变电站二次设备的雷害分析及防护

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。

关于雷电反击电力二次设备的分析与探讨摘要：文章根据工作中遇到的雷电反击的实例，分析产生雷电反击的可能原因，探讨防止雷电反击的措施。

关键词：雷电反击，二次设备，避雷器7月某日晚，某地区出现雷雨天气，一座110千伏无人值班变电站内一条35千伏线路过流跳闸，值班调度员随即对该线路进行试送电，送电后负荷恢复正常。

次日，操作队人员到该站巡视时发现，站内35千伏高压室的4面高压柜保护装置显示屏全部黑屏，操作队人员对保护装置进行重启后仍无任何显示，随后又发现pt柜内低压避雷器（220v-jb0）c 相击穿。

经保护装置厂家售后人员到现场检查后，进一步确定35千伏高压室的4面高压柜线路测控装置cpu主板损坏。

站内一次设备无异常，是什么导致了二次设备损坏呢？针对这一状况，笔者经过分析，将最终元凶锁定为雷电反击，所谓雷电反击是指低电位的物体，由于某种原因电位忽然升高，当与其周围导体的电压超过该间隙的击穿电压或表面放电电压时发生的击穿或闪络现象。

按照雷电反击理论来解释的话，可将事件还原为：打雷时该站一条35千伏出线遭受雷击，雷电流沿线路进入母线，母线上的避雷器动作，将雷电流引入接地网，因接地网同时与高压柜柜身相连，导致避雷器释放雷电流的瞬间，高压柜的电位突然升高，击穿柜体上安装的二次设备。

夏季属于雷雨天气多发季节，且变电站多位于空旷的野外，设备构架高大接地良好，较易遭受雷击。

也就是说，如果不采取有效措施，此类情况很有可能再度发生。

那么，应该采取哪些措施防患于未然呢？笔者就这个问题进行了探讨并提出以下几点建议。

1、检查雷害多发地段输电线路的防雷设施，对防雷薄弱地段进行改造，减少此类区域的雷击故障率。

可采取的措施有：①对输电线路的避雷器进行检查，不合格的进行更换，未安装的进行安装；②在较易发生直击雷绕击现象的输电线路加装侧向针；③降低接地网接地电阻，如果接地电阻过大，在发生接地故障时，会使中性点电压偏移增大，可能使健全相和中性点电压过高，超过绝缘要求的水平而造成设备损坏；另一方面，较大的接地电阻会造成雷电流经过避雷针时电位升的过高，如此则有可能导致与避雷针接地装置相连的杆塔、构架或设备的绝缘发生击穿。

500kV变电站二次系统综合防雷接地技术研究摘要:在分析了雷电对变电站二次系统的危害后,结合自我多年工作经验,对500kV变电站二次系统综合防雷接地技术方案进行了详细分析研究。

关键词:500kV变电站二次系统综合防雷接地雷电一直是威胁电力系统安全稳定、节能经济高效运行的主要因素之一,尤其对于运行于雷电频发的山区地区的变配电电气设备而言,构筑完善的综合防雷接地保护方案就显得非常必要。

因此,对雷电入侵500kV变电站二次设备的途径、危害程度,以及产生各种干扰的机理进行系统认真的分析研究,并结合变电站实际情况提出改善变电站综合防雷性能的稳定可靠防雷接地方案,已成为变电站继电保护研究人员研究的一个重要课题。

1 雷电对变电站二次系统的危害1.1 雷电干扰危害雷击对500kV变电站的电气一次和二次设备均会产生较大的危害。

雷击变电站对变电站电气设备一次侧的主要危害表现为:当雷击变电站时,会引起输电线路出现过电压现象,从而造成输电线路对地或相间出现闪络、损坏变压器以及电气开关设备等。

当雷击变电站造成一次回路受到强电干扰或二次系统受到强大的电磁干扰时,就可以通过控制线路传导、感应、甚至辐射等途径侵入到二次系统中的电力电子元件上,使变电站整个二次系统出现误动或拒动等现象,甚至引起二次系统整体瘫痪等严重事故;如果侵入二次系统的干扰水平超过设备最高耐压水平时,就会导致二次系统中的某些电力半导体元器件发生击穿损坏现象,给变电站带来巨大经济损失。

1.2 感应雷对变电站二次系统的危害感应雷虽没有直击雷所带来的影响那么猛烈,其变化率也较为缓慢,感应雷是变电站二次系统雷击危害的主要破坏源。

感应雷对变电站二次系统的危害主要表现为:当雷云间放电或雷云对地放电时,会在变电站附近的输电线路、通信信号线路、设备连接线等处产生一个幅值较高的电磁感电势并经连接线路入侵到二次设备系统中,使串联在雷击线路之间或线路末端的二次系统电子设备由于感应过电压而受到损坏。

