内容发布更新时间 : 2024/12/23 18:05:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

台的通信电缆来传输，以MS-525等接口的方式与RTU(或这通信管理机器等)进行数据传送。所以，通信电缆非常容易受到来自于开关的误操作、电力负荷的波动和强电的电缆所产生的巨大电磁场干扰，这些巨大的干扰轻则会增大电力量测信息的误码率，重则可能使得MS-525等数据接口发生损坏。此外，夏天时高压室里的温度比较高，RTU的子站(或者一体化的微机二次保护装置等)内部因为热量过高而产生的干扰噪声现象不容忽视。

针对上面分析的问题，我们可以把RTU的子站(或者一体化的微机二次保护装置等)在主控台里集中组屏，这样做不仅能够减少物理干扰源(包括室内温度)对于电力装置的影响，还可以改善电力设备运行的环境，并且能够方便检修和试验人员对电力装置年检的预试工作。

二、变电站接地方式

目前，变电站的接地方式有许多种，比如单点的接地、多点的接地和混合类型的接地等。单点的接地还分为串联单点的接地及并联单点的接地。一般来讲，单点的接地常常用于简单线路，、以及频率较低(f<2MHz)的电子线路。而当涉及到高频(f>20MHz)的电路时，我们应该采用多点的接地或者多层板的方式。

雷电保护接地指为雷电保护装置(避雷针、避雷线和避雷器等)向大地泄放雷电流而设的接地。因此，变电站构架避雷针（带)和避雷器不仅应采用双引下接地方式，还须敷设2～3根放射状垂直接地极与主网相连，以达到加强对雷电流的分流作用。对于全站接地网， 影响其工频接地电阻值大小的主要取决于水平接地体，而垂直接地能有效地加强冲击电流的扩散，为避免其相互之间的屏蔽作用，在接地网的边缘设置垂直接地极，且垂直接地极相互间的间距应大于垂直接地体长度的2倍。 在进线构架接地引下线地面上方0.4米处设置可开断点， 当测量全站接地电阻值时与线路地线将其断开，保证测量的准确性。当采用110kV和220kV构架避雷针时，该接地装置与主接地网连接，但地下连接点至主变、35kV及以下设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。如因场地狭小，直线距离有困难时可考虑地下接地线弯成蛇形状。

2.1 变电站的直击雷保护

直击雷的影响

直击雷是指雷雨云对大地和建筑物放电的现象。它以强大的冲击电流、炽热的温度、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射损坏放电通道，其最高电流达200~300kA，一般在20~40kA，其时间甚短，一般仅为10~100μs。直接击在建筑

物构架上，因电效应、热效应和雷电冲击波等作用而造成电力线路、电力系统弱电设备等损坏。其对弱电设备的影响主要表现在以下几个方面：

1、电效应的破坏作用 根据安培定律，当 A、B 平行导体上分别通以电流、（kA），A、B 的距离为d(m)时，每米导线所受的作用力按下式计算

（2-1）

式中，平行导体的长度为1m。

假定雷击的瞬间两导体的电流和都等于100kA，两导体的距离d为50cm，计算结果表明，这两根导体每米都受到408kg的力。因此雷击的时候，由于电动力的作用，也有可能使弱电设备导线折断。

同样对拐弯的导体或金属构件，在拐弯部分也将受到电动力作用，它们之间的夹角越小，受到的电动力越大。当拐角的夹角为锐角时受到的作用力最大，钝角最小。所以接闪器及其引下线不应出现锐角的拐弯，在不得已采用直角拐弯时应加强构件强度。

