關(guān)于智能變電站防雷保護(hù)的探討

錢江川

摘 要：根據(jù)智能變電站特點，進(jìn)行智能變電站防雷保護(hù)分析，探討智能變電站防雷保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：智能變電站 建筑物及設(shè)備 雷擊 防雷保護(hù)

中圖分類號：TM71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年來，隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，對變電站智能化要求不斷提高。智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動。

智能設(shè)備越是先進(jìn)，芯片的集成度就越高，電路就越復(fù)雜，工作電壓越低，對環(huán)境穩(wěn)定性的要求也越高。雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預(yù)測性，極大地威脅智能變電站的運行安全。因此，在智能變電站中，為保護(hù)建筑物及設(shè)備安全，提高其供電可靠性，優(yōu)化防雷保護(hù)設(shè)計方案，加強防雷保護(hù)安全措施，最大程度的減少雷擊事故的發(fā)生，有著極其重要的意義。

1 智能變電站雷擊危害

1.1 雷擊入侵途徑

智能變電站遭受雷擊的途徑：（1）是雷直擊于智能建筑物及設(shè)備上。（2）是架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。（3）雷擊點與被保護(hù)智能建筑物及設(shè)備有一段距離，或雷擊中高壓線纜或其附近，或是云和云之間的放電。遠(yuǎn)距離雷擊產(chǎn)生的電涌類似于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電涌。

1.2 雷擊危害

智能變電站通信系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)等大量采用CMOS電路和CPU單元的智能電子設(shè)備。當(dāng)雷擊建筑物、附近大地、交流供電線路或雷云空中放電形成過電壓過電流，侵入智能設(shè)備。由于高度集成化的智能設(shè)備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成智能設(shè)備故障，繼電保護(hù)發(fā)生誤動、拒動的事故，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運行。

2 智能變電站防雷保護(hù)分析

根據(jù)整個智能變電站的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施，對處在不同區(qū)域的電氣設(shè)備接地進(jìn)行等電位連接，使得電氣設(shè)備達(dá)到統(tǒng)一的防雷效果。

2.1 雷電防護(hù)分區(qū)

將需要保護(hù)的空間劃分為不同的防雷區(qū)，是為了規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴(yán)重程度和等電位連接點的位置。各雷電防護(hù)區(qū)定義見表1。

2.2 雷電電磁脈沖防護(hù)等級分析

綜合分析智能變電站雷電磁脈沖防護(hù)等級，考慮以下幾個因素：（1）根據(jù)智能設(shè)備抗干擾強度等特點要求。（2）根據(jù)智能變電站電壓等級要求。（3）根據(jù)智能變電站所處地區(qū)、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、建筑物高度要求。（4）對智能設(shè)備安全度的要求。（5）對智能設(shè)備風(fēng)險評估計算結(jié)果分析。根據(jù)以上條件，確定智能變電站雷電磁脈沖防護(hù)等級，從而采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

3 智能變電站防雷保護(hù)措施

智能變電站防雷保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護(hù)設(shè)施的重要性、特點，安裝適宜的保護(hù)裝置。

3.1 直擊雷防護(hù)

避雷針和避雷線是防范直擊雷的主要設(shè)備，由接閃器、引下線和接地體組成。采用避雷針對智能變電站建筑物及高壓配電裝置進(jìn)行直擊雷保護(hù)并采取措施防止反擊。

智能建筑物考慮采用避雷帶，在規(guī)定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并在整個屋面組成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網(wǎng)格。引下線不少于兩根，其間距要滿足規(guī)程要求。

避雷器是為防止雷電波侵入，進(jìn)行雷電過電壓保護(hù)的主要設(shè)備。通過掌握各類避雷器的保護(hù)原理和性能特點，從而可以根據(jù)具體的變電站條件、防護(hù)設(shè)備的類型、目的、要求，進(jìn)行合理的選擇。

3.2 接地系統(tǒng)

接地是防雷保護(hù)很重要的環(huán)節(jié)。變電站接地系統(tǒng)的合理與否，是直接關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應(yīng)雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設(shè)備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導(dǎo)入大地。變電站接地包含工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地。

智能變電站接觸電勢與跨步電壓均不能超過允許值。為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向站外或?qū)⒌碗娢灰蛘緝?nèi)的設(shè)施，應(yīng)采取隔離措施：對外的通信設(shè)備、引向站外的所用電設(shè)備加隔離變壓器；通向站外的管道采用絕緣段等。

