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电力系统变电站二次设备的防雷措施发表时间：2018-06-12T14:47:40.910Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：乔美林1 肖永清2 肖婵3 [导读] 摘要：变电站是电力传输的核心枢纽，二次设备关系到变电站的安全运行。
（1.内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局内蒙古 010300；2.内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局内蒙古010300；3.内蒙古浩普电力检修有限责任公司内蒙古 010300）摘要：变电站是电力传输的核心枢纽，二次设备关系到变电站的安全运行。
发生雷击事故时，容易造成二次设备损坏，导致保护失灵、误动等不良后果，严重威胁变电站供电安全。
如何有效规避雷击危害，提高变电站供电可靠性是变电站建设和运行过程中的重要课题。
本文在总结雷击危害的基础上，对现阶段的主要防雷措施进行阐述，为今后设计、施工以及安全运行积累经验。
关键词：电力系统；变电站；二次设备；防雷措施导言针对变电站主体功能的保护、测量、控制与自动化等一系列设备体系被称之为二次设备。
二次设备对变电功能组件的控制与保护是必不可少的。
从设计与施工角度来看，二次设备在实际的应用过程中往往为低压设备，甚至是基于直流或者感应电压而工作的电气元件。
二次设备对于电压的变化极为敏感，而对于电压或电流的过载极限要求更为苛刻。
在同等雷击条件下（包括感应雷击），如果防雷保护措施不完善，则二次设备的损毁程度更为明显。
因此，有必要采取措施来强化二次设备的防雷保护。
与此同时，由于二次设备与一次设备之间存在显著的关联，对于一次设备的保护会影响到二次设备的有效性与安全性，这就增加了变电站二次防雷措施的难度。
1变电站电子设备防雷的概述 1.1变电站电子设备防雷的重要性我国幅员辽阔，雷电灾害活动频繁，对整个电力系统构成严重威胁。
天空与大地之间存在着正负电荷，形成一个巨大的电容器。
上方的水蒸气凝结成雨或冰雹，本身携带正电荷，降落到地面，遇到负电荷发生碰撞，容易发生电击。
电力系统变电二次设备的防雷举措雷击作为威胁变电站二次系统安全的一大危险因素，引起了国内广大变电站人员的重视。
而面对雷击对二次系统安全的影响，变电站应该是从其入侵途径入手，将防雷工作落到实处。
1 变电站二次系统防雷的重要性分析1.1 雷电的危害雷电作为自然现象的一种，当雷电击中变电站时，会对变电站二次系统的正常运行造成严重的影响，甚至是威胁到变电站工作人员的生命安全。
在变电二次设备的母线被雷击中时，会产生高数值的过电压。
当过电压数值过大时，则有可能将变电站电气设备的绝缘击穿，从而造成事故。
所以，应当在高压线路沿线、变电站内设置必要的避雷和防雷设施。
如避雷线、避雷器、避雷针等。
1.2 雷电对二次设备的主要入侵途径1.2.1 电地位干扰。
在雷电对二次设备的入侵中，电地位对设备的干扰主要分为三种途径。
其中包括雷击独立避雷针引起的反击电压造成对设备的干扰、电流通过避雷线入地造成的电地位干扰及避雷器接地线引起的反击过电压造成干扰。
1.2.2 传导雷干扰。
传导雷干扰的主要方式是另一处雷击通过二次系统的线路传导到系统的其他部分，对二次设备造成干扰。
在传导雷干扰中分为避雷器动作和不动作两种情况，当系统一出遭到雷击，在线路传导中雷电的过电压数值太高时，则避雷器动作。
当线路才换到中的过电压数值较低时，避雷器不动作。
1.2.3 变电站附近落雷。
当变电站附近落雷时，雷击会让变电站二次系统附近的磁场发生变化，通过系统设备的电磁感应对二次设备造成干扰。
其中，雷击的强度和对二次设备干扰强度成正比。
1.2.4 雷电对电站的干扰途径。
