趙永火

宜春供電公司，江西 宜春 336000

變電站二次防雷接地淺談

趙永火

宜春供電公司，江西 宜春 336000

宜春市處于山區(qū)和丘陵地帶，屬多雷區(qū)，雷電活動(dòng)十分頻繁，有些地域雷擊比較嚴(yán)重，遭受雷擊的次數(shù)比較頻繁，經(jīng)常造成變電站二次設(shè)備的損壞。本文對(duì)變電站二次防雷接地進(jìn)行了分析探討，提出了一些防范措施。

二次；防雷；措施

前言

變電站是電力系統(tǒng)重要組成部分，變電站發(fā)生雷擊事故，有可能導(dǎo)致線(xiàn)路跳閘、開(kāi)關(guān)、電壓互感器,電流互感器及其它一次設(shè)備故障、爆炸。危害變電站內(nèi)的通信、自動(dòng)化、保護(hù)及監(jiān)控等二次設(shè)備。變電站二次設(shè)備對(duì)雷電電磁脈沖和過(guò)電壓過(guò)電流的耐受能力很低，而且由于電力系統(tǒng)二次防雷工作滯后，這些設(shè)備遭受雷擊損壞率極高。這就要求防雷措施必須十分可靠。變電站的防雷接地系統(tǒng)對(duì)保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行，保障人身安全起著重要的作用。有些變電站的防雷接地裝置，由于設(shè)備老化、本身性能差及后期的運(yùn)行維護(hù)不到位等原因，加上在現(xiàn)場(chǎng)改造中存在設(shè)計(jì)考慮不周全、結(jié)構(gòu)不合理、施工質(zhì)量差等各種問(wèn)題，留下許多事故隱患。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在變電站中的廣泛應(yīng)用，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化等二次設(shè)備都更換為集成度很高的微機(jī)型弱電設(shè)備。設(shè)備的自動(dòng)化程度得到大幅度提高，有力保證了電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，但同時(shí)二次設(shè)備承受雷擊過(guò)電壓的水平也降低了，一旦遭受雷擊將使二次設(shè)備加速老化甚至受到損壞。

宜春市處于山區(qū)和丘陵地帶，雷擊比較嚴(yán)重，變電站遭受雷擊的次數(shù)比較頻繁，經(jīng)常造成二次設(shè)備、裝置的損壞。以下為我公司2005年以來(lái)遭受雷擊的情況：

（1）變電站二次系統(tǒng)雷擊情況統(tǒng)計(jì)

2005年，110KV下源、東山變后臺(tái)機(jī)網(wǎng)卡、聲卡損壞、通訊管理機(jī)2個(gè)串口損壞，2臺(tái)10KV保護(hù)測(cè)控插件損壞；

2006年110 KV釣魚(yú)臺(tái)、萬(wàn)載變6臺(tái)10KV保護(hù)裝置通訊端口損壞、2臺(tái)電容器保護(hù)裝置通訊端口損壞，后臺(tái)機(jī)網(wǎng)卡、聲卡損壞、通訊管理機(jī)3個(gè)串口損壞；

2008年，110KV半邊山、三陽(yáng)、鳳凰山變110KV線(xiàn)路保護(hù)裝置測(cè)控插件損壞，后臺(tái)微機(jī)電源損壞、網(wǎng)口損壞，1臺(tái)室外攝像機(jī)損壞。

（2)自動(dòng)化主站雷擊情況統(tǒng)計(jì)

2005年自動(dòng)化機(jī) 2塊模擬通道板損壞；2006年1臺(tái)交換機(jī)電源損壞；

2007年集控中心機(jī)房圖像監(jiān)控系統(tǒng)2塊2M通道板損壞；

2008年自動(dòng)化機(jī)房GPS時(shí)鐘損壞；集控中心機(jī)房2臺(tái)集控值班機(jī)電腦網(wǎng)口損壞。

（3)通信雷擊情況統(tǒng)計(jì)

2006年至2008年，大崗山微波站高頻開(kāi)關(guān)電源切換板損壞，380v避雷保護(hù)器2相擊穿，380v避雷保護(hù)器1相擊穿；大樓交換機(jī)電源、CPU板損壞。1 變電站二次設(shè)備遭受雷擊原因分析