智能建筑物采用鍍鋅扁鋼接地。接地主網(wǎng)考慮到接地系統(tǒng)長期安全可靠運行對接地材料的高要求，結(jié)合智能變電站地質(zhì)探測結(jié)果腐蝕性的情況，對用材進(jìn)行比較：鍍銅鋼網(wǎng)、鍍錫銅網(wǎng)、鍍鋅鋼網(wǎng)。

3.3 智能設(shè)備過電壓保護(hù)

對于智能系統(tǒng)，在電源線、信號線、接地線等過電壓可能侵入的所有端口，裝設(shè)必要的浪涌過電壓保護(hù)裝置，從而將侵入的過電壓箝制到設(shè)備耐壓允許水平。采用屏蔽電纜等阻擋并衰減施加在設(shè)備上的過電壓。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過電涌保護(hù)器進(jìn)行等電位連接。

4 結(jié)語

智能變電站的防雷保護(hù)，綜合運用直擊雷防護(hù)、接地系統(tǒng)、過電壓保護(hù)等各項技術(shù)措施，構(gòu)成一個完整的防雷體系。通過全方位防護(hù)、綜合運用、層層設(shè)防，保證智能變電站的安全可靠運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張冀萍，唐秋實.變電所接地網(wǎng)及防雷保護(hù)措施[J].電站系統(tǒng)工程，2010（5）：3.

[2] 吳劍凌，陶雪梅，葉蜚譽.變電所弱電系統(tǒng)電源電涌保護(hù)器配置方式[J].通用低壓電器篇，2007（5）.endprint

摘 要：根據(jù)智能變電站特點，進(jìn)行智能變電站防雷保護(hù)分析，探討智能變電站防雷保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：智能變電站 建筑物及設(shè)備 雷擊 防雷保護(hù)

中圖分類號：TM71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年來，隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，對變電站智能化要求不斷提高。智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動。

智能設(shè)備越是先進(jìn)，芯片的集成度就越高，電路就越復(fù)雜，工作電壓越低，對環(huán)境穩(wěn)定性的要求也越高。雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預(yù)測性，極大地威脅智能變電站的運行安全。因此，在智能變電站中，為保護(hù)建筑物及設(shè)備安全，提高其供電可靠性，優(yōu)化防雷保護(hù)設(shè)計方案，加強防雷保護(hù)安全措施，最大程度的減少雷擊事故的發(fā)生，有著極其重要的意義。

1 智能變電站雷擊危害

1.1 雷擊入侵途徑

智能變電站遭受雷擊的途徑：（1）是雷直擊于智能建筑物及設(shè)備上。（2）是架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。（3）雷擊點與被保護(hù)智能建筑物及設(shè)備有一段距離，或雷擊中高壓線纜或其附近，或是云和云之間的放電。遠(yuǎn)距離雷擊產(chǎn)生的電涌類似于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電涌。

1.2 雷擊危害

智能變電站通信系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)等大量采用CMOS電路和CPU單元的智能電子設(shè)備。當(dāng)雷擊建筑物、附近大地、交流供電線路或雷云空中放電形成過電壓過電流，侵入智能設(shè)備。由于高度集成化的智能設(shè)備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成智能設(shè)備故障，繼電保護(hù)發(fā)生誤動、拒動的事故，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運行。

2 智能變電站防雷保護(hù)分析

根據(jù)整個智能變電站的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施，對處在不同區(qū)域的電氣設(shè)備接地進(jìn)行等電位連接，使得電氣設(shè)備達(dá)到統(tǒng)一的防雷效果。

2.1 雷電防護(hù)分區(qū)

將需要保護(hù)的空間劃分為不同的防雷區(qū)，是為了規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴(yán)重程度和等電位連接點的位置。各雷電防護(hù)區(qū)定義見表1。

2.2 雷電電磁脈沖防護(hù)等級分析

綜合分析智能變電站雷電磁脈沖防護(hù)等級，考慮以下幾個因素：（1）根據(jù)智能設(shè)備抗干擾強度等特點要求。（2）根據(jù)智能變電站電壓等級要求。（3）根據(jù)智能變電站所處地區(qū)、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、建筑物高度要求。（4）對智能設(shè)備安全度的要求。（5）對智能設(shè)備風(fēng)險評估計算結(jié)果分析。根據(jù)以上條件，確定智能變電站雷電磁脈沖防護(hù)等級，從而采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

3 智能變電站防雷保護(hù)措施

智能變電站防雷保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護(hù)設(shè)施的重要性、特點，安裝適宜的保護(hù)裝置。

3.1 直擊雷防護(hù)

避雷針和避雷線是防范直擊雷的主要設(shè)備，由接閃器、引下線和接地體組成。采用避雷針對智能變電站建筑物及高壓配電裝置進(jìn)行直擊雷保護(hù)并采取措施防止反擊。

