变电站二次系统的防雷技术研究

潘义

摘 要：科技不断的进步，自动化技术得以广泛应用，变电站二次系统相关设备也逐步增加。雷电危害一直都是破坏变电站的利器，为此急需在一次防雷系统的基础之上，进行二次系统的改革，全面提升防雷技术能力。本文针对于雷电的危害性，及风险性进行讨论，并且对于二次防雷技术在变电站之中的应用进行分析。

关键词：变电站；防雷；二次系统

随着国家对于电力系统的需求增加，变电站相应的设备也进行繁杂的改变，例如通信、网络、弱电电源设备增多，而这些设备对于雷击防范技术不强，往往容易出现问题，近年来，这样的问题频发，造成的直接经济损失巨大，为此，相关部门不仅要重视，为此，更应该通过二次系统有效解决防雷技术。

1 雷电对变电站产生的危害

传导、直击和感应雷是雷电的三大形式。它们产生的电压一般为百万伏，破坏能力强，对于变电站存在危害通过几个方面进行论述。

（1）雷电通过电磁效应，直接击穿电线绝缘外壳，从而引发了爆炸或火灾的严重事故，直接造成严重的巨大的损失，以及人民生命的安全。

（2）机械效应是雷电的又一破坏力，对于电气设备及建筑、电杆都可以直接毁掉，严重的直接引起爆炸及火灾。

（3）闪络放电可以烧坏绝缘体，进而出现停电或者火灾事故，这种现象出现频率极大。

2 变电站二次系统概述

二次系统中包括内保护设备、通信及监管系统、网络系统与自动化装置。监控、小电流接地选线、保护、录波、远传等性能都是二次系统中的自动化监管系统的主要设备，这些设备在二次系统中对于调度起到巨大作用。性能越多，线路越繁杂，存在风险越大，当面临雷击，电压通过雷云放电及电磁感应形成，并且快速通过信号及电源线通过各种方式直接破坏系统，从而造成巨大的风险。

3 二次系统遭遇雷击的途径

通过多年的实践证明，雷电过电压是导致二次系统严重破坏的重要原因，一般的雷电入侵路径有以下三种方式。

（1）雷电通过信号线引入。信号线是变电站自化系统与外界联系的媒介。通信线与机房终端设备连接，出现架空敷设的信号线是雷击现象的最大概率。电缆出线长是通信线路的特点，而感应雷可以直接以信号及远控系统电缆方式，会把二次系统集成电路芯片和通信端口的毁坏。

（2）雷电通过GPS 馈线导入。GPS馈线与其它设备连接，极易出现雷击现象，电流可以直接通过GPS系统的馈线，破坏系统端口，造成巨大影响。

（3）雷击通过电源直接破坏。雷电产生高压，高压通过电源线进入自化系统之中，电源模块无法正常运行，在雷电电压特别的高的时候，还会直接烧毁模块及元器件。

4 二次系统防雷保护技术的应用

微波馈线、 网络线、 微机监测设备和通信设备都是二次系统中的弱电设备，在严重的雷雨时节，这些弱项坏节急需加强保护措施。

4.1 接地和均压

接地是目前二次系统设备中最有效的防雷保护措施。密集的接地网对于强雷击现象，可以直接分流到大地之中。为此建立接地网十分有必要，当然也要考虑自身的经济条件，在条件的允许范围之内，选择电阻率低的电网，这样防雷效果更佳。

在同一室内一个层面安装接地母线带并且是四周封闭的，对于存放在室内的仪器、电缆、壳体、金属、信号线外壳都是直接连接在接地母线上，通过这样的方式固定连接，从而实现每一个接地点的电位相等，这就是均压。

雷电所产生的电流巨大，当巨大的电流通过零电位时，电位快速增高，从而零电位极易产生闪络放电现象，这种现象对于四周的易燃易爆物体十分敏感，时常会出现爆炸或者火灾的现象。当然室内不能幸免，脉冲电磁场应势而出，相关设备紧跟着出现感应电位，从而相关设备被破坏。规避这一现象可以通过等电位进行解决。

