电力调度自动化系统的防雷保护探讨

摘要：随着我国经济建设的发展，国内人民及企业发展对电力行业的要求越来越高。电力行业作为我国经济建设的基础，是保证全民正常生活工作的重要组成部分。近年来，随着电力行业的发展，自动化系统被越来越多地应用于电力行业中。文章对电力调度自动化系统的防雷保护进行了探讨。

关键词：电力调度；自动化系统；防雷装置；防雷保护；电力行业 文献标识码：A

中图分类号：TM734 文章编号：1009-2374（2015）22-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.068

随着计算机的发展和网络自动化系统的发展，电力行业在发展中也大量应用这些高科技技术产品作为支持。同时，在电力行业供电过程中，电路或供电设备经常会受到外界雷电天气的影响而出现湿潮等故障问题，因此利用防雷保护装置来解决供电系统因雷电天气所造成的故障是目前电力企业普遍使用的措施。

1 什么是防雷保护

所谓的防雷保护就是利用一些避雷设备将容易遭受雷电袭击而发生危险的区域保护起来。目前电力行业普遍使用的是避雷带和避雷网，这两种防雷保护装置的主要作用在于可以准确地接收闪电，并且可以将闪电快速引入到地下线或接地防雷装置中，从而将接收到的雷电流释放到大地中，对供电系统的正常运行起着一定的保护作用。一般来讲，防雷装置由电气设备与防雷装置共同组成，电气设备的防雷主要包括发电厂防雷设备。供电站防雷设备以及架空电线路防雷设备等，目前根据各供电线路对防雷要求的不同，防雷保护装置也有着本质上的区别。

2 防雷保护的重要性

防雷保护对电力系统供电线路的正常运行具有十分重要的作用。首先，一般情况下，各地区用于供电的线路及设备均有低伏和高伏之分，而某些供电线路只需低电压就可以使其正常运行。这些低电压的线路所传递出的电流信息量也是很小的，因此很容易受到来自外界各方面的影响。同时，当雷电发生时可以瞬间产生变电磁场并快速过入到电压中去，从而使电压受到影响。尤其是在夏季或多雨的季节里，雷电发生的几率是相对较高的，也因此电力调度自动化系统所受到影响而发生事故的几率也是较高的。因此，为保证低电压设备正常运行且降低其受外界影响发生事故的几率，电力调度自动化系统运行时就必须加设防雷保护装置，以此来保证供电系统的安全性。其次，一般来说，高于45V电压都会对人体产生一定的影响，而电力系统中电压的伏数一般在220kV左右，也就是说，一旦电力调度自动化系统因雷击出现故障，其所释放出的电能量会对人体产生巨大的影响，甚至会对工作人员的生命安全造成威胁。因此，在电力调度自动化系统中增加防雷保护是保证人员生命安全的关键所在。

3 雷电所造成的危害

雷电是夏季或多雨季节经常性发生的自然现象，根据雷电发生时状态的不同，所造成的危害也是不同的。另外，雷电因气候的变化不同也分为不同的类型。下面就简单介绍三种雷电对电力调度自动化系统所造成的

危害：

3.1 直击雷对电力调度自动化系统的危害

直击雷是一种最常发生的自然现象，也是相对来说危害性较大的一种雷电事故。所谓的直击雷主要是指其对电力调度自动化系统或建筑物产生的直接放电的现象。一般来讲，当雷电形成时，云层中所夹带的电流可瞬间高达几十万kV，当如此高的电流直接对电力调度自动化系统放电或直接对建筑物放电时，就会使电力调度自动化系统产生较高的热量及电磁破坏，因此很容易造成电力事故。另外，相对于一些高架空线路及安装于外界的电气设备来说，一旦遭受严重的直击雷袭击，就会瞬间受到破坏，从而使电气设备及架空线路发生供电事故，甚至会因电气设备及架空线路的破坏而使周围区域内邻近的线路设备也受到影响而发生故障，严重者会引起火灾的发生。

