變電站系統中的二次設備防雷接地

品初拉木

（云南省電力設計院 云南昆明 650000）

1 引言

在變電站電力系統運行中，二次設備容易受到各類環境因素的影響，比如有些地區雷電頻發，對此，應構建完善的防雷按地保護方案，應用先進的防雷接地技術措施，減少雷電對于變電站二次設備的不良影響，提升變電站二次設備的防雷性能。因此，對變電站系統中的二次設備防雷接地進行深入研究迫在眉睫。

2 雷電的侵入途徑

2.1 二次設備的電源

在變電站規劃建設中，對于高壓設備的防雷管理水平比較高，但是，在二次設備防雷保護方面還存在一些不足。如果變電站受到雷擊災害影響，則會隨著電力線路傳播，當過電壓使避雷器動作后，就會造成變壓器高壓側電壓不斷升高，同時，由于受到電磁耦合的影響，過電壓會耦合到變壓器低壓側，這樣就會出現過電壓，最終對變電站二次設備的正常運行構成威脅。

2.2 感應雷侵入

在靜電感應以及電磁感應的影響下，會產生感應雷。靜電感應指的是在雷擊的放電過程中，輸電線路電荷控制難度比較大，線路產生過電壓，進而對二次設備造成沖擊作用。另外，電磁感應指的是在雷電的放電環節，雷電流會在周邊空間中形成強磁場，其會在附近道題上感應出電動勢，如果電磁能力持續存在，就會對二次設備造成不良影響。

2.3 地電位反擊

在避雷針作用下，雷電流被引入至當地，而大地中有電阻，因此在較短時間內，雷電流無法消失，在引下線附近位置，地電位升高，進而產生比較大的電位差，同時還會造成二次高壓反擊，進而對二次設備運行造成威脅。

3 雷電干擾對二次設備的影響

雷電對于變電站各類設備的正常運行會產生一定的影響，其中，對于一次設備的影響主要指的是在雷電強電壓作用下，變壓器和開關發生損壞，另外，雷電還會產生電磁干擾，影響二次回路的正常運行，比如，當電流突增時，可能會導致變電站中電子元器件被燒損壞，電力設備出現故障，最終導致變電站電力設備無法正常運行。當發生雷電災害后，在強電壓的影響下，電力系統中就會出現感應電磁場，而如果電磁場的強度大于電子元器件最大抗干擾參數，就會影響電力設備的正常運行。

雷電災害對于電力系統的影響原理如下，雷擊所產生的電流會隨著避雷針以及其他避雷設備引入至大地，這樣就會產生接地體阻抗，影響雷擊附近電網電位分布的均勻性，同時，隨著時間的變化，接地體中電流的穩定性也會隨之降低，這樣就會造成二次回路中感應電動勢增加。在此過程中，變電站電力系統中，各項設備的運行參數都會產生較大幅度，變化迅速，同時持續時間比較短，二次設備往往不能做出正常反應，進而影響變電站的正常運行。

4 二次設備防雷接地

4.1 安裝防雷保護設備

4.1.1 電源系統防雷

在變電站系統中，二次設備電源是由兩部分所組成的，即直流電源以及交流電源，二者在電源系統中的功能有一定的區別，另外，對于防雷設備的要求也有所不同。二次設備的交流電源是交流屏供給的，其電源取自站內所變。在電源系統防雷中，可以將防雷保護分為三級，具體如下：①在第一級防護中，應該注意有效抵御雷電災害所產生的能量，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害的影響，另外，還可以在保護器前端安裝空氣開關。③在遠動屏、后臺機、小電流接地屏等的輸入端位置，可安裝單相交流防雷器，進而對電力設備提供保護功能。在變電站中，直流電源系統是由直流屏、蓄電池組以及充電設備等所組成的，在正常運行狀況下，其能夠為變電站中的斷路器提供電源，而當電力設備發生故障時，其還可以為變電站中的繼電保護設備、斷路器、自動化設備等提供電源。在變電站運行中，直流電源對于變電站運行質量會產生較大影響，因此，應該加強直流電源系統防雷保護，保證直流設備正常運行。除此以外，在變電站二次設備防雷設計中，在直流配電屏、通信直流屏等的母線端，也需要加強防雷保護設計，避免通過直流電壓對于二次設備造成不良影響。

4.1.2 通訊系統防雷

在信號系統中進行防雷保護，能夠避免傳輸線路受到雷電災害的不良影響。現如今，傳輸媒介的種類有很多種，對此，應綜合考慮現場實際運行情況做好雷電防護。在遠動屏至調制解調器的輸入端，均可以采用信號線防雷器。另外，從高壓開關配電室至控制室的線路中，在兩端位置，也可以安裝防雷設備，可以有效避免感應過電壓進入變電站二次設備中，進而影響設備運行質量。

4.1 .3 GPS時鐘天饋線防雷

在變電站建設中，GPS時鐘的應用比較廣泛，對于變電站設備運行維護管理會產生較大影響。GPS中有多種精密儀器設備，為了提升設備抵抗雷電災害的能力，對設備起到保護作用，在天饋線的輸入端位置，可以安裝防雷保護設備，這樣能夠有效避免涌浪過電壓在通過天饋線時，影響二次設備的正常運行。

4.2 等電位連接技術

4.2.1 二次回路接地要求

通常情況下，對于電流回路的接地點，需要將其安裝在互感器根部，同時還需要對二次回路接地點與設備外殼接地之間的距離進行有效控制，如果回路接地點的距離比較遠，則當雷電電流經過電網時，在各個接地點之間，會產生電勢，而其會在二次回路中傳輸，這樣就會造成二次回路中電流增加，甚至還會造成變壓器被擊穿。除此以外，接地點一般設置在變電站的戶外環境中，而戶外環境中的影響因素比較多，可能會造成接地點被腐蝕，或者發生松動。另外，如果接地點分布比較分散，則也會造成日常維護管理難度增加。

4.2.2 等電位銅排敷設方式

在變電站二次設備防雷保護中，也可以應用等電位銅排敷設方式。在變電站系統規劃建設中，二次設備的種類和數量比較多，可以將其設置在機房中，同時，還可以采用金屬屏蔽網，并將其鋪設在機房的墻壁中。在屏蔽網與接地線之間，可以采用斷線技術實現環形多點連接，進而盡量減少雷電災害對二次設備造成不良影響。

4.2.3 屏蔽電纜屏蔽層接地方式

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

5 結語

綜上所述，本文主要對變電站系統中的二次設備防雷接地技術進行了詳細探究，雷擊會對二次設備運行造成不良影響，對此，應該加強綜合防雷接地保護，綜合應用避雷設備等電位連接技術，提升二次設備防雷性能，進而保障變電站系統安全穩定的運行。