4.2 分流和隔离

分流是减少直接雷的有效措施。分流是指把接闪器所承受的电流通过多条接地引下线导向接地装置，再分散到土地之中。分流的优势之一就减少电磁场，减少接地线周围的困扰。拉地引下线可以有效的规避雷电流对于弱电设备的破坏及影响。只有将建筑物顶楼装配的设备外壳与主接地引下线进行合并，这样的防雷效果最佳，从而有效规避了各种雷电破坏现象。为了减少设备遇到破坏，同时也要做好外壳设备的连接工作，不能出现串接的现象，这样会让雷击电流直接影响到弱电设备。接地引下线应该以大面积为主，这样我可以分散电流的效果， 为了起到高效的防雷作用，应该禁出现接地引下线断裂、腐蚀、串有等现象。为此需要相关工作人员对于接地引下线及地网的检测应及时，这样才能快速发现问题并及时解决。电力高度综合控制楼需要通过设备特殊的接地网设备，加强防雷作用。通过特殊的方式隔离通信线，这样可有效的规避高低电位反击现象。而变压器、光电隔离是目前经常使用的隔离设备。

4.3 屏蔽

人工屏蔽箱、电缆、法拉第、盒都可以有效的屏蔽雷电在设备上的雷电电磁脉冲。接地处理是屏蔽外壳的重要要素。通过高频电磁波滤波及电磁脉冲隔离装备的隔离及过滤之后，信号线及电原线才能正常接入屏蔽室。假如没有通过以上两种设备，仅一根导线就能让屏蔽装置如同虚设。电位法拉第笼是有效降低雷电对二次系统的破坏，而形成有效的电位法位第笼还是需要把建筑钢筋、通信室、金属底板连接一线。当面临着二次系统相应设备屏蔽要求高，那么通信室就需要通过设备六个面的金属屏蔽网，建立环行接地母线并且进行平衡连接。

4.4 限幅

为了预防雷电破坏，还是需要全面了解有可能遇到破坏的端口安装保护装置。特别是在弱电端口进行多重防护装备，从而有效化解雷电的冲击力，有效的控制在电器的可承受范围之内。雷击及空间雷电感应电压都有可能导致电源线路破坏。对于侵入波电压对于变电站中的低电源线路的破坏，可能分级降流、防雷四级保护装置、电源分层保护等方式进行防范及保护。也可以采用插排、单相流交流防雷器的方式，对电源进入弱电装备之前，入侵波过电压通过电源线路进行限制，

5 结语

总之，变电站设备众多，对于耐过电压不同设备存在差异，为此，为了全面确保变电站高效、安全的运转，全方位的进行防雷设计是有必要的。减少二次系统的雷电破坏，以上几大措施能很好的实现。当然防雷系统的检测也十分重要，面面俱到，才能真正的减少雷电破坏。

参考文献：

[1] 史辉.试论 110kV 变电站二次系统防雷设计[J].电源技术应用，2013；274（10）：48-49.

[2] 郭强，李建明，田志岗等.采用独立地网的变电站二次系统防雷测试分析[J].四川电力技术，2012；15（2）：67-68.

[3] 唐林友.变电站二次系统防雷设计方案[J].广东科技，2013；56（22）：16-17.endprint

摘 要：科技不断的进步，自动化技术得以广泛应用，变电站二次系统相关设备也逐步增加。雷电危害一直都是破坏变电站的利器，为此急需在一次防雷系统的基础之上，进行二次系统的改革，全面提升防雷技术能力。本文针对于雷电的危害性，及风险性进行讨论，并且对于二次防雷技术在变电站之中的应用进行分析。

关键词：变电站；防雷；二次系统

随着国家对于电力系统的需求增加，变电站相应的设备也进行繁杂的改变，例如通信、网络、弱电电源设备增多，而这些设备对于雷击防范技术不强，往往容易出现问题，近年来，这样的问题频发，造成的直接经济损失巨大，为此，相关部门不仅要重视，为此，更应该通过二次系统有效解决防雷技术。

1 雷电对变电站产生的危害

传导、直击和感应雷是雷电的三大形式。它们产生的电压一般为百万伏，破坏能力强，对于变电站存在危害通过几个方面进行论述。

（1）雷电通过电磁效应，直接击穿电线绝缘外壳，从而引发了爆炸或火灾的严重事故，直接造成严重的巨大的损失，以及人民生命的安全。

（2）机械效应是雷电的又一破坏力，对于电气设备及建筑、电杆都可以直接毁掉，严重的直接引起爆炸及火灾。

（3）闪络放电可以烧坏绝缘体，进而出现停电或者火灾事故，这种现象出现频率极大。

2 变电站二次系统概述

二次系统中包括内保护设备、通信及监管系统、网络系统与自动化装置。监控、小电流接地选线、保护、录波、远传等性能都是二次系统中的自动化监管系统的主要设备，这些设备在二次系统中对于调度起到巨大作用。性能越多，线路越繁杂，存在风险越大，当面临雷击，电压通过雷云放电及电磁感应形成，并且快速通过信号及电源线通过各种方式直接破坏系统，从而造成巨大的风险。