2、热效应的破坏作用

根据焦耳定律，一次闪击的雷电流发出的热量Q

（2-2）

式中Q—发热量，J；i—雷电流，A；R—雷电流通道的电阻，Ω； t—雷电流持续的时间，s。

实际上，雷电流作用的时间很短，散热影响可以忽略，在电流通路上引起的温升ΔT为

（2-3）

式中ΔT —温升，K；m—雷电流通过的物体质量，kg；c—通过雷电流的物体的比热容，Jkg·K。

如果雷电击在电弱电设备上，由于雷电流很大，通过的时间极短，被击得物体瞬间产生巨大热量，又来不及散发，将产生巨大的爆炸力。当雷电流通过金属体时，如果金属体的截面积不够大时，甚至可使其熔化。因为通道的温度可高达 6000℃~10000℃，甚至更高。因此在雷电流通道上遇到易燃物质，可能引起火灾。

3、雷电流冲击波的破坏作用

雷电通道的温度高达几千度至几万度，空气受热急剧膨胀，并以超声速度向四周扩散，其外围附近的空气被强烈压缩，形成“激波”。被压缩空气层的外界称为“激波波前”。“激波波前”到达的地方，空气的密度、压力和温度都会突然增加。“激波波前”过去后，该区压力下降，直到低于大气压力。这种“激波”在空

气中传播，会使其附近的电力线路、电气设备受到破坏。

4、感应雷的影响

感应雷对弱电设备的影响主要是指在雷云之间放电或雷云对地之间放电时，在附近的户外传输信号线路、埋地电缆线路、设备连接线上产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路之间或线路末端的电子设备受到损坏。感应雷虽不如直击雷猛烈，但其发生的概率比直击雷高得多。 当雷云层与层之间以及雷云与大地之间放电时，在放电通道周围产生的电磁感应、雷电电磁脉冲的辐射以及雷云电场的静电感应，使建筑物上的金属部件、管道、钢筋和由室外进入室内的电源线、信号传输线、天线馈线等感应出雷电高电压，并通过这些线路以及进入室内的管道、电缆等引入室内造成电子设备损坏。显然感应雷危害是大面积的，是危害电子设备的主要干扰源。

例如，当雷击大地时，在线路产生感应过电压的值可以按下述经验公式估算

（2-4）

式中U —感应过电压，kV； I —雷电流幅值，kA；b —雷击点与导线间的水平距离，m； ——导线平均高度，m。

当雷击电流为30kA斜角波，雷云高度为 3km，导线高度为10m，雷电击中距500m长架空线路中点100m处的地面时，则线路上会产生感应电压幅值为75kV的振荡波。此振荡波为电磁感应和静电感应共同作用的结果。雷电感应是雷电流的强大电场以及磁场变化时产生的静电感应和电磁感应造成的。

1、静电感应

当建筑物顶部或其他导体处于雷云与大地间所形成的电场中时，建筑物顶部或导体上就会聚集极性与雷云下部电荷极性相反的大量电荷。当雷云与放电体间的电场强度超过两者之间空气的击穿强度时，雷云对放电体放电，正、负电荷在电路中猛烈地中和。雷云放电后，云与大地间的电场突然消失，建筑物顶部或导体上的电荷来不及立即流散，因而产生很高的对地电位差。这个对地电位差称为静电感应电压。如果楼顶不采取良好的接地措施，室内的设备即有可能因静电感应电压而受损。

雷击时，除建筑物产生很高的感应电压外，在输电线路和通信线路上同样会发生这种现象。由于感应电压极性与雷云极性相反的电荷聚积到一段线路上成为束缚电荷。当雷云对放电体放电时，雷电通道中的电荷猛烈中和，线路上的束缚电荷变为自由电荷并向导线两边流动，形成感应过电压波。高压输电线路上的感

应过电压可达 300~400kV；一般配电线路和通信线路虽然悬挂高度较低，但雷电流大，感应过电压仍可达几十千伏。

2、电磁感应

由于雷电流具有极大的幅值和陡度，在放电通道周围的空间里会产生强大的变化电磁场。处在这一电磁场中的导体会感应出较大的电动势。如果回路中有些地方接触不良，就会产生局部发热或放电现象。电磁感应现象还可以使构成闭合回路的金属物体产生感应电流，对设备或建筑物造成损害。

