精品范文--雷擊對自動化設(shè)備的危害及防護(hù)措施

1、 雷擊對自動化設(shè)備的危害及防護(hù)措施 1 1、雷電的危害 電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)方式向四周輻射，會出現(xiàn)導(dǎo)致設(shè)備過電壓放電。顯然，這種 雷危害是大面積的，變電站二次設(shè)備損壞多數(shù)都是由此情況產(chǎn)生，特別是自動化 設(shè)備對雷電等電磁脈沖和過電壓過電流的耐受能力很低，就會在設(shè)備的絕緣薄弱 處造成擊穿。而且電力系統(tǒng)針對自動化設(shè)備防雷工作滯后，這些設(shè)備遭受雷擊損 壞極高，后果也越來越嚴(yán)重。近年來在電力系統(tǒng)中多次發(fā)生因雷電造成綜合自動 化設(shè)備損環(huán)，使測控裝置誤動、拒動，或使遠(yuǎn)動工作站“罷工”，更嚴(yán)重的將失 去對無人值班站的監(jiān)控而導(dǎo)致事故擴(kuò)大。 2 2、雷擊的侵入途徑 架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波

2、沿線路侵入變電站， 是導(dǎo)致變電站自動化設(shè)備遭受雷害的主要原因，雷電波通常是通過變電站鄰近的 10kV10kV 線路侵入 10kV10kV 母線，再經(jīng)過 10kV10kV 站用電變壓器高、 低壓繞組間的靜電和電 磁耦合闖入交流屏饋電出線。 途中經(jīng)過了 10kV10kV線路避雷器、母線避雷器和站用變 避雷器 3 3 級削峰，再經(jīng)過站用變低壓出線的平波作用電壓幅值有所下降。但由于 雷電波的電壓、能量極高，且高壓避雷器等設(shè)備技術(shù)上局限性，雖然絕大部分的 雷電能量都能在到達(dá)自動化設(shè)備之前得以消除。 但雷電波仍可能以幅值相對很高, 作用時間很短的低能量尖峰脈沖的形式，通過站用變壓器低壓側(cè)饋電出線，加到 采

3、用 220V220V 交流電源的自動化設(shè)備上。此外，雷云在變電站附近活動時 ，雷云所帶 強(qiáng)電場會以靜電感應(yīng)方式在二次電纜上感應(yīng)出很高的感應(yīng)電壓，當(dāng)局部電位升高 超過一定數(shù)值，嚴(yán)重得將向二次電纜兩端的設(shè)備進(jìn)行反擊，并首先在較弱的自動 化設(shè)備一端放電，這種放電干擾所帶來的后果一般情況下會使裝置功能紊亂，嚴(yán) 重將會損壞自動化系統(tǒng)的元器件。還有一種情況，就是感應(yīng)雷電波通過測控裝置 的信號采集電纜入侵，以很高的電壓直接加到遠(yuǎn)動系統(tǒng)的信號采集模塊上，造成 采集模塊燒壞。因而有必要采取防護(hù)措施，減少雷擊對設(shè)備的危害。 3 3、自動化設(shè)備對雷擊的防護(hù)措施 應(yīng)該說，變電站傳統(tǒng)防雷措施對高壓電氣設(shè)備的防護(hù)是有效的

4、，但對電子設(shè) 備特別是綜合自動化設(shè)備的防護(hù)并不充分。為了適應(yīng)自動化變電站的發(fā)展要求, 必須在傳統(tǒng)防雷措施基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行有針對性的防護(hù)，使變電站綜合自動化 設(shè)備得到有效的保護(hù)。 出現(xiàn)雷擊時，雷電流會沿變電站的接地網(wǎng)散流, 支線上的雷電流和各點(diǎn)電位 差異很大，連接在不同等電位地網(wǎng)上的自動化設(shè)備, 如果其間有電信號聯(lián)系，那 么超過其容許承受能力的地電位差將導(dǎo)致設(shè)備損壞。 由于直擊雷放電的能量通過 3.13.1、在自動化設(shè)備供電電源安裝浪涌保護(hù)器（SPDSPD 電源回路是雷電流最容易進(jìn)入的通道，因此這是自動化設(shè)備防止雷電損壞的 道重要防線。在站用變低壓側(cè)至交流配電屏的三根相線進(jìn)線側(cè)安裝具有相對地、