雷云在放电时的电压是很高的，不可能将电气设备的绝缘耐电压做到这个电压，事实上雷电的破坏作用主要是由雷电流引起的。
它的危害基本可以分为2种类型：一是雷直接击在建筑物上的热效应和电动力作用；二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁作用。
电站及其负载的特殊用途决定了它们的作业环境具有广泛性。
电站和负载舱体之间通过电缆连接，连接电缆一般为输电和控制电缆，电缆贴地铺设。
浅谈变电站二次设备雷害及防护摘要：变电站做为我国电力系统中的重要组成部分，一直以来都深受着雷击的困扰，由于雷击事故造成的电站跳闸、以及一次设备发生故障、爆炸等，都直接威胁到变电站内的通信、自动化、保护及监控等二次设备的安全，尤其是现在随着越来越多的高科技技术在变电站中的大量运用，做好变电站的二次设备防雷保护就显得极为重要。
本文通过分析造成二次设备雷害的原因，以期提出有益的保护措施。
关键词：变电站二次设备雷害原因防护措施近年来，随着电力体制改革的不断深入与发展，以及科技水平的不断提高与应用，自动控制系统大量的应用于变电站的日常管理运行当中，在极大地为我们提供便利的同时，也为雷电波的入侵，造成二次设备损坏带来了安全隐患。
这严重威胁到供电系统的安全运行，给人们的生产和生活带来不便，甚至还会引发灾难。
大量的事实证明，由于变电站自动化程度的不断提高，使得各类先进的电子设备广泛地运用到了各电压等级的变电站内。
然而，由于电子设备内部结构高度集成化容易造成设备耐压，耐过电流水平有所降低，同时使得那些对浪涌较为敏感的电路雷电承受能力进一步下降，因此，当雷电击中变电站时，这些设备很容易被击毁。
1 变电站遭受雷击的途径和方式就目前的雷击形式来看，主要有直接雷击和感应雷击两种，直接雷击可以造成建筑物的损坏并引发火灾等事故，虽然变电站会装设避雷针或者避雷器，但这只是能保护变电站建筑物本身免受损害；其次是感应雷击，感应雷击会引起过电压，通过架空导线、天线以及电缆或者金属管的线路等通道将雷电引至内部设备，从而引起设备的损害。
因此，变电站的二次设备雷害主要是感应雷击引起的，主要表现在以下几个方面：1.1 感应雷击感应雷击的危害形式主要有静电感应和电磁感应两种，这种雷击通常会导致设备过电压放电，相对于直击雷而言，也叫二次破坏，由于雷电流周围强烈的磁场，会让周围的金属构件产生感应电流，这种电流通过向周围物体发电，从而引发火灾和爆炸，而如果电流一旦感应在联机设备导线上，那么他对设备的损害是难以估量的。
110kV变电站二次系统的防雷保护措施姬慧(扬州供电公司，江苏扬州225000)cI{奄要】变电站二次系统防雷这个课题的探讨和实践，对馓高变电站内．0惫设备的运行安全巨和可靠性是有重要意叉的。
【关键词】1l O kV变电站；二次系统；过电压；防雷保护1变电站二次设备过电压防雷保护的必要性随着大规模集成电路的使用，电子元器件的性能大大提高。
但其抗电磁干扰、抗过电压和雷击的能力却变得十分脆弱。
例如，电磁型继电器的摧毁能量为0．1J，而现在普遍使用的微机保护摧毁能量仅为O．001J。
随着变电站综合自动化和继电保护微机化改造，微电子设备的应用越来越广泛，如果不采取有效的防护措施，这些脆弱的控制自动化设备就无法正常工作，甚至成为电力系统的安全隐患。
2变电站二次系统防雷保护原则现时变电站所采用的外部防雷措施是有效的，它们保护一次设备免受直接雷击。
但是单凭这些外部避雷设施，还远不足以消除间接雷电或一次设备事故、操作对二次设备及微电子设备的危险影响，因此，变电站必须有—个完整的—、二次防雷防电磁冲击的保护网。
2．1=次设备防雷保护的设计思想根据这一原则，为变电站内二次设备和电子设备创造一个良好的电磁环境，同时也是对变电站运行人员人身安全的保护。
通过安装在低压配电线路和信号线路上的电涌保护器，把能量较大的雷电流在纳秒级的时间内泄放入大地，使自动化系统通信和配电设备免受；中击。
