技术规范未统一。近年来，二次防雷接地改造项目越来越多，生产该类产品的厂家繁多，且产品良莠不齐，技术规范不统一。如没有统一技术标准，在采购设备时缺乏技术参数依据，另一方面在改造施工过程中，难于把握施工质量和验收要求。

3.2 二次防雷接地方面的知识还有待进一步加强。二次防雷接地技术发展较快，近几年来被广泛推广使用，相关工作人员缺乏从事二次防雷接地方面的工作经验，该方面的知识比较薄弱。

4 意见及建议

4.1 建议请专门的防雷设计单位进行二次防雷设计，防雷电设计应坚持全面规划、综合治理、优化设计、技术先进、经济合理、便于检测、随机维护的原则，进行综合设计。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。

4.2 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。

[1]交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[M].北京:中国电力出版社，1999，7

[2]江日洪等.发、变电站防雷保护与应用实例.中国电力出版社，2004

[3]周志敏等.电子信息系统防雷接地技术

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.048

赵永火 电力工程师，继电保护技师。