智能建筑物考慮采用避雷帶，在規(guī)定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并在整個屋面組成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網(wǎng)格。引下線不少于兩根，其間距要滿足規(guī)程要求。

避雷器是為防止雷電波侵入，進(jìn)行雷電過電壓保護(hù)的主要設(shè)備。通過掌握各類避雷器的保護(hù)原理和性能特點，從而可以根據(jù)具體的變電站條件、防護(hù)設(shè)備的類型、目的、要求，進(jìn)行合理的選擇。

3.2 接地系統(tǒng)

接地是防雷保護(hù)很重要的環(huán)節(jié)。變電站接地系統(tǒng)的合理與否，是直接關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應(yīng)雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設(shè)備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導(dǎo)入大地。變電站接地包含工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地。

智能變電站接觸電勢與跨步電壓均不能超過允許值。為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向站外或?qū)⒌碗娢灰蛘緝?nèi)的設(shè)施，應(yīng)采取隔離措施：對外的通信設(shè)備、引向站外的所用電設(shè)備加隔離變壓器；通向站外的管道采用絕緣段等。

智能建筑物采用鍍鋅扁鋼接地。接地主網(wǎng)考慮到接地系統(tǒng)長期安全可靠運行對接地材料的高要求，結(jié)合智能變電站地質(zhì)探測結(jié)果腐蝕性的情況，對用材進(jìn)行比較：鍍銅鋼網(wǎng)、鍍錫銅網(wǎng)、鍍鋅鋼網(wǎng)。

3.3 智能設(shè)備過電壓保護(hù)

對于智能系統(tǒng)，在電源線、信號線、接地線等過電壓可能侵入的所有端口，裝設(shè)必要的浪涌過電壓保護(hù)裝置，從而將侵入的過電壓箝制到設(shè)備耐壓允許水平。采用屏蔽電纜等阻擋并衰減施加在設(shè)備上的過電壓。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過電涌保護(hù)器進(jìn)行等電位連接。

4 結(jié)語

智能變電站的防雷保護(hù)，綜合運用直擊雷防護(hù)、接地系統(tǒng)、過電壓保護(hù)等各項技術(shù)措施，構(gòu)成一個完整的防雷體系。通過全方位防護(hù)、綜合運用、層層設(shè)防，保證智能變電站的安全可靠運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張冀萍，唐秋實.變電所接地網(wǎng)及防雷保護(hù)措施[J].電站系統(tǒng)工程，2010（5）：3.

[2] 吳劍凌，陶雪梅，葉蜚譽.變電所弱電系統(tǒng)電源電涌保護(hù)器配置方式[J].通用低壓電器篇，2007（5）.endprint

摘 要：根據(jù)智能變電站特點，進(jìn)行智能變電站防雷保護(hù)分析，探討智能變電站防雷保護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：智能變電站 建筑物及設(shè)備 雷擊 防雷保護(hù)

中圖分類號：TM71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0062-01

近年來，隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，對變電站智能化要求不斷提高。智能變電站采用先進(jìn)、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動。

智能設(shè)備越是先進(jìn)，芯片的集成度就越高，電路就越復(fù)雜，工作電壓越低，對環(huán)境穩(wěn)定性的要求也越高。雷擊事件由于其極高的電壓幅值和不可預(yù)測性，極大地威脅智能變電站的運行安全。因此，在智能變電站中，為保護(hù)建筑物及設(shè)備安全，提高其供電可靠性，優(yōu)化防雷保護(hù)設(shè)計方案，加強防雷保護(hù)安全措施，最大程度的減少雷擊事故的發(fā)生，有著極其重要的意義。

1 智能變電站雷擊危害

1.1 雷擊入侵途徑

智能變電站遭受雷擊的途徑：（1）是雷直擊于智能建筑物及設(shè)備上。（2）是架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。（3）雷擊點與被保護(hù)智能建筑物及設(shè)備有一段距離，或雷擊中高壓線纜或其附近，或是云和云之間的放電。遠(yuǎn)距離雷擊產(chǎn)生的電涌類似于電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電涌。

1.2 雷擊危害

智能變電站通信系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)等大量采用CMOS電路和CPU單元的智能電子設(shè)備。當(dāng)雷擊建筑物、附近大地、交流供電線路或雷云空中放電形成過電壓過電流，侵入智能設(shè)備。由于高度集成化的智能設(shè)備其瞬間過電壓承受能力弱，極易遭受雷電過電壓、操作過電壓或電磁干擾的損壞，容易造成智能設(shè)備故障，繼電保護(hù)發(fā)生誤動、拒動的事故，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運行。

