李　響

國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司鶴崗供電公司

變電站系統(tǒng)中的二次設備防雷接地

李響

國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司鶴崗供電公司

工業(yè)的發(fā)展對電力行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求，越來的供電量已將無法滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需要，電力行業(yè)不斷提升發(fā)電量，在原來標準上提高輸送電量的容量。電力系統(tǒng)包括發(fā)電、變電、輸電、配電、用電整個過程的各個環(huán)節(jié)，因此電力行業(yè)要做好各環(huán)節(jié)的質(zhì)量保證工作。由于我國是雷電頻發(fā)的國家，南方地區(qū)每年的5、6月份是雷電頻發(fā)的高峰期，如果雷電侵入變電站系統(tǒng)中的二次設備造成雷擊事故，將會產(chǎn)生很大的損失。文章主要通過說明雷電對變電站二次系統(tǒng)的入侵途徑，以及二次設備的耐雷電強度，闡述變電站系統(tǒng)中的二次設備防雷接地技術(shù)，以實現(xiàn)我國發(fā)電站的安全可靠運行。

變電站；二次設備；防雷接地

1　雷電入侵變電站二次設備的途徑

1.1雷電由220V交流電源供電線入侵二次設備

架空電力線路為變電站二次回路電源的輸入，而在實際運行中架空線路容易受到感應雷和直擊雷的雷擊。由于電力線路電壓較高在受到直擊雷雷擊后會經(jīng)過變壓器的高壓側(cè)的電容耦合至低壓側(cè)，侵入二次系統(tǒng)設備，由于電磁感應現(xiàn)象，架空電力線會感應出過電壓。220V電源線的遭受雷擊，致使二次系統(tǒng)設備損壞的概率占整個電力設備遭受雷擊損壞的60%以上，并且電源線上的雷過電壓平均值高達10KV以上。

1.2雷電由二次系統(tǒng)通信線侵入

當雷電由二次系統(tǒng)通信線侵入后，通信線中會出現(xiàn)過電流過電壓，雷電的入侵主要是由于第一、在雷雨天氣，電力設備附近的雷云地放電感應出過電壓，電壓強度達1KV以上，由于電壓強度過大會使得二次設備接口和通信線接口擊壞長線驅(qū)動器接收器、調(diào)制解調(diào)器、光電隔離器和其他通信單元等，甚至強度過大時雷擊進入二次系統(tǒng)內(nèi)部而損壞下級電路。第二、當?shù)缆穬膳源嬖诟哂诘孛娴耐怀鑫飼r，突出物遭受雷擊時會使得雷電擊穿土壤，從而直接侵入地下電纜的外皮，對于高壓電纜線產(chǎn)生損壞，當雷電擊穿電纜外皮時會在電纜內(nèi)部芯線上感應出過電壓和過電流。第三、在電量傳輸過程中為了使傳輸量的增加，采用平行導線傳輸，當平行導線遭受雷擊時，會感應出極強的過電壓，由通信導線感應出的過電壓平均強度為5KV，最高可達11KV。

1.3雷電由地電位反擊侵入

變電站為了保障設備及現(xiàn)場的工作安全，會設置專門的避雷裝置［1］。避雷針是變電站常見的避雷裝置，雷電強度較大時，雷電會沿著避雷針將電流釋放于大地，從而使得周圍形成喇叭形狀的電位分布，變電站二次設備使用單獨的接地裝置時，將會在其周圍產(chǎn)生較大的雷過電壓，強度最高達幾十千伏，會嚴重損壞變電站系統(tǒng)中的電子電氣類型的二次設備。

