首先，本文提出變電站加強對二次設(shè)備的防雷設(shè)置具有極大的重要性，對雷擊事故對變電站設(shè)備的危害進(jìn)行了簡要的分析。然后，又針對雷電對電力系統(tǒng)變電站的干擾途徑這一方面進(jìn)行了較為詳盡的論證。接下來，對變電站二次設(shè)備的防雷措施提出了一些看法，包括電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)及通信接口的防雷保護(hù)這兩大方面。
過電壓危害中圖分類號：TM863 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597(2014)21-0123-01
隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)也開始不斷完善，其自動化的程度越來越高。這使得自動化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊設(shè)備等元件的性大幅度提高，但同時卻降低了其耐雷擊電流及電壓的能力。更值得注意的是，二次設(shè)備的線路或通訊線路、接地線路等往往是構(gòu)成雷擊進(jìn)入的天然途徑，增加了雷擊事件的發(fā)生率。為了提高變電站二次設(shè)備的安全性和可靠性，必須對其采取有效的防雷措施。
1、 雷擊事故對變電站設(shè)備的危害分析
與其他的電子設(shè)備不同的是，變電站電子設(shè)備具有電子脈沖這一特殊性質(zhì)。這一性質(zhì)決定了變電站電子設(shè)備在面臨瞬間的過電壓的襲擊時出現(xiàn)嚴(yán)重問題。當(dāng)雷擊過電壓時，設(shè)備正在進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸或存儲會受到程度不同的干擾，甚至導(dǎo)致數(shù)據(jù)毀壞、信號丟失的嚴(yán)重后果。
[1]、在這種情況下，就會造成電子設(shè)備的誤動以致暫時性癱瘓。這類現(xiàn)象的頻繁發(fā)生對電子設(shè)備的使用壽命有著極其不利的影響，嚴(yán)重時可出現(xiàn)元件燒毀的狀況，zui終給人們正常的生產(chǎn)生活秩序造成破壞。
2 、雷電對電力系統(tǒng)變電站的干擾途徑
在雷電天氣情況下，會出現(xiàn)雷云釋放高壓電的危險現(xiàn)象，其高壓程度往往超過電子設(shè)備的絕緣耐電壓，這是由目前的絕緣耐電壓尚未達(dá)到且無需達(dá)到這種程度的電壓，因為在雷擊發(fā)生之時電壓經(jīng)過傳導(dǎo)之后會有所下降。用大量的實驗進(jìn)行證明后發(fā)現(xiàn)，雷擊事故之所以會造成嚴(yán)重傷害，主要是因為雷電入侵時的雷擊電流導(dǎo)致的。有兩類危害事件的發(fā)生與此緊密相關(guān)，一類是直接雷擊，即雷電直接作用與建筑物。從而產(chǎn)生熱效應(yīng)及動力;另一類是間接雷擊，其危害是由雷電的二次作用導(dǎo)致的，也就是說雷電電流而產(chǎn)生了電磁場效應(yīng)。由于變電站屬于特殊環(huán)境，其工作設(shè)備主要由電纜組成，如果電纜、雷云和大地三者組成一個大型的電場，電場內(nèi)的導(dǎo)體就會發(fā)生感應(yīng)從而產(chǎn)生與雷云相反性質(zhì)的電荷。
[2]、而當(dāng)雷電消失，電場也隨之消失，但此時導(dǎo)體所產(chǎn)生的電荷卻依然存在，這就產(chǎn)生了靜電感應(yīng)電壓。
3、 變電站二次設(shè)備的防雷措施分析
變電站的二次設(shè)備，包括續(xù)電保護(hù)裝置、自動化設(shè)備、通訊設(shè)備、電氣運行設(shè)備等等，其工作環(huán)境中都存在著高強度的電磁干擾。出于對電子設(shè)備的安全運行考慮，不能僅對其進(jìn)行簡單的接地處理，因為這樣做是、會使設(shè)備的耐雷及耐過壓水平很低。從實踐經(jīng)驗中我們可以發(fā)現(xiàn)，變電站的二次設(shè)備損壞部位主要集中于通信接口、微機(jī)保護(hù)裝置的電源接口板以及計算機(jī)電源接口。因此可以得出，輸電線感應(yīng)雷、信號線感應(yīng)雷等感應(yīng)雷過電壓共同構(gòu)成二次設(shè)備發(fā)生雷擊事故的主要誘因。
1)、電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)。通常來說，變電站的二次設(shè)備采用的是交直流電源作為供電設(shè)備。整流裝置中存在著較大容量的濾波電容，從而在防范瞬間過電壓的襲擊方面能夠發(fā)揮一定作用。變電站用變壓器低壓側(cè)到變電站用饋電屏用的是屏蔽電纜，因而接地設(shè)備的性能都比較穩(wěn)定。在接地裝置的設(shè)計中，工作和保護(hù)接地與其他電氣設(shè)備共用同一裝置，同時又都位于間接雷區(qū)。這就造成了在變電站遇到雷擊的情況時，在強大的電磁脈沖的作用下，線路耦合及地電位升高會導(dǎo)致反擊過電壓的存在。由此可知，對設(shè)備的自動化供電回路提供強有力的過電壓保護(hù)是十分必要的。首先是電源系統(tǒng)的保護(hù)，控制核心在于雷電的抑制及電源回路上出現(xiàn)的浪涌和過電壓?？刹扇∫韵麓胧┻M(jìn)行電源系統(tǒng)保護(hù)：首先，采用多級引流保護(hù)。這是一種高
