變電站二次防雷接地淺談

趙永火

宜春供電公司，江西 宜春 336000

變電站二次防雷接地淺談

趙永火

宜春供電公司，江西 宜春 336000

宜春市處于山區(qū)和丘陵地帶，屬多雷區(qū)，雷電活動(dòng)十分頻繁，有些地域雷擊比較嚴(yán)重，遭受雷擊的次數(shù)比較頻繁，經(jīng)常造成變電站二次設(shè)備的損壞。本文對(duì)變電站二次防雷接地進(jìn)行了分析探討，提出了一些防范措施。

二次；防雷；措施

前言

變電站是電力系統(tǒng)重要組成部分，變電站發(fā)生雷擊事故，有可能導(dǎo)致線路跳閘、開(kāi)關(guān)、電壓互感器,電流互感器及其它一次設(shè)備故障、爆炸。危害變電站內(nèi)的通信、自動(dòng)化、保護(hù)及監(jiān)控等二次設(shè)備。變電站二次設(shè)備對(duì)雷電電磁脈沖和過(guò)電壓過(guò)電流的耐受能力很低，而且由于電力系統(tǒng)二次防雷工作滯后，這些設(shè)備遭受雷擊損壞率極高。這就要求防雷措施必須十分可靠。變電站的防雷接地系統(tǒng)對(duì)保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行，保障人身安全起著重要的作用。有些變電站的防雷接地裝置，由于設(shè)備老化、本身性能差及后期的運(yùn)行維護(hù)不到位等原因，加上在現(xiàn)場(chǎng)改造中存在設(shè)計(jì)考慮不周全、結(jié)構(gòu)不合理、施工質(zhì)量差等各種問(wèn)題，留下許多事故隱患。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在變電站中的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化等二次設(shè)備都更換為集成度很高的微機(jī)型弱電設(shè)備。設(shè)備的自動(dòng)化程度得到大幅度提高，有力保證了電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，但同時(shí)二次設(shè)備承受雷擊過(guò)電壓的水平也降低了，一旦遭受雷擊將使二次設(shè)備加速老化甚至受到損壞。

宜春市處于山區(qū)和丘陵地帶，雷擊比較嚴(yán)重，變電站遭受雷擊的次數(shù)比較頻繁，經(jīng)常造成二次設(shè)備、裝置的損壞。以下為我公司2005年以來(lái)遭受雷擊的情況：

（1）變電站二次系統(tǒng)雷擊情況統(tǒng)計(jì)

2005年，110KV下源、東山變后臺(tái)機(jī)網(wǎng)卡、聲卡損壞、通訊管理機(jī)2個(gè)串口損壞，2臺(tái)10KV保護(hù)測(cè)控插件損壞；

2006年110 KV釣魚(yú)臺(tái)、萬(wàn)載變6臺(tái)10KV保護(hù)裝置通訊端口損壞、2臺(tái)電容器保護(hù)裝置通訊端口損壞，后臺(tái)機(jī)網(wǎng)卡、聲卡損壞、通訊管理機(jī)3個(gè)串口損壞；

2008年，110KV半邊山、三陽(yáng)、鳳凰山變110KV線路保護(hù)裝置測(cè)控插件損壞，后臺(tái)微機(jī)電源損壞、網(wǎng)口損壞，1臺(tái)室外攝像機(jī)損壞。

（2)自動(dòng)化主站雷擊情況統(tǒng)計(jì)

2005年自動(dòng)化機(jī) 2塊模擬通道板損壞；2006年1臺(tái)交換機(jī)電源損壞；

2007年集控中心機(jī)房圖像監(jiān)控系統(tǒng)2塊2M通道板損壞；

2008年自動(dòng)化機(jī)房GPS時(shí)鐘損壞；集控中心機(jī)房2臺(tái)集控值班機(jī)電腦網(wǎng)口損壞。

（3)通信雷擊情況統(tǒng)計(jì)