2　二次設備的耐雷強度

變電站系統(tǒng)二次設備遭受雷擊其中主要是感應雷的作用，感應雷頻譜較寬，但是其能量主要集中在低頻段，頻率為18KHZ以下的能量占到總能量的90%，因此在采取防雷接地時主要是針對低頻段的采取必要措施，以避免對電子電氣設備產(chǎn)生較大損壞［2］。當集成電路的任意一個端口的能量達到6～10J時，都會造成電子芯片產(chǎn)生永久性的損壞。正常情況下二次設備集成電路的耐壓值如下：接口-驅(qū)動器，接收器，收發(fā)器等一系列集成電路MC1488P型號的輸入輸出端的沖擊耐壓值分別為22V、60V。 MC1489P型號的輸入端沖擊耐壓值為24V。J274集成芯片的輸出端對地、輸出端子之間的沖擊耐壓值分別為32、50V。J175系列的輸出端子對地和輸出端子之間的沖擊耐壓值分別為31、30V。TIL117系列的集成電路芯片二極管、三極管的反向沖擊耐壓值分別為90、25V。由及集成電路芯片耐壓的平均水平可知，它們的耐壓水平較低，因此要采取必要的防雷保護措施。

3　變電站二次設備的防雷技術(shù)

3.1電源防雷

將電源的防雷采用三級防雷保護。第一級防雷保護，電源設備配置避雷器和防雷器，避免直擊雷對電源產(chǎn)生損壞，將防雷器接在電源交流配電屏輸入端的三根相線和零線地線之間。第二級防雷保護，機械設備配電箱輸入端配置電源防雷器，直流電源輸出端配置小型斷路器，其中放電電流選用20KA的，以實現(xiàn)對雷擊過電壓過電流的吸收，保證直流電源和機房設備的安全。第三級防雷保護，主要是指針對變電站機房內(nèi)的路由器、服務器、交換機、小型機等設備的輸入端配置電源避雷器，以防感應雷擊或者過電壓。

3.2等電位點連接

等電位連接主要是針對變電站二次系統(tǒng)中的自動化設備和控制屏柜采取的保護措施，采用等電位連接構(gòu)成等電位面，可以有效保證自動控制系統(tǒng)安全可靠運行，避免傳統(tǒng)的就近銅排接地產(chǎn)生的接地點之間的較大電位差，干擾系統(tǒng)的正常工作。構(gòu)造等位面可以通過采用將保護柜底部的接地銅排通過焊接相連，形成一個銅網(wǎng)絡，使得控制室內(nèi)的各接地點相連形成位移的接地點。也可以在微機保護柜底部設置專門的銅網(wǎng)絡，控制柜的專用的接地端與銅網(wǎng)絡相連。

3.3屏蔽電纜屏蔽層

屏蔽電纜必須可靠接地，其中接地方式主要分為兩種：單端接地和雙端接地［3］。第一、單端接地。電纜連接被控設備的一段懸空，另一端接地。當雷擊大電流流入地面時，由于接地網(wǎng)的高阻抗性，電流衰減非常快，這就使得屏蔽電纜接地點的感應電壓大大降低，電纜外層感應電壓在電纜芯線內(nèi)部的感應電壓就大大降低，從而實現(xiàn)保護變電站的作用。第二、雙端接地。電纜雙端接地是為了改善接地電網(wǎng)的電位分布情況，采用等電位連接方式以控制屏蔽電纜兩接地端的電位差，以保證電纜的正常傳輸電能。其中在防護高頻雷電造成的對地電位的升高方面，單端接地效果較好，但是抗電磁干擾能力差。雙端接地具有良好的抗電磁干擾能力，但是容易引起額外的沖擊或者干擾電壓。在進行具體選用接地方式時，可以根據(jù)防護要求具體選擇。

4　結(jié)束語

文章主要針對雷電通過交流電源、系統(tǒng)通信線、電位反擊等途徑侵入變電站系統(tǒng)中的二次設備，影響變電站的運行安全性和可靠性。這就要求在日廠工作中，做好變電站的防雷接地保護工作，以保證供電的可靠性。

［1］王劍平.淺談變電站二次系統(tǒng)防雷接地保護措施［J］.電力建設，2012（05）：50-51.

［2］陳鑫.變電站二次系統(tǒng)接地方案研究與應用［J］.電力電子，2010（01）：235-235.

［3］田志剛.變電站二次系統(tǒng)防雷接地及現(xiàn)場測試方法研究［J］.西華大學碩士學位論文，2013（06）：11-13.