變電站系統(tǒng)中的二次設(shè)備防雷接地

品初拉木

（云南省電力設(shè)計(jì)院 云南昆明 650000）

1 引言

在變電站電力系統(tǒng)運(yùn)行中，二次設(shè)備容易受到各類環(huán)境因素的影響，比如有些地區(qū)雷電頻發(fā)，對(duì)此，應(yīng)構(gòu)建完善的防雷按地保護(hù)方案，應(yīng)用先進(jìn)的防雷接地技術(shù)措施，減少雷電對(duì)于變電站二次設(shè)備的不良影響，提升變電站二次設(shè)備的防雷性能。因此，對(duì)變電站系統(tǒng)中的二次設(shè)備防雷接地進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

2 雷電的侵入途徑

2.1 二次設(shè)備的電源

在變電站規(guī)劃建設(shè)中，對(duì)于高壓設(shè)備的防雷管理水平比較高，但是，在二次設(shè)備防雷保護(hù)方面還存在一些不足。如果變電站受到雷擊災(zāi)害影響，則會(huì)隨著電力線路傳播，當(dāng)過(guò)電壓使避雷器動(dòng)作后，就會(huì)造成變壓器高壓側(cè)電壓不斷升高，同時(shí)，由于受到電磁耦合的影響，過(guò)電壓會(huì)耦合到變壓器低壓側(cè)，這樣就會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓，最終對(duì)變電站二次設(shè)備的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。

2.2 感應(yīng)雷侵入

在靜電感應(yīng)以及電磁感應(yīng)的影響下，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)指的是在雷擊的放電過(guò)程中，輸電線路電荷控制難度比較大，線路產(chǎn)生過(guò)電壓，進(jìn)而對(duì)二次設(shè)備造成沖擊作用。另外，電磁感應(yīng)指的是在雷電的放電環(huán)節(jié)，雷電流會(huì)在周邊空間中形成強(qiáng)磁場(chǎng)，其會(huì)在附近道題上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，如果電磁能力持續(xù)存在，就會(huì)對(duì)二次設(shè)備造成不良影響。

2.3 地電位反擊

在避雷針作用下，雷電流被引入至當(dāng)?shù)?，而大地中有電阻，因此在較短時(shí)間內(nèi)，雷電流無(wú)法消失，在引下線附近位置，地電位升高，進(jìn)而產(chǎn)生比較大的電位差，同時(shí)還會(huì)造成二次高壓反擊，進(jìn)而對(duì)二次設(shè)備運(yùn)行造成威脅。

3 雷電干擾對(duì)二次設(shè)備的影響

雷電對(duì)于變電站各類設(shè)備的正常運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一定的影響，其中，對(duì)于一次設(shè)備的影響主要指的是在雷電強(qiáng)電壓作用下，變壓器和開關(guān)發(fā)生損壞，另外，雷電還會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，影響二次回路的正常運(yùn)行，比如，當(dāng)電流突增時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致變電站中電子元器件被燒損壞，電力設(shè)備出現(xiàn)故障，最終導(dǎo)致變電站電力設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生雷電災(zāi)害后，在強(qiáng)電壓的影響下，電力系統(tǒng)中就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電磁場(chǎng)，而如果電磁場(chǎng)的強(qiáng)度大于電子元器件最大抗干擾參數(shù)，就會(huì)影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

雷電災(zāi)害對(duì)于電力系統(tǒng)的影響原理如下，雷擊所產(chǎn)生的電流會(huì)隨著避雷針以及其他避雷設(shè)備引入至大地，這樣就會(huì)產(chǎn)生接地體阻抗，影響雷擊附近電網(wǎng)電位分布的均勻性，同時(shí)，隨著時(shí)間的變化，接地體中電流的穩(wěn)定性也會(huì)隨之降低，這樣就會(huì)造成二次回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增加。在此過(guò)程中，變電站電力系統(tǒng)中，各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)都會(huì)產(chǎn)生較大幅度，變化迅速，同時(shí)持續(xù)時(shí)間比較短，二次設(shè)備往往不能做出正常反應(yīng)，進(jìn)而影響變電站的正常運(yùn)行。

