变电所电子设备的防雷.doc

行业资料：_变电所电子设备的防雷单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 11 页变电所电子设备的防雷目前，电子设备在变电所中得到广泛应用，如微机保护装置、远动装置、无功电压综合调节装置等核心设备，也有周界防盗系统、图像监控设备等辅助的电子系统。如何做好变电所内电子系统的防雷保护，是变电所防雷的新课题。长期以来，雷电和过电压对电网运行的影响，一直是电力研究的重要内容，但是研究更多地集中在雷电直接击中一次系统时，对电力系统产生的影响。而对变电所中电子设备防雷问题的研究，如变电所内二次回路、二次回路中的设备和弱电智能化系统，一直没有摆到足够重要的地位上。这里有历史的原因：传统的电网保护所采用的电磁式保护装置，对雷电和过电压感应产生的干扰，有较强的抗干扰能力。但是，随着计算机技术和电子技术的迅速发展，微机保护已成为主流的设备，大量智能化系统也应用于变电所，研究和解决雷电对变电所二次回路的侵害已成为刻不容缓的任务。浙江省是雷害多发地区，以苍南供电局为例，每年都会发生多起变电所二次设备受雷击损坏的事故，尤其像电缆引出线较多的远动设备等，更易受到雷击的侵害。1雷电侵入的主要途径根据雷电电磁脉冲（LEMP）通过电阻耦合（由于接地端和电缆屏蔽电阻引起）、电感耦合（由于系统布线的环路和感性部件引起）、电场耦合进入系统。在实践中，其中又以电线、电缆感应电磁场（包括产生雷电二次感应过电压）以及由于接地系统不当或仪器绝缘降低，引入电位差形成的后果最为严重。对变电所现场的调查，发现对变电所内电子设备造成破坏的雷电侵入，主要有以下几种形式。1.1直接雷击中电子设备传统的变电所内电子系统，如继电保护装置、远动设备，在设计时，都考虑处于变电所防雷系统的有效保护范围内，直接遭受雷击的可能性非常小。但是，防误操作系统、图像监控系统、安全防范系统等大量的新型电子系统的应用，尤其是在设计、施工时，没有完整考虑防雷保护措施，使得雷电波能够直接击中弱电设备或弱电线路，进而损坏二次系统中的其他设备。这已成为雷电危害的主要事故隐患。1.2通过电源侵害电子设备雷电直接击中电源线，通过所用电源，侵入到二次回路中，所产生的高压将直接击坏二次设备，以最大雷电流陡度100kA/ms来计算，在10m长的单根引下线上，电感电压降会达到1MV以上。实际中，由于有电晕损耗，这一电压会低一些，但也足够击毁绝大部分设备。所以，防止雷电从电源线侵入到二次回路，是防雷工作的重要内容之一。在变电所场地内，设计中一般采用了避雷针防止雷电直接击中变电所内电源设备，对于高压线路的进线也采用了避雷器，杜绝了雷电通过高压线路侵入到所内，从而影响二次回路。所以，从理论上讲，雷电通过电源线侵害二次回路的可能性已经被杜绝了。但是，在对变电所检查中发现，由于用电的需要，电源线经常超越变电所原有的设计，私自进行铺设，尤其是在变电所的生活区，甚至还有架空线。这些不规范的行为，是雷电侵入到变电所电源系统，从而损坏二次回路设备的重要原因，必须引起运行单位的足够重视。如果确实需要将电源线引出的，必须要考虑用防雷设备对电源系统进行保护。1.3感应雷侵害电子设备当雷电将电流泄放到大地时，将产生一个旋转快速变化的运动磁场，邻近的电源线、弱电电缆等相对切割磁力线，产生感应高压，在电流的陡度为90kA/s，并且环路为10m时，在瞬时内感应电压可超过1000kV，这样的高压沿着线路传输，会击毁线路上的设备。当空气击穿放电，电场强度在500kV/m时，将形成对系统有明显作用的电磁场。在实验室的试验中，50细缆和粗缆的同轴传输线，当10kV的放电电流，在距离其10m处，在传输线的屏蔽层，接地心线感应过电压大于2500V，将电缆埋入50cm时，感应过电压仍大于800V。可见，不仅电源线容易产生感应浪涌脉冲，弱电电缆和传感器电缆，即使埋设在电缆沟或者地下也会受到雷电电磁脉冲（LEMP）的影响，更不用说将其沿地表面铺设了。由于变电所二次回路中的电缆线一般采用在电缆沟内铺设，有的还沿建筑物表面铺设，因此，容易产生感应半径为几百米范围内的雷电电磁脉冲（LEMP），而导致过电压。1.4高压反击雷对电子设备的侵害雷电袭击避雷针，由引下线将雷电流引入大地。