3.2 感应雷对电力调度自动化系统的危害

所谓的感应雷主要是指当雷电袭来时，电力调度自动化系统因受静电感应而与区域内其他邻近的物体发生电位差而引起的，从而发生放电现象的一种雷电形式，它相较于直击雷对设备的危害性相对要小一些。一般说来，当雷电袭来并发生放电时，电力调度自动化系统以及其他安装于外界的电气设备会因电磁感应的影响而使雷电磁波快速传入到电气线路中，从而对电气设备线路造成一定的影响。因为感应雷是通过感应磁电对电气设备造成破坏的，因此也称感应雷为二次破坏雷。

3.3 滚球雷对电力调度自动化系统的危害

所谓的滚球雷就是一些可以通过人体肉眼就可以直接观察到的火球。一般情况下，当雷电发生时，这些小火球就会分散在空气中，并且随着风的走向直接滚入到地面上或是直接落入到电气设备线路上。当这些火球随风落入到电气设备线路中时，由于其极高的温度会使电路设备外绝缘体瞬间熔化，造成电路电缆的裸露。当这些裸露在外的电缆再次受到火球侵袭时，就会发生严重的火灾，从而造成电力调度自动化系统的故障。

4 电力调度自动化系统的防雷保护措施

电力调度自动化系统是采用计算机通讯系统与计算机网络系统相结合的高科技供电系统，同时也是保障电力系统正常供电状态的关键所在，因此，为防止其因雷击而发生故障，就必须对其做好防雷保护措施，具体的措施如下：

4.1 电压和UPS过电保护

一般来说，当雷电袭击进入电力调度自动化系统中时，会使其电气设备的电源电压瞬间增大，从而给UPS设备造成极大的影响。同时，一旦当雷电发生时，即使发生的地点与电气设备系统较远，雷电磁流也会通过电网系统快速地流入到供电系统的终端中。即便是一些小型的雷电流也会对电气设备造成一定的影响，因此，必须加强UPS保护。但目前单对UPS进行保护是远远达不到系统保护要求的，因此必须还要同时增加以下保护措施：其一，在第一级保护中，首先要使用三级气体放电管对雷电放电产生的电流进行控制，从而使雷击电流在电流值上所产生的电流量可以控制在电力调度自动化系统及电气设备所能承受的范围之内。其二，在第二级与第三级保护中，要利用防雷装置中的限流模式与压敏电阻将雷击电流所产生的磁流量控制在系统所能够承受的负荷之内。其三，在第四级保护中，要使用TVS管，这种设备对于雷击所产生的错位电差有较好的控制和约束作用。

4.2 完善接地保护

防雷保护的主要目的就在当雷电发生时，可以通过一系列的手段及防雷装置将雷电所产生的有危害性的电流控制住，从而保证电气设备的安全。而接地保护主要是当雷电发生时将雷电所产生的电流量引入到大地中去，最大限度降低雷电对电气设备的危害。一般，根据雷电流的不同分为信号防雷和电源码防雷两种，根据电流量的强弱不同设置不同的防雷措施。另外，在整个防雷接地工作中，首先要加强接地线路的设计和施工；其次减少电阻的使用量，从而使电压降低；同时，在接地机房内部，要设置均压带装置，并且在机房内要设置一个必要的环形接地母线装置；最后，要保证保险器设计与接地网之间进行有效的连接，以最大限度保证雷击时设备可以将雷击流快速引入到大地，保证防雷的有效性，提高供电系统的防雷能力。

5 结语

综上所述，电力调度自动化系统中防雷保护对提高电气设备的供电能力，保证线路的供电安全都具有十分重要的意义，因此，在进行防雷保护时，必须要根据电气系统实际的运行情况制定出合理有效的防雷保护措施，以最大限度保证电力调度自动化系统运行的安全性及稳定性。

参考文献

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[3] 郑华.浅谈变电所存在的干扰及提高继电保护安全运行的措施[J].广东科技，2014，（22）.

作者简介：刘伟（1980-），男，山西平定人，国网公司太原供电公司工程师，硕士，研究方向：电气工程及其自

动化。

（责任编辑：蒋建华）