I E C61312《雷电电磁脉；中的防护'及G B5。
571994健筑物防雷设计规；蛰分别提出和规定了系统防护的概念和方法。
要求在建筑物内外建立均压等电位系统，如图1所示；指出现代意义的防雷工作应从以建筑物为保护重点，发展到以电子信息系统为保护核心：强调综合治理、整体防御、分级泄流、层层设防的思路，把防雷看成—个系统工程。
图l建筑物舫雷系统框图建筑物防雷系统框图，对于任何一个系统的防雷工程而言，只有全面、正确、有效地实施图1所示各项环节，才能构成完整的防雷体系。
变电站二次系统防雷接地解决方案设计单位广州市中能通信科技发展有限公司2007年7月目录一、概述 (3)二、防雷理论和设计依据 (3)2.1 雷电对电气设备的影响 ............................................................................... 错误!未定义书签。
2.2 完善的雷电保护系统.................................................................................... 错误!未定义书签。
2.3 防雷方案设计依据........................................................................................ 错误!未定义书签。
三、变电所低压用电系统防雷接地方案 (4)3.1外接地网 (5)3.2室内等电位连接 (5)3.3 通过防雷器建立等电位连接 (6)3.3.1 交流电源的防雷 (6)3.3.2 直流电源的防雷 (6)3.3.3 信号系统防雷 (7)3.3.4 GPS天馈线的防雷 (7)3.3.5RS232端口的防雷 (8)3.3.6 PT回路的防雷 (8)四、工程图纸 (10)室内的等电位连接见工程图CSZY-SNJD (11)变电所电源防雷器配置图CSZY-SPD (12)五、技术说明 (14)V20－C/3+NPE-AS 声光报警 (15)一、概述雷电是一种自然放电现象，它具有极大的破坏力，对人类的生命、财产安全造成巨大的危害。
自从人类进入到电气化时代以后，雷电的破坏由以直击雷击毁人和物为主，发展到以通过金属线传输雷电波破坏电气设备为主。
随着微机保护系统进入变电站自动控制系统，变电站自动化设备越来越先进，其精密程度越来越高，但从防雷角度来说，其防雷电电磁脉冲侵害的能力却明显下降，近年来，电力二次系统遭雷击灾害的事故也时有发生。
变电站二次系统防雷介绍一、二次系统防雷的意义变电站二次系统指变电站内保护设备、自动化设备、通信系统、计算机网络设备及监控系统、交直流电源系统等各种二次设备的总称。
二次系统集中了变电站自动化监控管理的重要设备, 具有微机监测、监控、保护、小电流接地选线、故障录波、低频减载、“四遥”远传等功能, 在电力调度自动化领域起着举足轻重的作用。
近年来，随着现代电子技术的不断发展，微机保护和自动化设备在电力系统中得到大量的应用，调度通讯、网络等信息设备越来越多，规模越来越大，一方面自动化系统、计算机网络、通讯系统等设备核心元件耐过电压、过电流和抗雷电电磁脉冲的能力越来越差，敏感性提高；另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更易遭受雷电波侵入，致使雷电灾害频繁发生，影响二次系统正常运行，特别是雷电多发区，轻者导致设备损坏、性能下降，重者造成系统瘫痪。
变电站二次系统遭受雷击的事例及原因分析如下：1、重避雷轻接地事故过程：2008 年7月11日，威海辖属石岛某35kV变电站1#避雷针遭雷击后，其附近电缆沟内二次电缆起火，导致保护装置完全失灵，造成灾难性的事故。
事故分析：我们通常所说的避雷针并不能起到躲避雷击的作用，相反称之为引雷针或接闪器似乎更恰当。