室外的高壓線(xiàn)路感應(yīng)到雷擊過(guò)電壓 ，雷電電磁脈沖產(chǎn)生干擾性的浪涌過(guò)電壓、電流，通過(guò)高壓線(xiàn)經(jīng)站用變一直傳到低壓二次設(shè)備，該過(guò)電壓輕則使二次設(shè)備加速老化，重則直接將二次設(shè)備損壞。這里必須說(shuō)明的是，由于雷擊過(guò)電壓經(jīng)過(guò)高壓避雷器后，還有一定的殘壓，此殘壓對(duì)一般電氣二次設(shè)備來(lái)講還是太高。因此，雷擊過(guò)電壓可通過(guò)站用變傳到380/220V交流配電饋線(xiàn)，380/220V交流電源線(xiàn)是引入雷電過(guò)電壓的主要途徑。地網(wǎng)接地電阻過(guò)大，泄流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也是一個(gè)重要原因。

防雷是個(gè)系統(tǒng)工程，核心是將雷電與雷電電磁脈沖的能量，通過(guò)大地泄放，并且按層次性原則，盡可能多、遠(yuǎn)地將多余能量在引入系統(tǒng)之前泄放入地;按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量進(jìn)行削弱，保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差。

2.變電站二次防雷措施

為保證變電站二次設(shè)備的正常運(yùn)行，防止雷擊電磁脈沖和其他雷擊方式的干擾和影響，可從以下幾方面采取措施:

2.1 采用多分支接地引下線(xiàn)，使通過(guò)接地引下線(xiàn)的雷電流大大減小。

2.2 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽。

2.3 改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線(xiàn)對(duì)弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。

2.4 除電源人口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過(guò)壓的裝置外，在信號(hào)線(xiàn)接入處應(yīng)使用光電藕合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置。

2.5 所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個(gè)接地網(wǎng)。

2.6 在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。

目前我公司變電站的二次設(shè)備防雷主要是依靠設(shè)備本身所帶的普通防雷模塊（如直流屏附帶的防雷模塊），該類(lèi)防雷模塊防雷效果差，難于達(dá)到防止雷擊的作用。其他重要的交流屏、監(jiān)控系統(tǒng)、圖像系統(tǒng)、二次網(wǎng)絡(luò)以及大部分通信站等均未安裝專(zhuān)門(mén)的防雷設(shè)備，所以二次設(shè)備遭受損壞的事件時(shí)有發(fā)生。針對(duì)二次設(shè)備遭受雷擊的現(xiàn)象，采取以下措施加以防范：

（1)對(duì)下浦變、釣魚(yú)臺(tái)變、西村變、東山變、下源變加裝二次防雷設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)防雷裝置，在站用變低壓側(cè)安裝三相交流電源防雷器，防止雷電過(guò)電壓進(jìn)入站內(nèi)交流配電系統(tǒng)，在電壓互感器端子箱及主控室電壓并列屏處安裝電壓互感器專(zhuān)用防雷器，防止雷電過(guò)電壓經(jīng)電壓互感器二次電纜侵入二次設(shè)備。在自動(dòng)化主站機(jī)房安裝二次防雷（含電源、網(wǎng)絡(luò)、GPS等防雷）；對(duì)變電站通信樞紐站原有避雷防過(guò)壓保護(hù)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造、提高防雷保護(hù)措施：配置380v、220v、48v和2M、2/4W等避雷防過(guò)壓保護(hù)模塊。

（2）對(duì)二次系統(tǒng)接地改造。站內(nèi)低壓二次系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)備、屏柜接地不規(guī)范進(jìn)行接地改造?？刂剖摇⑼ㄐ攀覂?nèi)的所有屏（柜）的門(mén)等活動(dòng)部分應(yīng)與屏（柜）體進(jìn)行良好連接。采取屏蔽措施。廣泛使用屏蔽材料，在屏蔽中特別注意對(duì)各種“洞”的密封，除門(mén)、窗外，重點(diǎn)對(duì)入戶(hù)的金屬管道、通信線(xiàn)路、電力線(xiàn)纜入口做好屏蔽，各種線(xiàn)纜均要求采取屏蔽措施，如金屬絲織網(wǎng)、金屬軟導(dǎo)管、硬導(dǎo)管、棧橋均可用于屏蔽線(xiàn)纜。