由于大地电阻的存在，雷电电荷不能快速全部地与大地电荷中和，必然引起局部地电位升高。由于电位差而引起的二次高压反击。若雷电电流接地引下线或接地装置与被保护物之间的距离小于安全距离时，由接地装置向被保护物产生反击。此外，由于金属导体与土壤（或混凝土）的电阻率不同，也会将地电位差引入二次回路，从而造成二次回路设备的破坏，特别是当接地电阻不合标准或系统埋入电缆绝缘降低时，就会产生加在设备上的脉冲电压。此脉冲电压将会在作用点或系统耐压低的地方造成破坏，如测量模块、传感器被损，电缆绝缘降低（电缆绝缘包层被击穿出现小孔等），而电缆绝缘降低又会加剧上述后果。由于雷击点的随机性和电磁场的空间分布，以上感应过电压或雷击反击电压，可能会作用于系统内任一模块，或存在于系统内任意两根电缆之间。根据国内外几十年防雷的实践经验，做好建筑物防雷工作的关键是贯彻DBSGP的原则，DBSGP也就是：分流、均压、接地、屏蔽和保护技术。分流：增加雷电接地引下线数，从而减小每根引下线通过的雷电流，其感应范围也就相对较小；均压：使被保护对象的各部位尽可能构成等电位，从而杜绝电位差对电子设备造成的损害；接地：良好的接地是防雷安全的重要保证之一，尤其是二次高压反击雷，良好的接地能够有效地消除二次高压反击雷的产生；屏蔽：良好的屏蔽对于防雷电电脉冲也是最有效的措施；保护：对电子装置进行过压和过流的保护，是最直接也是最重要的措施之一。相对于建筑物防雷，变电所防雷系统是有其自身的特点，仔细考察变电所现场，并且详细分析了典型的变电所设计图纸，发现屏蔽和保护是变电所防雷，尤其是二次回路防雷中容易忽视的措施。根据前面分析的二次回路中雷电造成破坏的几种形式，并结合DBSGP防雷技术，认为变电所二次回路防雷可以采取以下措施：2.1杜绝雷电从电源侵入在实际情况中，变电所中新设备的应用或者所用电源系统，将电源线引出到其他地方使用，很容易忽略雷电的防护，将给雷电从电源线侵害电子设备提供新的可能。所以在电源出线处必须使用电源电涌保护器，防止雷电电流脉冲通过电源引出线，进入所用电源系统，侵害二次回路及电子设备。2.2做好屏蔽，削弱感应雷的影响电缆沟内的电缆铺设要合理，不同系统的电缆在电缆沟内要分开铺设，最好还要屏蔽隔开或者走金属管内；这样在雷电侵入到弱电系统时，不会对其他系统产生干扰影响。变电所的微机保护、远动系统中的数据采集电缆，必须使用屏蔽电缆，并一定要将屏蔽层在装置端接地。2.3做好接地，杜绝二次反击雷的影响良好的接地体是可靠防雷的基本条件，不然会通过避雷针、避雷带等设备将雷电引入到接地体时，产生的二次反击雷将严重危害电子设备。所以，变电所接地网在变电所投运时，要确保接地电阻满足规范要求，并且要定期对电网的接地电阻进行检测，确保接地电阻满足安全运行的要求。2.4合理配置避雷针、避雷器，严防直接雷的危害避雷针要保证雷电不会直接击中变电所内的设备；高压线路的避雷器，保证雷电不会通过高压电力线侵害到变电所内部；在变电所内新增加的智能化系统，很容易对防雷问题产生忽视，所以这里特别强调，设备的安装位置和电缆的铺设一定要在变电所防雷系统的保护范围内，保证系统不会遭受雷击的直接侵害；系统的弱电电缆前端要采用相应的电涌保护器进行保护，防止感应过电压或者二次反击高压对设备的侵害；另外，还要注意新增智能化系统的电缆和设备要与避雷针保持足够的距离。电力系统防雷是一项复杂的系统工程，做好变电所的防雷工作，必须在变电所的设计阶段就要认真考虑。在变电所进行系统的改扩建时，同样也不能忽视这个问题，并且在变电所的运行中，还需要定期做好对变电所防雷接地系统检测工作，确保防雷系统满足要求，只有这样变电所的电子设备安全运行，才不会受到雷电的危害。第 7 页 共 11 页变电所电工安全操作规程1、值班电工必须具备必要的电工知识，熟悉安全操作规程，熟悉供电系统和配电室各种设备的性能和操作方法。并具备在异常情况下采取措施的能力。2、值班电工要有高度的工作责任心，严格执行值班巡视制度，倒闸操作制度工作票制度、安全用具及消防设备管理制度和出入制度等各项制度规定。3、允许单独巡视高压设备及担任监护人的人员，应经动力部门领导批准。4、不论高压设备带电与否，值班人员不得单人移开或越过遮栏直行工作。若有必移制栏时，必须有监护人在场，并符合设备不停电时的安全距离。