它只是把周围强大的雷电能量泄放到大地，起到引雷入地的作用，从而避免周围被保护设备遭到损害。
当避雷针遭雷击后，强大的雷电流沿避雷针和接地引下线进入变电站的接地网，再经接地网流入大地时，造成接地网的局部电位迅速升高。
如果该接地网的接地电阻太大，局部电位升高超过一定数值时，就会对附近电缆沟内的电缆产生反击或旁侧闪击，引起电缆着火，造成灾难性的事故。
2、重直击雷轻感应雷事故过程：2012年7月，汾西矿业集团某110kV变电站在雷电活动时造成该站综合自动化插件损坏，并使35kV开关误动。
事故分析：变电站内的通讯、自动化控制系统的损坏大都是由感应雷造成的。
当雷电活动时其周围的磁场发生强烈的变化，雷电所形成的强电场会以静电感应的方式在附近的导体上感应出很高的感应电压，而计算机等电子器件又是对干扰非常敏感的元件，因此极易造成微机保护和综合自动化系统模块损坏，或者导致微机保护误动或拒动。
综合自动化变电站二次系统防雷措施及应用作者：马雪玉来源：《华中电力》2013年第04期摘要：自动化变电站的自身特性使其容易受到雷击，本文通过概述雷电对自动化变电站二次系统的危害，分析常见雷击故障主要原因，并指出针对自动化变电站的二级系统的改造措施和应对策略。
关键词：雷电；自动化变电站；二次系统；防雷一、雷电的危害从形式上可以把雷电分为直击雷和感应雷。
直击雷就是雷云或者雷云之间对地面的导电物体直接放电。
雷云进行放电时附近的导电物体所产生的静电感应或者是电磁感应就是所谓的感应雷电。
对地雷击的破坏范围最大，因为距离雷击点相对较近，相应的感应浪涌电压也相对较大，在其作用范围内的所有的电子设备都是其破坏对象。
雷击对于电力设施的的破坏力是惊人的，直击雷会造成变电站内的很多设备出现一次故障甚至是爆炸，如线路跳闸、TA损坏、TV 损坏等。
感应雷会破坏变电站的一切电磁设备，如通信设备、继电保护装置、监控系统等。
这些系统中的设备对于电磁脉冲以及过电压和过电流的承受能力比较有限，同时二次系统的防雷工作若不到位，这就使得这些设备更容易受到雷击的危害。
从防雷角度来讲，一次设备的防雷系统一般比较能达到防住雷的要求，但二次设备防过电压能力却相对薄弱，易受到雷电波的干扰而不能正常工作，极有可能对变电站的二次保护系统造成损坏，并且会影响到电力系统的安全经济运行。
二、常见雷击故障主要原因在变电站综合自动化建设中，虽然要求采取屏蔽、均压、泄流等措施，但在实际中由于部分措施实施难度大，雷击概率又小，所以都未能彻底完善。
因此，变电站的雷击故障主要原因如下：1.由于接地网不同点在流过大电流时的电位差较大，反击使弱电设备损坏。
2.由于控制电缆无屏蔽或屏蔽不好，加之避雷器的布置和接地与地网的连接不合理而使暂态感应过电压，通过二次线进入系统损坏设备。
信号端方面，变电站内的电子设备之间的连接一般很少采用屏蔽电缆，且地处雷电多发区，而变电站内的电子设备一般没装或者装少量的防雷设备，这样就很容易造成和沿线附件落雷时，在电缆中感应出较高的瞬间冲击能量并通过电缆直接加到设备上，从而使设备的被击穿损坏。
35KV变电站二次系统防雷工程设计方案防雷设计主要依据：GB 50057-94 《建筑物防雷设计规范》（2010版）GB 50343—2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50054-95 《低压配电设计规范》GB 50174-93 《电子计算机机房设计规范》GB 50169-92 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》IEC 61024 《建筑物防雷》IEC 61312 《雷电电磁脉冲的防护》GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》D 562 《建筑物、构筑物防雷设施安装》YD 5078 《通讯工程电源系统防雷技术规范》YD/T5098 《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T1235.1-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求》变电站保证主控楼内弱电子设备的安全非常重要，因此，必须对主控室主控楼内二次设备进行全面完善的保护。