（3)等電位連接。機(jī)房的電纜金屬護(hù)套在入室處做了保護(hù)接地，對(duì)配電屏柜加裝等電位匯流排，做好設(shè)備的接地點(diǎn)的等電位連接，電纜內(nèi)的空線(xiàn)也作保護(hù)接地。防止地電位反擊的措施。在自動(dòng)化、通信機(jī)房?jī)?nèi)的靜電地板下，沿機(jī)房四周做一環(huán)型均壓環(huán)，并將靜電地板的龍骨、設(shè)備與均壓環(huán)可靠連接，均壓環(huán)形接地母銅排再與機(jī)房大樓主鋼筋焊接，起到等電位均壓的效果，避免地電位反擊。認(rèn)真做好定期的地網(wǎng)測(cè)試。按要求定期對(duì)變電站、自動(dòng)化機(jī)房、通信機(jī)房等地網(wǎng)進(jìn)行測(cè)試，做到測(cè)試項(xiàng)目齊全，不遺漏任何一個(gè)環(huán)節(jié)。

（4)嚴(yán)格認(rèn)真把好設(shè)備訂貨配置關(guān)。由專(zhuān)業(yè)人員參與簽訂技術(shù)協(xié)議，保證通信專(zhuān)用電源和轉(zhuǎn)換電源具備“三級(jí)防雷”功能、音頻配線(xiàn)柜“全保安單元”配置、設(shè)備接口電路具有防雷保護(hù)

裝置，努力做好各個(gè)方面的防雷保護(hù)措施。

3 二次防雷目前存在的問(wèn)題

3.1 二次防雷接地技術(shù)規(guī)范未統(tǒng)一。近年來(lái)，二次防雷接地改造項(xiàng)目越來(lái)越多，生產(chǎn)該類(lèi)產(chǎn)品的廠(chǎng)家繁多，且產(chǎn)品良莠不齊，技術(shù)規(guī)范不統(tǒng)一。如沒(méi)有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在采購(gòu)設(shè)備時(shí)缺乏技術(shù)參數(shù)依據(jù)，另一方面在改造施工過(guò)程中，難于把握施工質(zhì)量和驗(yàn)收要求。

3.2 二次防雷接地方面的知識(shí)還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。二次防雷接地技術(shù)發(fā)展較快，近幾年來(lái)被廣泛推廣使用，相關(guān)工作人員缺乏從事二次防雷接地方面的工作經(jīng)驗(yàn)，該方面的知識(shí)比較薄弱。

4 意見(jiàn)及建議

4.1 建議請(qǐng)專(zhuān)門(mén)的防雷設(shè)計(jì)單位進(jìn)行二次防雷設(shè)計(jì)，防雷電設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持全面規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、便于檢測(cè)、隨機(jī)維護(hù)的原則，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。采用直擊雷防護(hù)、等電位連接、屏蔽、合理布線(xiàn)、共用接地系統(tǒng)和安裝浪涌保護(hù)器裝置等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。為確保防雷設(shè)計(jì)的科學(xué)性、先進(jìn)性，在設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雷電環(huán)境進(jìn)行評(píng)估。變電站二次防雷器和接地網(wǎng)要定期進(jìn)行檢查和測(cè)試，以滿(mǎn)足變電站二次系統(tǒng)防雷的要求。

4.2 加強(qiáng)對(duì)二次防雷接地知識(shí)及其重要性的學(xué)習(xí)，通過(guò)舉辦二次防雷方面知識(shí)培訓(xùn)班等形式，不斷提高工作人員的業(yè)務(wù)水平。

[1]交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合[M].北京:中國(guó)電力出版社，1999，7

[2]江日洪等.發(fā)、變電站防雷保護(hù)與應(yīng)用實(shí)例.中國(guó)電力出版社，2004

[3]周志敏等.電子信息系統(tǒng)防雷接地技術(shù)

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.048

趙永火 電力工程師，繼電保護(hù)技師。