2006年至2008年，大崗山微波站高頻開(kāi)關(guān)電源切換板損壞，380v避雷保護(hù)器2相擊穿，380v避雷保護(hù)器1相擊穿；大樓交換機(jī)電源、CPU板損壞。1 變電站二次設(shè)備遭受雷擊原因分析

室外的高壓線路感應(yīng)到雷擊過(guò)電壓 ，雷電電磁脈沖產(chǎn)生干擾性的浪涌過(guò)電壓、電流，通過(guò)高壓線經(jīng)站用變一直傳到低壓二次設(shè)備，該過(guò)電壓輕則使二次設(shè)備加速老化，重則直接將二次設(shè)備損壞。這里必須說(shuō)明的是，由于雷擊過(guò)電壓經(jīng)過(guò)高壓避雷器后，還有一定的殘壓，此殘壓對(duì)一般電氣二次設(shè)備來(lái)講還是太高。因此，雷擊過(guò)電壓可通過(guò)站用變傳到380/220V交流配電饋線，380/220V交流電源線是引入雷電過(guò)電壓的主要途徑。地網(wǎng)接地電阻過(guò)大，泄流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也是一個(gè)重要原因。

防雷是個(gè)系統(tǒng)工程，核心是將雷電與雷電電磁脈沖的能量，通過(guò)大地泄放，并且按層次性原則，盡可能多、遠(yuǎn)地將多余能量在引入系統(tǒng)之前泄放入地;按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量進(jìn)行削弱，保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差。

2.變電站二次防雷措施

為保證變電站二次設(shè)備的正常運(yùn)行，防止雷擊電磁脈沖和其他雷擊方式的干擾和影響，可從以下幾方面采取措施:

2.1 采用多分支接地引下線，使通過(guò)接地引下線的雷電流大大減小。

2.2 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽。

2.3 改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對(duì)弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。

2.4 除電源人口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過(guò)壓的裝置外，在信號(hào)線接入處應(yīng)使用光電藕合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置。

2.5 所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個(gè)接地網(wǎng)。

2.6 在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。

目前我公司變電站的二次設(shè)備防雷主要是依靠設(shè)備本身所帶的普通防雷模塊（如直流屏附帶的防雷模塊），該類防雷模塊防雷效果差，難于達(dá)到防止雷擊的作用。其他重要的交流屏、監(jiān)控系統(tǒng)、圖像系統(tǒng)、二次網(wǎng)絡(luò)以及大部分通信站等均未安裝專門的防雷設(shè)備，所以二次設(shè)備遭受損壞的事件時(shí)有發(fā)生。針對(duì)二次設(shè)備遭受雷擊的現(xiàn)象，采取以下措施加以防范：

（1)對(duì)下浦變、釣魚(yú)臺(tái)變、西村變、東山變、下源變加裝二次防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)防雷裝置，在站用變低壓側(cè)安裝三相交流電源防雷器，防止雷電過(guò)電壓進(jìn)入站內(nèi)交流配電系統(tǒng)，在電壓互感器端子箱及主控室電壓并列屏處安裝電壓互感器專用防雷器，防止雷電過(guò)電壓經(jīng)電壓互感器二次電纜侵入二次設(shè)備。在自動(dòng)化主站機(jī)房安裝二次防雷（含電源、網(wǎng)絡(luò)、GPS等防雷）；對(duì)變電站通信樞紐站原有避雷防過(guò)壓保護(hù)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造、提高防雷保護(hù)措施：配置380v、220v、48v和2M、2/4W等避雷防過(guò)壓保護(hù)模塊。

（2）對(duì)二次系統(tǒng)接地改造。站內(nèi)低壓二次系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)備、屏柜接地不規(guī)范進(jìn)行接地改造?？刂剖?、通信室內(nèi)的所有屏（柜）的門等活動(dòng)部分應(yīng)與屏（柜）體進(jìn)行良好連接。采取屏蔽措施。廣泛使用屏蔽材料，在屏蔽中特別注意對(duì)各種“洞”的密封，除門、窗外，重點(diǎn)對(duì)入戶的金屬管道、通信線路、電力線纜入口做好屏蔽，各種線纜均要求采取屏蔽措施，如金屬絲織網(wǎng)、金屬軟導(dǎo)管、硬導(dǎo)管、棧橋均可用于屏蔽線纜。