5雷雨天气需要巡视室外高压设备时，应穿绿缘鞋，并不得靠近避雷器与避雷针。6巡视配电装置，进出高压室，必须随手将门锁好。7、与供电单位或用户调度员）联系，进行停、送电倒闸操作时，值班负责人必须复核对无误，并且将联系内容和联系人姓名作好记录。8、停电拉闸必须按照油开关（或负荷开关等）。负荷侧刀闸、母线侧刀闸的顺序依次操作。9、高压设备和大容量低压总盘上的倒闸操作，必须由两人执行，并由对设备更为熟悉的一人担任监护人。远方控制或隔墙操作的油开关和刀闸（和油开关有连锁装置的）可以由单人操作。0、用绝棒拉合高压刀闸或经传动拉合高压刀和油开关，都应戴绝缘手套。雨天操作室外高压设备时，应穿绝缘靴。雷电时禁止进行倒闸操作。11、带电装卸熔断器时，应戴防护眼镜和绝缘手套，必要时使用绝缘夹钳，并站在绝缘垫上。12、电气设备停电后，在未拉开刀闸和做好安全措施以前应视有电不得触及设备和进入遮栏，以防突然来电。13、施工和检修需要停电时，值班人员应按照工作票要求做好安全措施，包括停电、检电、装设遮栏和悬挂标示牌，会同工作负责人现场检查确认无电，并交待附近带电设备位置和注意事项，然后双方办理许可开工签证，方可开始工作。14、工作结束时，工作人员撒离，工作负责人向值班人交待清楚，并共同检查，然后双方办理工作终结签证后，值班人员方可拆除安全措施，恢复送电。在未办理工作终结手续前，值班人员不准将施工设备合闸送电。15、高压设备停电工作时，距离工作人员工作中正常活动范围小于0、35米必须停电。距离大于0、35米但小于0、7米设备必须在与带电部门不小于0、35的距离处设牢固的临时遮栏，否则必须停电。带电部分在工作人员的后面或两侧无可靠措施者也必须停电。16、停电时必须切断各回线可能来电的电源。不能只拉开油开关进行工作，而必须拉开刀闸，使各回线至少有一个明显的断开点。变压器与电压互器必须从高低压两侧断开。电压互感器的一、二次熔断器都要取下。油开关的操作电源要断开。刀闸的操作把手要锁住。17、验电时必须用电压等级合适并且合格的险验电器，在检修设备时出线两侧分别验电。验电前应先在有电设备上试验证明验电器良好。高压设备验电必须戴绝缘手套。18、当验明设备确已无电压后，应立即将检修设备导体接地并互相短路。对可能送电至停电设备的各方面或可能产生感应电压的部分都要装设接地线。接地线应用多股裸软铜线，截面不得小于25平方毫米。接地线必须使用专用的线夹固定在导体上，拆除时的顺序与此相反。装拆接地线都应使用绝缘手套。装拆工作必须由两人进行。不许检修人员自行装拆和变动接地线。接地线应编号并放在固定地点。装拆接地线应做好记录，并在交接班时交待清楚。19、在电容器回路上工作时必须将电容器逐个放电。放电后接地。20、在一经合闸即可送电到工作地点开关和刀闸操作把手都应悬挂禁止合闸，有人工作的标示牌。工作地点两旁和对面的带电设备遮栏上和禁止通行的过道上悬挂止步、高压危险的标示牌。21、线路或用户检修要求停电时，值班人员应采取安全措施，然后通知对方负责人开始工作并进行登记。工作结束后必须接到原负责人通知方可恢复送电。严禁约时停、送电。22、在带电设备附近工作时，必须设专人监护。带电设备只能在工作人员的前面或一侧否则应停电进行。23、低压回路停电检修时应断开电源，取下熔电器。在刀闸操作把手上挂禁止合闸，有人工作的标示牌。24、低压设备带电工作时，应设专人监护。工作中要戴工作帽，穿长袖衣服，戴绝缘手套，使用有绝缘柄的工具，并站在干燥的绝缘物上进行工作。相邻的带电部分，应用绝缘板料隔开。严禁使用锉刀、金属尺和带有金属物的毛刷，毛掸工具。25、在带电的电流互感器二次回路上工作时，要严防电流互感器二次侧开路产生高电压。断开电流回路时，必须使用短路线在电流互感器二次的专用端子上短路。严禁用导线缠绕。工作中不得将回路的永久接地点断开。工作时必须有专人监护，使用绝缘工具，并站在绝缘垫上。26、发生人身触电事故和火灾事故，值班人员应不经联系立即断开有关设备的电源，以进行抢救。27、电器设备发生火灾时，应该用四氯化碳、二氧化碳灭火器或1211灭火器扑救。变压器着火时，只有在周围全部停电后才能用泡沫灭火机扑救。配电室应加设网栏，防止鼠害。第 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