2 智能變電站防雷保護(hù)分析

根據(jù)整個智能變電站的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)的防雷保護(hù)措施，對處在不同區(qū)域的電氣設(shè)備接地進(jìn)行等電位連接，使得電氣設(shè)備達(dá)到統(tǒng)一的防雷效果。

2.1 雷電防護(hù)分區(qū)

將需要保護(hù)的空間劃分為不同的防雷區(qū)，是為了規(guī)定各部分空間不同的雷擊電磁脈沖的嚴(yán)重程度和等電位連接點的位置。各雷電防護(hù)區(qū)定義見表1。

2.2 雷電電磁脈沖防護(hù)等級分析

綜合分析智能變電站雷電磁脈沖防護(hù)等級，考慮以下幾個因素：（1）根據(jù)智能設(shè)備抗干擾強度等特點要求。（2）根據(jù)智能變電站電壓等級要求。（3）根據(jù)智能變電站所處地區(qū)、當(dāng)?shù)貧庀髼l件、建筑物高度要求。（4）對智能設(shè)備安全度的要求。（5）對智能設(shè)備風(fēng)險評估計算結(jié)果分析。根據(jù)以上條件，確定智能變電站雷電磁脈沖防護(hù)等級，從而采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

3 智能變電站防雷保護(hù)措施

智能變電站防雷保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護(hù)設(shè)施的重要性、特點，安裝適宜的保護(hù)裝置。

3.1 直擊雷防護(hù)

避雷針和避雷線是防范直擊雷的主要設(shè)備，由接閃器、引下線和接地體組成。采用避雷針對智能變電站建筑物及高壓配電裝置進(jìn)行直擊雷保護(hù)并采取措施防止反擊。

智能建筑物考慮采用避雷帶，在規(guī)定要求的屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設(shè)，并在整個屋面組成不大于10 m×10 m或12 m×8 m的網(wǎng)格。引下線不少于兩根，其間距要滿足規(guī)程要求。

避雷器是為防止雷電波侵入，進(jìn)行雷電過電壓保護(hù)的主要設(shè)備。通過掌握各類避雷器的保護(hù)原理和性能特點，從而可以根據(jù)具體的變電站條件、防護(hù)設(shè)備的類型、目的、要求，進(jìn)行合理的選擇。

3.2 接地系統(tǒng)

接地是防雷保護(hù)很重要的環(huán)節(jié)。變電站接地系統(tǒng)的合理與否，是直接關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應(yīng)雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設(shè)備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導(dǎo)入大地。變電站接地包含工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地。

智能變電站接觸電勢與跨步電壓均不能超過允許值。為防止轉(zhuǎn)移電位引起的危害，對可能將接地網(wǎng)的高電位引向站外或?qū)⒌碗娢灰蛘緝?nèi)的設(shè)施，應(yīng)采取隔離措施：對外的通信設(shè)備、引向站外的所用電設(shè)備加隔離變壓器；通向站外的管道采用絕緣段等。

智能建筑物采用鍍鋅扁鋼接地。接地主網(wǎng)考慮到接地系統(tǒng)長期安全可靠運行對接地材料的高要求，結(jié)合智能變電站地質(zhì)探測結(jié)果腐蝕性的情況，對用材進(jìn)行比較：鍍銅鋼網(wǎng)、鍍錫銅網(wǎng)、鍍鋅鋼網(wǎng)。

3.3 智能設(shè)備過電壓保護(hù)

對于智能系統(tǒng)，在電源線、信號線、接地線等過電壓可能侵入的所有端口，裝設(shè)必要的浪涌過電壓保護(hù)裝置，從而將侵入的過電壓箝制到設(shè)備耐壓允許水平。采用屏蔽電纜等阻擋并衰減施加在設(shè)備上的過電壓。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過電涌保護(hù)器進(jìn)行等電位連接。

4 結(jié)語

智能變電站的防雷保護(hù)，綜合運用直擊雷防護(hù)、接地系統(tǒng)、過電壓保護(hù)等各項技術(shù)措施，構(gòu)成一個完整的防雷體系。通過全方位防護(hù)、綜合運用、層層設(shè)防，保證智能變電站的安全可靠運行。

參考文獻(xiàn)

[1] 張冀萍，唐秋實.變電所接地網(wǎng)及防雷保護(hù)措施[J].電站系統(tǒng)工程，2010（5）：3.

[2] 吳劍凌，陶雪梅，葉蜚譽.變電所弱電系統(tǒng)電源電涌保護(hù)器配置方式[J].通用低壓電器篇，2007（5）.endprint