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。

变电站二次设备雷击危害及其防雷措施研究摘要：变电站是电力传输的重要设备，由于自身电压较高，很容易受到雷击的威胁，而二次设备的功能以及结构导致其非常容易受到雷击危害导致结构以及功能受到破坏。

本文先是简单介绍了变电站二次设备特征，接下来分析了二次设备雷击带来的危害，最后简单阐述了二次设备防雷的一些措施。

关键词：变电站；二次设备；雷击；防雷措施前言：作为整个电力传输的枢纽，变电站的重要性不言而喻，由于需要进行电压的变化，变电站很容易受到雷击的威胁，一旦遭受破坏就会影响其功能，进而影响整个电力传输的稳定性。

特别是二次设备相较于一次设备更容易受到雷击的危害，二次设备的雷击防护影响着整个变电站的运行稳定性，二次设备的防雷措施研究也是变电站建设中的重要问题。

1、变电站二次设备特征变电站中的二次设备也是变电站的重要组成，虽然不参与变电工作，但是起到对变电站检测、测量以及保护的作用，对于变电功能组件的控制与保护是非常重要的。

在变电站中二次设备的运行电压较低，在工作中通过感应电压遇一次设备进行连接起到监控的作用，这样的特性就决定着二次设备对于电压的变化非常敏感，对于电压电流的在和有着更为严格的要求，在同等程度的雷击情况下二次设备会受到比变电站主体设备更为严重的破坏，所以必要的防雷措施是非常重要的，如下图所示。

特别是二次设备与一次设备之间是关联的，而且对于一次设备的保护也增加了二次设备防雷的难度，进一步的提升了施工的需求。

图1 变电站雷电防护分级2、二次设备雷击危害二次设备的特点以及工作原理，都决定着在面对雷击时会更加脆弱，受到的危害也会更加严重，二次系统雷击危害主要分为三个方面：2.1二次系统功能失效二次设备主要承担变电站的监测以及保护等工作，由于运行时采用的是电流或电压感应等原理，更加容易受到雷电的影响，在高压电压电流的影响下，二次设备的组件很容易被破坏，影响原有正常功能的使用，造成一些功能性的损失以及破坏。

这些问题虽然没有丧失相关的功能，但在准确性上会有一定程度的降低，导致变电站监控不准确早晨更高达的危害。

关于变电站二次系统的防雷保护及措施【摘要】雷电对变电站法二次系统具有重要影响，因此必须要采取合理的措施，做好变电站二次系统的防雷保护，这对于变电站的安全具有重要意义，因此本文主要针对变电站二次系统，提出具体的防雷保护的技术措施，旨在为相关工作者提供借鉴。

【关键词】变电站；二次系统；防雷保护；措施随着我国电力事业的不断发展，我国变电站的设施越来越完善，大大提高了供电能力，满足了人们的供电需求，但是在阴雨雷电天气中，变电站二次系统容易遭受到雷击，严重危害弱电设备，产生许多安全问题，如通信中断、系统退出等，不利于电网的正常运行，因此为了改善这一问题，必须要结合变电站二次系统的特点，提出相关的技术措施，加强变电站二次系统的防雷保护，保证电网安全稳定的运行，这对于我国电力事业的发展具有重要意义，因此本文在此进一步探讨了电站二次系统的防雷保护及措施。

1 变电站二次系统的特点变电站二次系统指的是各种二次设备的总称，主要包括自动化设备、内保护设备以及交直流电源系统等，具有监控、保护、故障录波以及微机检测等功能，能够实现对变电站的自动化监控，因此变电站二次系统在电网事业中占据重要地位。

在阴雨天气中，很可能会出现雷击现象，对变电站二次系统产生危害，雷电产生电流主要分为两种情况，一种是雷电击中变电站二次系统附近的大地以及架空线路，从而产生电流，危害变电站的设备，另一主要是由于电磁感应以及静电引起的冲击过电压，对变电站二次系统产生不利影响，其侵入自动化系统方式主要为各种与之相连的线路以及接口，因此很容易破坏变电站二次系统的内部结构，从而影响二次系统的正常运行，严重的还可以能引起雷击事故，威胁人们的身体健康，给电力企业造成较大的经济损失。

2 雷电放电的危害形式雷电是变电站二次系统的一项重要的危害，其侵入变电站二次系统有很多的途径，主要表现在以下几个方面：（1）直接雷击：雷电产生的电流不是主要的破坏力，而是这种强大的雷电流会转化为热能，当其击中某种物体时，会引起物体燃烧，严重损坏物体，如果遇见易爆物体，还会发生爆炸。

一、概述随着我国现代化建设的不断提高，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。

但是一方面由于电子设备内部结构高度集成化，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压浪涌）的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。

据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，例如变电站线路落雷，造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备；变电站的微波塔落雷，由于感应过电压而造成大量的通讯、远动设备损坏，我们应当对雷电的危害性引起高度重视，加强防雷意识，做好变电站预防工作，将雷害损失降到最低限度。