（3)等電位連接。機(jī)房的電纜金屬護(hù)套在入室處做了保護(hù)接地，對(duì)配電屏柜加裝等電位匯流排，做好設(shè)備的接地點(diǎn)的等電位連接，電纜內(nèi)的空線也作保護(hù)接地。防止地電位反擊的措施。在自動(dòng)化、通信機(jī)房?jī)?nèi)的靜電地板下，沿機(jī)房四周做一環(huán)型均壓環(huán)，并將靜電地板的龍骨、設(shè)備與均壓環(huán)可靠連接，均壓環(huán)形接地母銅排再與機(jī)房大樓主鋼筋焊接，起到等電位均壓的效果，避免地電位反擊。認(rèn)真做好定期的地網(wǎng)測(cè)試。按要求定期對(duì)變電站、自動(dòng)化機(jī)房、通信機(jī)房等地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試，做到測(cè)試項(xiàng)目齊全，不遺漏任何一個(gè)環(huán)節(jié)。

（4)嚴(yán)格認(rèn)真把好設(shè)備訂貨配置關(guān)。由專業(yè)人員參與簽訂技術(shù)協(xié)議，保證通信專用電源和轉(zhuǎn)換電源具備“三級(jí)防雷”功能、音頻配線柜“全保安單元”配置、設(shè)備接口電路具有防雷保護(hù)

裝置，努力做好各個(gè)方面的防雷保護(hù)措施。

3 二次防雷目前存在的問(wèn)題

3.1 二次防雷接地技術(shù)規(guī)范未統(tǒng)一。近年來(lái)，二次防雷接地改造項(xiàng)目越來(lái)越多，生產(chǎn)該類產(chǎn)品的廠家繁多，且產(chǎn)品良莠不齊，技術(shù)規(guī)范不統(tǒng)一。如沒(méi)有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在采購(gòu)設(shè)備時(shí)缺乏技術(shù)參數(shù)依據(jù)，另一方面在改造施工過(guò)程中，難于把握施工質(zhì)量和驗(yàn)收要求。

3.2 二次防雷接地方面的知識(shí)還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。二次防雷接地技術(shù)發(fā)展較快，近幾年來(lái)被廣泛推廣使用，相關(guān)工作人員缺乏從事二次防雷接地方面的工作經(jīng)驗(yàn)，該方面的知識(shí)比較薄弱。

4 意見(jiàn)及建議

4.1 建議請(qǐng)專門的防雷設(shè)計(jì)單位進(jìn)行二次防雷設(shè)計(jì)，防雷電設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持全面規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于檢測(cè)、隨機(jī)維護(hù)的原則，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。采用直擊雷防護(hù)、等電位連接、屏蔽、合理布線、共用接地系統(tǒng)和安裝浪涌保護(hù)器裝置等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。為確保防雷設(shè)計(jì)的科學(xué)性、先進(jìn)性，在設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雷電環(huán)境進(jìn)行評(píng)估。變電站二次防雷器和接地網(wǎng)要定期進(jìn)行檢查和測(cè)試，以滿足變電站二次系統(tǒng)防雷的要求。

4.2 加強(qiáng)對(duì)二次防雷接地知識(shí)及其重要性的學(xué)習(xí)，通過(guò)舉辦二次防雷方面知識(shí)培訓(xùn)班等形式，不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)水平。

[1]交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合[M].北京:中國(guó)電力出版社，1999，7

[2]江日洪等.發(fā)、變電站防雷保護(hù)與應(yīng)用實(shí)例.中國(guó)電力出版社，2004

[3]周志敏等.電子信息系統(tǒng)防雷接地技術(shù)

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.048

趙永火 電力工程師，繼電保護(hù)技師。