事实上，在生产实践中雷击的静电感应破坏力数倍于电磁感应。静电感应还可用雷击的二次效应理论来解释。带电雷云飘浮在地表上空，地表带上极性与雷云极性相反的等量电荷。当雷击过后，雷击点地表变为电荷的相对空穴，周围高电荷区域与地电位相对绝缘的导体上的电荷，将导致设备打火、绝缘受损和电子设备失效。

避雷针(线)是接地的导电物，一般高于被保护物体，它们的作用就是将雷电吸引到自己身上，安全并迅速地导入地中。避雷针通过自身的高度，在其尖端的高突处形成电场的畸变，在雷云电场的作用下，当尖端的电场强度大于空气电离场强时，开始电离空气，形成迎面先导，并与雷云的雷电先驱相遇，完成雷击过程。

为了使雷电流能够顺利下泄，必须有良好的导电通道。因此，避雷针(线)的基本组成部分是接闪器(引发雷击的部位)、引下线和接地体。首先介绍相关方面的知识。

2.2 变电站的侵入波保护

变电站对侵入波的防护的主要措施是在其进出线上装设阀型避雷器，避雷器装设在被保护物的引入端，其上端接在线路上，下端接地，一般安装在变电站母线上。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻。目前，SFZ系列阀型避雷器，主要用来保护中等及大容量变电站的电气设备。FS系列阀型避雷器，主要用来保护小容量的配电装置。

变电站中限制侵入波的主要设备是避雷器，它接在变电站的母线上，与被保护设备相并联，并使所有设备受到可靠保护。

避雷器实质上是一种放电器(或称限压器)，并联在被保护设备附近。避雷器的击穿电压要比被保护设备的低。当线路上传来的过电压超过避雷器的放电电压时，避雷器会先行放电，把入侵波导入大地，限制设备上的过电压，避免电气设备绝

缘遭击穿损坏。当入侵波消失后，避雷器又能够自行恢复绝缘能力，防止工频接地短路事故的发生。

目前使用的避雷器主要有四种类型，即保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器。前两种主要用于变电站进线段的保护，以限制入侵的大气过电压；后两者主要用于保护变压器或其他电气设备，其保护特性是选择高压电力设备绝缘水平的基础。为了使避雷器达到预期的保护效果，必须正确选择和使用避雷器。避雷器的基本要求：

1、避雷器与被保护设备之间应有合理的伏秒特性的配合，在被保护物可能击穿以前，避雷器就已发生动作，将过电压波截断，从而起到可靠的保护作用。工程上常用冲击系数。来反映伏秒特性的形状。冲击系数a是指冲击放电电压与工频放电电压的比值，其比值越小，伏秒特性越平直，一般希望它接近于1。因此，应选用冲击系数小的避雷器作为电气设备的保护装置；

2、当瞬间的雷电过电压消失后，避雷器能自行截断工频续流、恢复绝缘强度，保证电力系统能够继续正常运行；

3、具有一定通流容量，且其残压应低于被保护设备的冲击耐压值。

2.3 变电站的进线段保护

要限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的波度，就必须对变电站进线实施保护。当线路上出现过电压时，将有行波导线向变电站运动，起幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压，线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此，在接近变电站的进出线上加装避雷线是防雷的主要措施。如不架设避雷线，当遭受雷击时，势必会对线路造成破坏。变电站进线保护是在靠近变电站出线架1～2km线路上所采取的可靠的防雷保护措施，变电站进线保护具体措施视变电站的线路情况而定。

为了限制流经避雷器的雷电流和限制入侵波的陡度，变电所需采用进线保护接线。

一、35kV及以上变电所的进线段保护

对于35~110kV无避雷线的线路，当雷击于变电所附近线路的导线上时，沿线入侵流经避雷器的雷电流可能超过5kA，而且陡度也可能超过允许值，因此对对于35~110kV无避雷线的线路，在靠近变电所的一段进线上，必须架设避雷线，在进线段内出现雷电波的概率大大减小，保证雷电波只能在进线段以外出现。架设避雷线的这段进线称为变电所进线保护段