3 二次系统遭遇雷击的途径

通过多年的实践证明，雷电过电压是导致二次系统严重破坏的重要原因，一般的雷电入侵路径有以下三种方式。

（1）雷电通过信号线引入。信号线是变电站自化系统与外界联系的媒介。通信线与机房终端设备连接，出现架空敷设的信号线是雷击现象的最大概率。电缆出线长是通信线路的特点，而感应雷可以直接以信号及远控系统电缆方式，会把二次系统集成电路芯片和通信端口的毁坏。

（2）雷电通过GPS 馈线导入。GPS馈线与其它设备连接，极易出现雷击现象，电流可以直接通过GPS系统的馈线，破坏系统端口，造成巨大影响。

（3）雷击通过电源直接破坏。雷电产生高压，高压通过电源线进入自化系统之中，电源模块无法正常运行，在雷电电压特别的高的时候，还会直接烧毁模块及元器件。

4 二次系统防雷保护技术的应用

微波馈线、 网络线、 微机监测设备和通信设备都是二次系统中的弱电设备，在严重的雷雨时节，这些弱项坏节急需加强保护措施。

4.1 接地和均压

接地是目前二次系统设备中最有效的防雷保护措施。密集的接地网对于强雷击现象，可以直接分流到大地之中。为此建立接地网十分有必要，当然也要考虑自身的经济条件，在条件的允许范围之内，选择电阻率低的电网，这样防雷效果更佳。

在同一室内一个层面安装接地母线带并且是四周封闭的，对于存放在室内的仪器、电缆、壳体、金属、信号线外壳都是直接连接在接地母线上，通过这样的方式固定连接，从而实现每一个接地点的电位相等，这就是均压。

雷电所产生的电流巨大，当巨大的电流通过零电位时，电位快速增高，从而零电位极易产生闪络放电现象，这种现象对于四周的易燃易爆物体十分敏感，时常会出现爆炸或者火灾的现象。当然室内不能幸免，脉冲电磁场应势而出，相关设备紧跟着出现感应电位，从而相关设备被破坏。规避这一现象可以通过等电位进行解决。

4.2 分流和隔离

分流是减少直接雷的有效措施。分流是指把接闪器所承受的电流通过多条接地引下线导向接地装置，再分散到土地之中。分流的优势之一就减少电磁场，减少接地线周围的困扰。拉地引下线可以有效的规避雷电流对于弱电设备的破坏及影响。只有将建筑物顶楼装配的设备外壳与主接地引下线进行合并，这样的防雷效果最佳，从而有效规避了各种雷电破坏现象。为了减少设备遇到破坏，同时也要做好外壳设备的连接工作，不能出现串接的现象，这样会让雷击电流直接影响到弱电设备。接地引下线应该以大面积为主，这样我可以分散电流的效果， 为了起到高效的防雷作用，应该禁出现接地引下线断裂、腐蚀、串有等现象。为此需要相关工作人员对于接地引下线及地网的检测应及时，这样才能快速发现问题并及时解决。电力高度综合控制楼需要通过设备特殊的接地网设备，加强防雷作用。通过特殊的方式隔离通信线，这样可有效的规避高低电位反击现象。而变压器、光电隔离是目前经常使用的隔离设备。

4.3 屏蔽

人工屏蔽箱、电缆、法拉第、盒都可以有效的屏蔽雷电在设备上的雷电电磁脉冲。接地处理是屏蔽外壳的重要要素。通过高频电磁波滤波及电磁脉冲隔离装备的隔离及过滤之后，信号线及电原线才能正常接入屏蔽室。假如没有通过以上两种设备，仅一根导线就能让屏蔽装置如同虚设。电位法拉第笼是有效降低雷电对二次系统的破坏，而形成有效的电位法位第笼还是需要把建筑钢筋、通信室、金属底板连接一线。当面临着二次系统相应设备屏蔽要求高，那么通信室就需要通过设备六个面的金属屏蔽网，建立环行接地母线并且进行平衡连接。