二、几种主要的雷击方式2.1雷的直击和绕击雷云单体浮在大地上空，其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。

如果途经变电站的避雷针或地表其他突出物，地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。

闪电开展之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展，当距地面50～100m时，由避雷针等地表电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。

两者相接，进入直击或绕击的主放电阶段。

通常当地面上突出物的高度为h，雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7 kV/m 时，则该突出物将容易受到直击雷。

原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径，用公式表述为：R＝16.3h0.61m。

该式还表明，地表安装独立避雷针后，将会在其附近出现大量的散击，甚至对避雷针进行直击，对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。

一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培，释放的能量相当大，瞬间所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们的生产生活带来多种危害，如引起火灾和大爆炸，金属导体连接部分断裂破损，建筑物倒塌，电气设备损坏等等。

2.2雷击反击直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。

假如地电阻为10Ω，一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。

论述电力系统中变电站二次系统的防雷保护摘要：雷电一直是影响变电站安全运行的重要危害。

随着变电站数字化改造与建设，做好变电站二次系统的防雷保护显得更加重要。

关键词：电力系统；变电站二次系统；防雷保护中图分类号：tm73文献标识码：a文章编号：引言：随着电力体制改革的推进，变电站数字化改造与建设也不断深入发展，综合自动化变电站的不断增多，雷电对弱电设备的危害问题日益突显出来。

从国内有关报道和变电站运行的实际来看，变电站二次设备遭受到雷击，造成设备损坏、通信中断、系统退出等情况普遍存在。

这不仅严重威胁电网的安全运行，而且给人们的生活带来了诸多的不便。

1.变电站二次系统的结构特点变电站二次系统，是指变电站的内保护设备、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。

［1］二次系统集中了变电站自动化监控管理的重要设备，其具有微机监测、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。

由于二次系统内部连接线路纵横交错，当雷击附近大地、架空线路和雷雨云放电时直接形成的，或者由于静电及电磁感应形成的冲击过电压，极易通过与之相连的电源线路、信号线路或接地系统，通过各种接口，以传导、耦合、辐射等方式侵入自动化系统，从而可能造成危害系统正常工作甚至破坏系统的雷击事故。

2.变电站二次系统防雷保护重要性及影响2.1浪涌电压产生的原因及其危害随着电子技术的飞速发展，现代的电子产品中大量采用了大规模及超大规模的电子集成电路制造技术，且集成的程度越来越高，内部的线间距离越来越小，使元器件的耐压程度越来越低，因此由雷电引起的各接地点间的电压差很容易将室内二次系统击毁。

另一方面，雷电在线路上空的雷云之间放电，或对线路附近的大地放电，都会使线路因电磁感应产生雷电冲击波或浪涌电压，这种冲击波会沿着线路入侵到与之相连的二次系统，造成系统运行错误或者损坏。

变电站二次系统防雷措施从雷电流侵入变电站二次系统的途径出发，采取相应的防雷措施。

1 低压电源系统防雷措施电子设备所受雷害的80%是由雷电侵入电源部分引起的，为防止雷电波从电源系统侵入二次设备，主要采取以下措施。

①在所用变压器的低压侧装相应电压等级的金属氧物避雷器进行保护。

②在微机保护和综合自动化装置的电源前边串接隔离变压器，并加装对地电容进行雷电波的吸收。

③在微机保护和综合自动化装置的电源前边串接浪涌吸收保护器。

2 防止感应雷通过信号、控制线侵入由于变电站的通信电缆出线较长，感应雷通过远控系统电缆及信号电缆侵入，以很高的电压直接加在二次设备上，使设备损坏。

针对这种情况，站用变压器的低压出线应该加装普通陶瓷低压避雷器，在二次系统的电源出加装金属氧化物避雷器。

远控、测量及信号电缆采用屏蔽电缆，并且屏蔽层两端接地。

3 改善地电位分布当变电站遭受雷击后，雷电流经避雷装置流入接地网，如果接地网均压效果不好，在强大的雷电流作用下，会使接地网的局部地位升高，导致地电位干扰反击二次设备。

针对这种情况，应该做到以下几个方面：尽量降低接地网的接地电阻，使其符合规程所要的电阻值。

在接地电阻很难到达要求的山区，应该建立均压等电位系统，这样发生雷击时，虽然局部地电位很高，但是加在二次设备两端的电压差几乎为零。

也可以有效避免二次设备的损坏；从另一个角度考虑,就是在所有重要的二次设备端加装浪涌保护器(SPD),避免微电子装置的损坏。

4 结语变电站二次系统的防雷是一个系统工程。

要采取屏蔽，均压，加装SPD等多重措施，采取三级防护措施。

贯彻电子信息防雷综合治理、整体防卸、分级泄流及层层设防的思路。

目前，关于变电站二次系统的防雷还是一个新的课题。

如何更好进行保护，还需要进一步研究。

以上文献内容，仅供参考。