4 二次設(shè)備防雷接地

4.1 安裝防雷保護(hù)設(shè)備

4.1.1 電源系統(tǒng)防雷

在變電站系統(tǒng)中，二次設(shè)備電源是由兩部分所組成的，即直流電源以及交流電源，二者在電源系統(tǒng)中的功能有一定的區(qū)別，另外，對(duì)于防雷設(shè)備的要求也有所不同。二次設(shè)備的交流電源是交流屏供給的，其電源取自站內(nèi)所變。在電源系統(tǒng)防雷中，可以將防雷保護(hù)分為三級(jí)，具體如下：①在第一級(jí)防護(hù)中，應(yīng)該注意有效抵御雷電災(zāi)害所產(chǎn)生的能量，在交流屏電源輸出端，可以安裝三相電源防雷箱，將大部分雷電流泄入至大地中。②在變電站中，在充電屏的交流輸入側(cè)以及二次交流屏各段母線，需要安裝電源防雷器，在最大程度上降低雷電災(zāi)害的影響，另外，還可以在保護(hù)器前端安裝空氣開關(guān)。③在遠(yuǎn)動(dòng)屏、后臺(tái)機(jī)、小電流接地屏等的輸入端位置，可安裝單相交流防雷器，進(jìn)而對(duì)電力設(shè)備提供保護(hù)功能。在變電站中，直流電源系統(tǒng)是由直流屏、蓄電池組以及充電設(shè)備等所組成的，在正常運(yùn)行狀況下，其能夠?yàn)樽冸娬局械臄嗦菲魈峁╇娫?，而?dāng)電力設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其還可以為變電站中的繼電保護(hù)設(shè)備、斷路器、自動(dòng)化設(shè)備等提供電源。在變電站運(yùn)行中，直流電源對(duì)于變電站運(yùn)行質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大影響，因此，應(yīng)該加強(qiáng)直流電源系統(tǒng)防雷保護(hù)，保證直流設(shè)備正常運(yùn)行。除此以外，在變電站二次設(shè)備防雷設(shè)計(jì)中，在直流配電屏、通信直流屏等的母線端，也需要加強(qiáng)防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，避免通過(guò)直流電壓對(duì)于二次設(shè)備造成不良影響。

4.1.2 通訊系統(tǒng)防雷

在信號(hào)系統(tǒng)中進(jìn)行防雷保護(hù)，能夠避免傳輸線路受到雷電災(zāi)害的不良影響?，F(xiàn)如今，傳輸媒介的種類有很多種，對(duì)此，應(yīng)綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況做好雷電防護(hù)。在遠(yuǎn)動(dòng)屏至調(diào)制解調(diào)器的輸入端，均可以采用信號(hào)線防雷器。另外，從高壓開關(guān)配電室至控制室的線路中，在兩端位置，也可以安裝防雷設(shè)備，可以有效避免感應(yīng)過(guò)電壓進(jìn)入變電站二次設(shè)備中，進(jìn)而影響設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

4.1 .3 GPS時(shí)鐘天饋線防雷

在變電站建設(shè)中，GPS時(shí)鐘的應(yīng)用比較廣泛，對(duì)于變電站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理會(huì)產(chǎn)生較大影響。GPS中有多種精密儀器設(shè)備，為了提升設(shè)備抵抗雷電災(zāi)害的能力，對(duì)設(shè)備起到保護(hù)作用，在天饋線的輸入端位置，可以安裝防雷保護(hù)設(shè)備，這樣能夠有效避免涌浪過(guò)電壓在通過(guò)天饋線時(shí)，影響二次設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.2 等電位連接技術(shù)

4.2.1 二次回路接地要求

通常情況下，對(duì)于電流回路的接地點(diǎn)，需要將其安裝在互感器根部，同時(shí)還需要對(duì)二次回路接地點(diǎn)與設(shè)備外殼接地之間的距離進(jìn)行有效控制，如果回路接地點(diǎn)的距離比較遠(yuǎn)，則當(dāng)雷電電流經(jīng)過(guò)電網(wǎng)時(shí)，在各個(gè)接地點(diǎn)之間，會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)，而其會(huì)在二次回路中傳輸，這樣就會(huì)造成二次回路中電流增加，甚至還會(huì)造成變壓器被擊穿。除此以外，接地點(diǎn)一般設(shè)置在變電站的戶外環(huán)境中，而戶外環(huán)境中的影響因素比較多，可能會(huì)造成接地點(diǎn)被腐蝕，或者發(fā)生松動(dòng)。另外，如果接地點(diǎn)分布比較分散，則也會(huì)造成日常維護(hù)管理難度增加。

4.2.2 等電位銅排敷設(shè)方式

在變電站二次設(shè)備防雷保護(hù)中，也可以應(yīng)用等電位銅排敷設(shè)方式。在變電站系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)中，二次設(shè)備的種類和數(shù)量比較多，可以將其設(shè)置在機(jī)房中，同時(shí)，還可以采用金屬屏蔽網(wǎng)，并將其鋪設(shè)在機(jī)房的墻壁中。在屏蔽網(wǎng)與接地線之間，可以采用斷線技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)形多點(diǎn)連接，進(jìn)而盡量減少雷電災(zāi)害對(duì)二次設(shè)備造成不良影響。

4.2.3 屏蔽電纜屏蔽層接地方式

在二次設(shè)備防雷接地中，通過(guò)應(yīng)用單端接地方式，可以有效避免由于地電位升高而帶來(lái)的危害，為了在最大程度上應(yīng)用單端接地的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該注意綜合考慮抗電磁干擾能力因素。如果采用繼電保護(hù)以及自動(dòng)裝置回路的屏蔽電纜，則應(yīng)該高度重視由于電磁感應(yīng)所造成的干擾。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)變電站系統(tǒng)中的二次設(shè)備防雷接地技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究，雷擊會(huì)對(duì)二次設(shè)備運(yùn)行造成不良影響，對(duì)此，應(yīng)該加強(qiáng)綜合防雷接地保護(hù)，綜合應(yīng)用避雷設(shè)備等電位連接技術(shù)，提升二次設(shè)備防雷性能，進(jìn)而保障變電站系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。