4.4 限幅

为了预防雷电破坏，还是需要全面了解有可能遇到破坏的端口安装保护装置。特别是在弱电端口进行多重防护装备，从而有效化解雷电的冲击力，有效的控制在电器的可承受范围之内。雷击及空间雷电感应电压都有可能导致电源线路破坏。对于侵入波电压对于变电站中的低电源线路的破坏，可能分级降流、防雷四级保护装置、电源分层保护等方式进行防范及保护。也可以采用插排、单相流交流防雷器的方式，对电源进入弱电装备之前，入侵波过电压通过电源线路进行限制，

5 结语

总之，变电站设备众多，对于耐过电压不同设备存在差异，为此，为了全面确保变电站高效、安全的运转，全方位的进行防雷设计是有必要的。减少二次系统的雷电破坏，以上几大措施能很好的实现。当然防雷系统的检测也十分重要，面面俱到，才能真正的减少雷电破坏。

参考文献：

[1] 史辉.试论 110kV 变电站二次系统防雷设计[J].电源技术应用，2013；274（10）：48-49.

[2] 郭强，李建明，田志岗等.采用独立地网的变电站二次系统防雷测试分析[J].四川电力技术，2012；15（2）：67-68.

[3] 唐林友.变电站二次系统防雷设计方案[J].广东科技，2013；56（22）：16-17.endprint

摘 要：科技不断的进步，自动化技术得以广泛应用，变电站二次系统相关设备也逐步增加。雷电危害一直都是破坏变电站的利器，为此急需在一次防雷系统的基础之上，进行二次系统的改革，全面提升防雷技术能力。本文针对于雷电的危害性，及风险性进行讨论，并且对于二次防雷技术在变电站之中的应用进行分析。

关键词：变电站；防雷；二次系统

随着国家对于电力系统的需求增加，变电站相应的设备也进行繁杂的改变，例如通信、网络、弱电电源设备增多，而这些设备对于雷击防范技术不强，往往容易出现问题，近年来，这样的问题频发，造成的直接经济损失巨大，为此，相关部门不仅要重视，为此，更应该通过二次系统有效解决防雷技术。

1 雷电对变电站产生的危害

传导、直击和感应雷是雷电的三大形式。它们产生的电压一般为百万伏，破坏能力强，对于变电站存在危害通过几个方面进行论述。

（1）雷电通过电磁效应，直接击穿电线绝缘外壳，从而引发了爆炸或火灾的严重事故，直接造成严重的巨大的损失，以及人民生命的安全。

（2）机械效应是雷电的又一破坏力，对于电气设备及建筑、电杆都可以直接毁掉，严重的直接引起爆炸及火灾。

（3）闪络放电可以烧坏绝缘体，进而出现停电或者火灾事故，这种现象出现频率极大。

2 变电站二次系统概述

二次系统中包括内保护设备、通信及监管系统、网络系统与自动化装置。监控、小电流接地选线、保护、录波、远传等性能都是二次系统中的自动化监管系统的主要设备，这些设备在二次系统中对于调度起到巨大作用。性能越多，线路越繁杂，存在风险越大，当面临雷击，电压通过雷云放电及电磁感应形成，并且快速通过信号及电源线通过各种方式直接破坏系统，从而造成巨大的风险。

3 二次系统遭遇雷击的途径

通过多年的实践证明，雷电过电压是导致二次系统严重破坏的重要原因，一般的雷电入侵路径有以下三种方式。

（1）雷电通过信号线引入。信号线是变电站自化系统与外界联系的媒介。通信线与机房终端设备连接，出现架空敷设的信号线是雷击现象的最大概率。电缆出线长是通信线路的特点，而感应雷可以直接以信号及远控系统电缆方式，会把二次系统集成电路芯片和通信端口的毁坏。