度的電子開關(guān)，雷擊發(fā)生時開關(guān)將自動關(guān)閉，使用此裝置的接地線將電流導(dǎo)入低下。使用時應(yīng)將不同級別的電子開關(guān)組合使用，從而做到將雷擊電壓逐漸遞減，達(dá)到對二次設(shè)備的保護(hù)
[3]、其次，實現(xiàn)等電位連接。這種手段目前廣為人知。再次，屏蔽手段。及二次設(shè)備所使用的電纜均以屏蔽模式生產(chǎn)，從而能夠有效抗擊高頻電磁干擾。
2)、通信接口的防雷保護(hù)。與供電系統(tǒng)相比，通信接口對雷擊的電壓敏感度要求更高，同時設(shè)備的絕緣耐受力也相應(yīng)較低。數(shù)據(jù)線、信號線及遠(yuǎn)動測控線路均與這些設(shè)備相連，這些線路多數(shù)位于LPZOB區(qū)，部分位于直擊雷區(qū)，使得線路對電壓的感應(yīng)能力較強
[4]、當(dāng)電磁場強度過大時，極有可能造成數(shù)據(jù)的丟失。因此，必須對重要回路的接口實行過電壓防護(hù)。變電站微機(jī)遠(yuǎn)動測控裝置的結(jié)構(gòu)為分散式，由各個不同模塊共同組合而成。各個模塊采用電子脈沖效應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，這種收集模式對高頻電磁干擾反應(yīng)十分劇烈。針對這一難題，屏蔽是目前zui有效的對抗高頻電磁干擾的方式，各個單元的模塊之間的連接都應(yīng)設(shè)置屏蔽。由于這些接口及線路一般布置在室外環(huán)境中，接口電路的相對距離較短，使電壓能夠控制在一定強度內(nèi)。但二次設(shè)備及其他自動化設(shè)備一旦感應(yīng)到過強電壓，便會做將電壓返回通信接口的處理，造成通信接口損壞。因此需對通信接口安裝必要的防雷設(shè)備?，F(xiàn)在的變電站一般都實現(xiàn)了自
動化和智能化，因此無人值班，其數(shù)據(jù)的采集是由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)或光線來完成的。其中載波傳輸與計算機(jī)的連接距離較長，雷擊發(fā)生后位于LPXOB區(qū)的線路能顧對雷擊做出迅速的反應(yīng)
[5]、這說明為保證通信接口免于雷擊危害，就需要在計算機(jī)終端接口與通信線路接口設(shè)置避雷器。
4、 結(jié)論
本文通過對變電站二次設(shè)備在雷擊事故中的安全隱患進(jìn)行分析，指出了加強對二次設(shè)備進(jìn)行過電壓保護(hù)的重要意義。文章論述了雷擊事故對變電站設(shè)備的危害分析及雷電對電力系統(tǒng)變電站的干擾途徑，對雷擊發(fā)生的具體情況做出認(rèn)真判斷。針對變電站二次設(shè)備的防雷保護(hù)，提出了相應(yīng)的解決措施。
變電站二次設(shè)備防雷具體產(chǎn)品：
主要涉及到電源、信號設(shè)備的防護(hù)：比如
?、僮冸娬究傔M(jìn)線交流屏或低壓配電屏電源一級防雷(380V進(jìn)線)：國安GASPD-50B/4
?、诮涣髌吝^后，交流母排輸出電源二級防雷(380V進(jìn)線):國安GASPD-80B/4
?、劬C自屏交流電源三級防雷(220V交流進(jìn)線):國安GASPD-40C/2
?、茉谟秒娗岸思友b四級防雷過壓保護(hù)：國安GA-D6
⑤高頻通信電源屏220V直流保護(hù)：國安GA-220DC
?、拮冸娬綬S232端數(shù)據(jù)防雷：GA-RS232/25
⑦PCM通訊設(shè)備百兆網(wǎng)端口保護(hù)：國安GA100M-RJ45
?、喙舛藱C(jī)與聯(lián)機(jī)的RJ11端口保護(hù)：國安GA-RJ11/E2
?、嶙冸娬疽曨l監(jiān)控設(shè)備的防雷保護(hù)：國安GABNC-220/3
參考文獻(xiàn)
[1]劉永興 變電站二次設(shè)備的接地施工方法及改進(jìn)
[J].華北電力技術(shù)，2012，11(11)：219-220.
[2]* 集控技術(shù)中的電磁干擾問題及解決措施
[J] 電站系統(tǒng)工程，2012，12(04)：200-201.
[3]王李東，文勁宇 牽引變電所二次設(shè)備智能檢測系統(tǒng)的研究
[J].電氣化鐵道，2014(05)：156-157.
[4]鄧光武，*，周翔勝，宋述波，林慶標(biāo) 穗東換流站二次設(shè)備接地方式的改進(jìn)研究
[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，7(02)112-113.
[5]潘哲龍，孫宏斌，吳文傳，高峰，張伯明.DTS中用戶定制的二次設(shè)備模擬新方法
[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，14(11)：167-168.