5、 中性線對地保護(hù)模式的第一級（開關(guān)型）和第二級（限壓型）組合型交流電源 SPD SPD 此類防雷器耐受沖擊電流不小于 20kA 20kA （10/35010/350卩卩S S）。而在直流屏的直流母線輸出 端安裝具有正極對地、負(fù)極對地保護(hù)模式的標(biāo)稱放電電流不小于 10kA 10kA （8/208/20 卩 S S） 的直流 SPD SPDSPD SPD 能在最短時間釋放電路上因感應(yīng)雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量到接 地網(wǎng)上，從而保護(hù)電路上的設(shè)備。其工作原理如下：在正常情況下，防雷器處于 高阻狀態(tài)，當(dāng)電源由于雷擊或開關(guān)操作出現(xiàn)瞬時脈沖電壓時防雷器立即在納秒級 時間內(nèi)導(dǎo)通，將該脈沖電壓短路到大地泄放，從而

6、保護(hù)連接與電源上的設(shè)備。但 該脈沖電壓流過防雷器后，防雷器又變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響自動化設(shè)備的供 電。其主要作用是防感應(yīng)雷過電壓和防雷電波的入侵。 3.23.2、對自動化信號采集回路進(jìn)行隔離 變電站自動化系統(tǒng)開關(guān)量的輸入主要是斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)等。這 些斷路器和隔離開關(guān)都處于室外，如果與自動化設(shè)備直接相連，在雷擊時必然會 引起強(qiáng)的電磁涌流干擾。因此，要通過光耦合隔離或繼電器隔離才能取得比較好 的效果。開關(guān)量輸入回路前及信號變換部分應(yīng)考慮采用隔離器，開關(guān)量輸入信號 送給測控裝置之前必須進(jìn)行隔離處理，可采用光電隔離器，這樣可有效防止感應(yīng) 電壓對測控裝置的直接損壞。此方式在綜合自動化系統(tǒng)設(shè)

7、計(jì)時進(jìn)行考慮，或在設(shè) 備訂購時要求廠家加裝隔離裝置的方式比較可行。 3.33.3、對自動化設(shè)備接地系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn) 在變電站中一次系統(tǒng)接地是防雷和保證安全（系統(tǒng)中性點(diǎn)接地）為目的，但 它對自動化系統(tǒng)的防雷也有重要的影響。如果接地合適可以減少站內(nèi)的高頻瞬時 電壓幅值，特別是減少設(shè)備中各點(diǎn)的瞬時電位差，減低了遠(yuǎn)動設(shè)備瞬時電位升高。 改進(jìn)的方法是在變電站主控室電纜溝敷設(shè)不小于 100m m2100m m2 勺銅排并延伸至接地網(wǎng) 連接；自動化屏柜內(nèi)設(shè)置專用的接地銅排，其截面不得小于 100mm2100mm2且屏內(nèi)的接 地銅排就近用不小于 100mm100mm：銅導(dǎo)線接到二次接地銅排上；各種防雷器的接地線就

8、 近引接至屏內(nèi)的接地銅排。這一措施這對自動化設(shè)備的限制瞬態(tài)過電壓很有好處, 實(shí)施以來效果令人滿意。 3.43.4、對自動化設(shè)備進(jìn)行屏蔽 變電站自動化裝置所采集的模擬量，大多數(shù)來自一次系統(tǒng)的電壓互感器和電 流互感器，它們均處于強(qiáng)電回路中，直接輸入到自動化系統(tǒng)，在雷電時很容易對 自動化設(shè)備造成干擾，設(shè)計(jì)時要考慮到采用屏蔽電纜，在工程實(shí)施中所用的線纜 必須有隔離層和屏蔽層，在屏蔽層安全接地，而且屏蔽層是在兩端接地，有其他 剩余纜芯時，不要出現(xiàn)兩端接地情況，這樣可起電場屏蔽作用，防止雷電電磁脈 沖感應(yīng)自動化線纜而造成設(shè)備損壞，另外對已投入運(yùn)行的自動化屏柜，在自動化 設(shè)備的金屬外殼可靠接地，屏（柜）的門

9、等活動部分與屏（柜）體進(jìn)行良好連接。 采用上述幾種措施后，取得良好的效果，因雷擊造成自動化設(shè)備損壞的故障率大 大降低。 4 4、結(jié)束語 雷電對自動化設(shè)備的干擾，己嚴(yán)重的影響了調(diào)度自動化系統(tǒng)的安全運(yùn)行，曾 經(jīng)產(chǎn)生了一些嚴(yán)重的事故，因而要對處于弱電的自動化系統(tǒng)的防雷給于高度的重 視，搞清雷電的“來龍去脈”，然后采取切實(shí)可行的防范的措施，將雷害事故和 干擾減少到最低程度，從而為自動化設(shè)備可靠運(yùn)行起到了良好的保障作用。 參考文獻(xiàn): 1 1、Q/GD0011122.03Q/GD0011122.03- -20072007 廣東電網(wǎng)公司變電站二次系統(tǒng)防雷接地規(guī)范 2 2、DL/T621DL/T621- -19971997,交流電氣裝置的接地S S中國電力出版社 3 3- -2121 33 、GB50343GB50343- -20042004