以下防雷措施是综合我公司多年防雷工程经验，完全参照相关标准规范的基础上，对供电局35KV变电站主控楼变电站二次设备存在雷电隐患的配电线路、信号线路进行过电压、电磁脉冲拦截、分流，继而对后端设备起到保护作用。
一般多级保护的作用是在第一级选择开关型或限压型避雷器，以泻放大的雷电流；第二级使用限压型避雷器保护敏感设备；当第二级避雷器钳制电压仍不够低时，用第三级避雷器进一步降低设备两端电位，使被保护设备承受的电压低于其冲击耐压。
由于信息设备越来越小型化，对雷电流越来越敏感，因此一定要按规程选择和配置避雷器。
规范（GB 50343-2004）对电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值做以下规定：保护分级LPZ0与LPZ1交界处LPZ1与LPZ2 、LPZ2与LPZ3交界处 直流电源 第一级放电电流第二级放电电流 第三级放电电流 第四级放电电流 标称放电电流10/350us8/20us 8/20us 8/20us 8/20us 8/20us A 级 ≥20 ≥80 ≥40 ≥20 ≥10 ≥10 B 级 ≥15 ≥60 ≥40 ≥20 直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10kA 适配的SPDC 级≥12.5≥50≥20D 级≥12.5≥50≥10注：以上的放电电流单位均为kA 。
科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 动力与电气工程1 变电站二次系统雷灾的起因和表现雷电干扰是变电站所受干扰的重要因素,特别是对于二次系统而言,闪电的电磁脉冲辐射(L EMP)的危害极大。
目前,很多变电站对于一次系统的防雷要求在设计上都给与了高度重视,但对于二次系统的防雷往往并没有给与特别关注,尤其是针对电话程控交换机、通讯线路、厂区电视信号装置、电视信号线路、监控线路、二次设备和二次线路等,雷电往往极易引发这些设施的故障和损坏。
从作用原理来看,变电站受到雷击从而破坏二次系统有一个比较复杂的作用路径,一般情况是:雷电入侵变电站后使避雷器发生动作,电流通过变电站地网接入大地,但同时也引起了变电站地网电位升高。
由于变电站各设备对地电位不相等,由此形成地网电位差,该电位差通过电源中性点形成回路,导致反击引起设备损坏。
但是,根据雷击方式的不同,二次系统受到的破坏可以分为以下几类。
1.1直击雷和感应雷直击雷是指雷电直接击到建筑物上,由于直击雷蕴含极大的能量,电压峰值可达5000kV,因此蕴含着极大的破坏力。
雷电流所产生的电磁脉冲超过2.4高斯时,集成电路将发生永久性损坏,这对于变电站二次系统而言也是致命的。
不过,这种直击雷造成的雷电灾害比较少见,大部分变电站二次系统所受到的雷击破坏都是感应雷作用,也即云层之间的频繁放电产生强大的电磁波,在电源线和信号线上感应极高的脉冲电压,从而对各种设备造成破坏,但这种感应雷的峰值只有50～100kV。
1.2雷电波侵入和电流耦合除了直接的雷击外,雷电波侵入和电流耦合也是二次系统受损的重要原因。
远处的雷电击中低压供电线路、通讯线路、信号线路或因电磁感应产生的极高电压,由电源线路、视频线、控制线、网络传输线传至电站控制设备,造成设备损坏。
此外,当建筑物遭受雷击时,雷电流向地泄放的时候会在埋地敷设的管道、线缆上耦合出过电压、过电流。
