变电站系统中的二次设备防雷接地

2018-02-14品初拉木

建材与装饰 2018年44期

品初拉木

（云南省电力设计院云南昆明 650000）

1 引言

在变电站电力系统运行中，二次设备容易受到各类环境因素的影响，比如有些地区雷电频发，对此，应构建完善的防雷按地保护方案，应用先进的防雷接地技术措施，减少雷电对于变电站二次设备的不良影响，提升变电站二次设备的防雷性能。因此，对变电站系统中的二次设备防雷接地进行深入研究迫在眉睫。

2 雷电的侵入途径

2.1 二次设备的电源

在变电站规划建设中，对于高压设备的防雷管理水平比较高，但是，在二次设备防雷保护方面还存在一些不足。如果变电站受到雷击灾害影响，则会随着电力线路传播，当过电压使避雷器动作后，就会造成变压器高压侧电压不断升高，同时，由于受到电磁耦合的影响，过电压会耦合到变压器低压侧，这样就会出现过电压，最终对变电站二次设备的正常运行构成威胁。

2.2 感应雷侵入

在静电感应以及电磁感应的影响下，会产生感应雷。静电感应指的是在雷击的放电过程中，输电线路电荷控制难度比较大，线路产生过电压，进而对二次设备造成冲击作用。另外，电磁感应指的是在雷电的放电环节，雷电流会在周边空间中形成强磁场，其会在附近道题上感应出电动势，如果电磁能力持续存在，就会对二次设备造成不良影响。

2.3 地电位反击

在避雷针作用下，雷电流被引入至当地，而大地中有电阻，因此在较短时间内，雷电流无法消失，在引下线附近位置，地电位升高，进而产生比较大的电位差，同时还会造成二次高压反击，进而对二次设备运行造成威胁。

3 雷电干扰对二次设备的影响

雷电对于变电站各类设备的正常运行会产生一定的影响，其中，对于一次设备的影响主要指的是在雷电强电压作用下，变压器和开关发生损坏，另外，雷电还会产生电磁干扰，影响二次回路的正常运行，比如，当电流突增时，可能会导致变电站中电子元器件被烧损坏，电力设备出现故障，最终导致变电站电力设备无法正常运行。当发生雷电灾害后，在强电压的影响下，电力系统中就会出现感应电磁场，而如果电磁场的强度大于电子元器件最大抗干扰参数，就会影响电力设备的正常运行。

雷电灾害对于电力系统的影响原理如下，雷击所产生的电流会随着避雷针以及其他避雷设备引入至大地，这样就会产生接地体阻抗，影响雷击附近电网电位分布的均匀性，同时，随着时间的变化，接地体中电流的稳定性也会随之降低，这样就会造成二次回路中感应电动势增加。在此过程中，变电站电力系统中，各项设备的运行参数都会产生较大幅度，变化迅速，同时持续时间比较短，二次设备往往不能做出正常反应，进而影响变电站的正常运行。

4 二次设备防雷接地

4.1 安装防雷保护设备

4.1.1 电源系统防雷

在变电站系统中，二次设备电源是由两部分所组成的，即直流电源以及交流电源，二者在电源系统中的功能有一定的区别，另外，对于防雷设备的要求也有所不同。二次设备的交流电源是交流屏供给的，其电源取自站内所变。在电源系统防雷中，可以将防雷保护分为三级，具体如下：①在第一级防护中，应该注意有效抵御雷电灾害所产生的能量，在交流屏电源输出端，可以安装三相电源防雷箱，将大部分雷电流泄入至大地中。②在变电站中，在充电屏的交流输入侧以及二次交流屏各段母线，需要安装电源防雷器，在最大程度上降低雷电灾害的影响，另外，还可以在保护器前端安装空气开关。③在远动屏、后台机、小电流接地屏等的输入端位置，可安装单相交流防雷器，进而对电力设备提供保护功能。在变电站中，直流电源系统是由直流屏、蓄电池组以及充电设备等所组成的，在正常运行状况下，其能够为变电站中的断路器提供电源，而当电力设备发生故障时，其还可以为变电站中的继电保护设备、断路器、自动化设备等提供电源。在变电站运行中，直流电源对于变电站运行质量会产生较大影响，因此，应该加强直流电源系统防雷保护，保证直流设备正常运行。除此以外，在变电站二次设备防雷设计中，在直流配电屏、通信直流屏等的母线端，也需要加强防雷保护设计，避免通过直流电压对于二次设备造成不良影响。

4.1.2 通讯系统防雷

在信号系统中进行防雷保护，能够避免传输线路受到雷电灾害的不良影响。现如今，传输媒介的种类有很多种，对此，应综合考虑现场实际运行情况做好雷电防护。在远动屏至调制解调器的输入端，均可以采用信号线防雷器。另外，从高压开关配电室至控制室的线路中，在两端位置，也可以安装防雷设备，可以有效避免感应过电压进入变电站二次设备中，进而影响设备运行质量。

4.1 .3 GPS时钟天馈线防雷

在变电站建设中，GPS时钟的应用比较广泛，对于变电站设备运行维护管理会产生较大影响。GPS中有多种精密仪器设备，为了提升设备抵抗雷电灾害的能力，对设备起到保护作用，在天馈线的输入端位置，可以安装防雷保护设备，这样能够有效避免涌浪过电压在通过天馈线时，影响二次设备的正常运行。

4.2 等电位连接技术

4.2.1 二次回路接地要求

通常情况下，对于电流回路的接地点，需要将其安装在互感器根部，同时还需要对二次回路接地点与设备外壳接地之间的距离进行有效控制，如果回路接地点的距离比较远，则当雷电电流经过电网时，在各个接地点之间，会产生电势，而其会在二次回路中传输，这样就会造成二次回路中电流增加，甚至还会造成变压器被击穿。除此以外，接地点一般设置在变电站的户外环境中，而户外环境中的影响因素比较多，可能会造成接地点被腐蚀，或者发生松动。另外，如果接地点分布比较分散，则也会造成日常维护管理难度增加。

4.2.2 等电位铜排敷设方式

在变电站二次设备防雷保护中，也可以应用等电位铜排敷设方式。在变电站系统规划建设中，二次设备的种类和数量比较多，可以将其设置在机房中，同时，还可以采用金属屏蔽网，并将其铺设在机房的墙壁中。在屏蔽网与接地线之间，可以采用断线技术实现环形多点连接，进而尽量减少雷电灾害对二次设备造成不良影响。

4.2.3 屏蔽电缆屏蔽层接地方式

在二次设备防雷接地中，通过应用单端接地方式，可以有效避免由于地电位升高而带来的危害，为了在最大程度上应用单端接地的优势，应该注意综合考虑抗电磁干扰能力因素。如果采用继电保护以及自动装置回路的屏蔽电缆，则应该高度重视由于电磁感应所造成的干扰。