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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)備的耐雷電強(qiáng)度，闡述變電站系統(tǒng)中的二次設(shè)備防雷接地技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)我國發(fā)電站的安全可靠運(yùn)行。

變電站；二次設(shè)備；防雷接地

1　雷電入侵變電站二次設(shè)備的途徑

1.1雷電由220V交流電源供電線入侵二次設(shè)備

架空電力線路為變電站二次回路電源的輸入，而在實(shí)際運(yùn)行中架空線路容易受到感應(yīng)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(shè)備，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，架空電力線會感應(yīng)出過電壓。220V電源線的遭受雷擊，致使二次系統(tǒng)設(shè)備損壞的概率占整個電力設(shè)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(dá)10KV以上。

1.2雷電由二次系統(tǒng)通信線侵入

當(dāng)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(shè)備附近的雷云地放電感應(yīng)出過電壓，電壓強(qiáng)度達(dá)1KV以上，由于電壓強(qiáng)度過大會使得二次設(shè)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(qiáng)度過大時雷擊進(jìn)入二次系統(tǒng)內(nèi)部而損壞下級電路。第二、當(dāng)?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(dāng)雷電擊穿電纜外皮時會在電纜內(nèi)部芯線上感應(yīng)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(dǎo)線傳輸，當(dāng)平行導(dǎo)線遭受雷擊時，會感應(yīng)出極強(qiáng)的過電壓，由通信導(dǎo)線感應(yīng)出的過電壓平均強(qiáng)度為5KV，最高可達(dá)11KV。

1.3雷電由地電位反擊侵入

變電站為了保障設(shè)備及現(xiàn)場的工作安全，會設(shè)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(qiáng)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(shè)備使用單獨(dú)的接地裝置時，將會在其周圍產(chǎn)生較大的雷過電壓，強(qiáng)度最高達(dá)幾十千伏，會嚴(yán)重?fù)p壞變電站系統(tǒng)中的電子電氣類型的二次設(shè)備。

2　二次設(shè)備的耐雷強(qiáng)度

變電站系統(tǒng)二次設(shè)備遭受雷擊其中主要是感應(yīng)雷的作用，感應(yīng)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(shè)備產(chǎn)生較大損壞［2］。當(dāng)集成電路的任意一個端口的能量達(dá)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(shè)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(hù)措施。

3　變電站二次設(shè)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(hù)。第一級防雷保護(hù)，電源設(shè)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(hù)，機(jī)械設(shè)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(shí)現(xiàn)對雷擊過電壓過電流的吸收，保證直流電源和機(jī)房設(shè)備的安全。第三級防雷保護(hù)，主要是指針對變電站機(jī)房內(nèi)的路由器、服務(wù)器、交換機(jī)、小型機(jī)等設(shè)備的輸入端配置電源避雷器，以防感應(yīng)雷擊或者過電壓。

3.2等電位點(diǎn)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(shè)備和控制屏柜采取的保護(hù)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(yùn)行，避免傳統(tǒng)的就近銅排接地產(chǎn)生的接地點(diǎn)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(hù)柜底部的接地銅排通過焊接相連，形成一個銅網(wǎng)絡(luò)，使得控制室內(nèi)的各接地點(diǎn)相連形成位移的接地點(diǎn)。也可以在微機(jī)保護(hù)柜底部設(shè)置專門的銅網(wǎng)絡(luò)，控制柜的專用的接地端與銅網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的一段懸空，另一端接地。當(dāng)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(diǎn)的感應(yīng)電壓大大降低，電纜外層感應(yīng)電壓在電纜芯線內(nèi)部的感應(yīng)電壓就大大降低，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)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(hù)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(jìn)行具體選用接地方式時，可以根據(jù)防護(hù)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(shè)備，影響變電站的運(yùn)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(hù)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(hù)措施［J］.電力建設(shè)，2012（05）：50-51.

［2］陳鑫.變電站二次系統(tǒng)接地方案研究與應(yīng)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(xué)碩士學(xué)位論文，2013（06）：11-13.