变电站二次设备防雷技术研究内容摘要：在计算机和网络技术迅速发展的今天，变电站二次设备大都采用大规模的集成电路，电子元器件的性能大大提高的同时，其抗电磁干扰、抗过电压和雷击的能力却变得十分脆弱了由于变电站二次系统的一些弱点，二次系统遭受雷害也频繁，雷害对变电站二次设备造成的危害严重威胁电网的安全稳定运行。
因此，本文对变电站二次系统设备防雷技术措施进行分析研究：关键词：变电站；二次系统；防雷；接地1 前言在电力系统中，二次系统的防雷设施不完善，极易由于一次系统对二次系统的雷电反击造成变电站二次控制部分瘫痪而发生变电站毁灭性的事故。
尽管在变电站的设计中加强了对二次设备的防过电压保护，但，近几年来，随着计算机技术和通信技术等高科技技术在电力系统中应用的高速发展，大量的微机保护在变电站保护、远动的升级中使用，电网二次技术已成为电网安全、优质、经济运行不可或缺的技术手段，因此，对变电站的保护、远动、通讯等弱电设备进行升级换代的同时，必须相应的研究这些二次设备的防过电压措施。
2 雷电对电站的干扰途径雷云在放电时的电压是很高的，不可能将电气设备的绝缘耐电压作到这个电压，事实上雷电的破坏作用主要是由雷电流引起的。
它的危害基本可以分为2种类型：一是雷直接击在建筑物上发生的热效应和电动力作用；二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁作用。
电站及其负载的特殊用途决定了它们的作业环境具有广泛性。
电站和负载舱体之问通过电缆连接，连接电缆一般为输电和控制电缆，电缆贴地铺设。
当电站的金属舱体、输电和控制电缆处于雷云和大地间所形成的电场中时，导体上就会感应出与雷云性质相反的大量电荷。
雷云放电后，云与大地间的电场突然消失，导体上的电荷来不及立即流散，因而，产生很高的对地电位。
即静电感应电压。
与此同时，静电感应电荷向导体两侧传播，则高电位就侵入电站舱或负载舱中，由于雷电流产生的电磁感应现象，在电气设备的导体上会感应出很高的电压及大电流，若回路间的导体接触不良，就会产生局部发热或产生电弧燃烧，从而危及人身和电气设备的安全。
试述电力系统变电站二次设备的防雷措施摘要：变电站中二次设备防雷工作属于综合性的，需要电力各个部门加强合作，并且结合电力系统的实际情况而采取有效措施进行防雷，从而避免电力系统受到雷电的威胁。
在今后的电力工作中，还需要进一步完善二次设备的外部雷电工作，进而防止雷电电流对电力系统造成危害，并且还可以保障电力系统的安全性。
关键词：电力系统；变电站二次设备；防雷措施引言二次设备主要是指对直接参与变电的一次设备运行状态进行进行检测、控制等附属元件附属元件，是变电站实现安全运行关键。
二次设备在面对雷击时往往表现的比一次设备更为脆弱，因此需要建立合规的防雷措施予以保护。
本文系统总结二次设备的具体特征，分析二次设备雷击危害，并对现阶段主要实行的防雷措施进行分析和总结，希望能够为变电站的安全运行以及后续的设计与建设提供指导性意见。
1变电站二次设备特征针对变电站主体功能的检测、测量与自动化保护等一系列设备体系被称之为是二次设备。
二次回路不直接参与变电工作，但是对变电功能组件的控制与保护却是必不可少的。
从设计以及施工实践的角度来看，二次设备在实际的应用过程中往往为低压设备，甚至是基于直流或者感应电压而工作的电气元件。
此种情况导致其对于电压的变化更为敏感，而对于电压或电流的过载极限要求更为苛刻。
在同等的雷击条件下（包括感应雷击），如果不存在有效的保护措施，则二次设备的损毁程度更为明显。
因此有必要采取措施来强化对二次设备的防雷保护。
与此同时，由于其与一次设备之间存在显著的关联，对于一次设备的保护变相也会影响到二次设备的总体有效性与安全性。
这一特性也进一步增加了变电站二次防雷措施的难度与实施质量要求。
2二次设备雷击危害针对二次设备的基本特征，在面对雷击的过程中，其往往表现为更大的脆弱性以及更大的危害。
从实际的危害角度来看，二次系统雷击危害主要分为三个方面：2.1脆弱性带来的二次系统功能失效二次设备主要担负了变电站的控制、监控、通讯等重要功能。