（2）雷电通过GPS 馈线导入。GPS馈线与其它设备连接，极易出现雷击现象，电流可以直接通过GPS系统的馈线，破坏系统端口，造成巨大影响。

（3）雷击通过电源直接破坏。雷电产生高压，高压通过电源线进入自化系统之中，电源模块无法正常运行，在雷电电压特别的高的时候，还会直接烧毁模块及元器件。

4 二次系统防雷保护技术的应用

微波馈线、 网络线、 微机监测设备和通信设备都是二次系统中的弱电设备，在严重的雷雨时节，这些弱项坏节急需加强保护措施。

4.1 接地和均压

接地是目前二次系统设备中最有效的防雷保护措施。密集的接地网对于强雷击现象，可以直接分流到大地之中。为此建立接地网十分有必要，当然也要考虑自身的经济条件，在条件的允许范围之内，选择电阻率低的电网，这样防雷效果更佳。

在同一室内一个层面安装接地母线带并且是四周封闭的，对于存放在室内的仪器、电缆、壳体、金属、信号线外壳都是直接连接在接地母线上，通过这样的方式固定连接，从而实现每一个接地点的电位相等，这就是均压。

雷电所产生的电流巨大，当巨大的电流通过零电位时，电位快速增高，从而零电位极易产生闪络放电现象，这种现象对于四周的易燃易爆物体十分敏感，时常会出现爆炸或者火灾的现象。当然室内不能幸免，脉冲电磁场应势而出，相关设备紧跟着出现感应电位，从而相关设备被破坏。规避这一现象可以通过等电位进行解决。

4.2 分流和隔离

分流是减少直接雷的有效措施。分流是指把接闪器所承受的电流通过多条接地引下线导向接地装置，再分散到土地之中。分流的优势之一就减少电磁场，减少接地线周围的困扰。拉地引下线可以有效的规避雷电流对于弱电设备的破坏及影响。只有将建筑物顶楼装配的设备外壳与主接地引下线进行合并，这样的防雷效果最佳，从而有效规避了各种雷电破坏现象。为了减少设备遇到破坏，同时也要做好外壳设备的连接工作，不能出现串接的现象，这样会让雷击电流直接影响到弱电设备。接地引下线应该以大面积为主，这样我可以分散电流的效果， 为了起到高效的防雷作用，应该禁出现接地引下线断裂、腐蚀、串有等现象。为此需要相关工作人员对于接地引下线及地网的检测应及时，这样才能快速发现问题并及时解决。电力高度综合控制楼需要通过设备特殊的接地网设备，加强防雷作用。通过特殊的方式隔离通信线，这样可有效的规避高低电位反击现象。而变压器、光电隔离是目前经常使用的隔离设备。

4.3 屏蔽

人工屏蔽箱、电缆、法拉第、盒都可以有效的屏蔽雷电在设备上的雷电电磁脉冲。接地处理是屏蔽外壳的重要要素。通过高频电磁波滤波及电磁脉冲隔离装备的隔离及过滤之后，信号线及电原线才能正常接入屏蔽室。假如没有通过以上两种设备，仅一根导线就能让屏蔽装置如同虚设。电位法拉第笼是有效降低雷电对二次系统的破坏，而形成有效的电位法位第笼还是需要把建筑钢筋、通信室、金属底板连接一线。当面临着二次系统相应设备屏蔽要求高，那么通信室就需要通过设备六个面的金属屏蔽网，建立环行接地母线并且进行平衡连接。

4.4 限幅

为了预防雷电破坏，还是需要全面了解有可能遇到破坏的端口安装保护装置。特别是在弱电端口进行多重防护装备，从而有效化解雷电的冲击力，有效的控制在电器的可承受范围之内。雷击及空间雷电感应电压都有可能导致电源线路破坏。对于侵入波电压对于变电站中的低电源线路的破坏，可能分级降流、防雷四级保护装置、电源分层保护等方式进行防范及保护。也可以采用插排、单相流交流防雷器的方式，对电源进入弱电装备之前，入侵波过电压通过电源线路进行限制，

5 结语

总之，变电站设备众多，对于耐过电压不同设备存在差异，为此，为了全面确保变电站高效、安全的运转，全方位的进行防雷设计是有必要的。减少二次系统的雷电破坏，以上几大措施能很好的实现。当然防雷系统的检测也十分重要，面面俱到，才能真正的减少雷电破坏。

参考文献：

[1] 史辉.试论 110kV 变电站二次系统防雷设计[J].电源技术应用，2013；274（10）：48-49.

[2] 郭强，李建明，田志岗等.采用独立地网的变电站二次系统防雷测试分析[J].四川电力技术，2012；15（2）：67-68.

[3] 唐林友.变电站二次系统防雷设计方案[J].广东科技，2013；56（22）：16-17.endprint