應該說,變電站傳統(tǒng)防雷措施對高壓電氣設備的防護是有效的,但對電子設備特別是綜合自動化設備的防護并不充分。為了適應自動化變電站的發(fā)展要求,必須在傳統(tǒng)防雷措施基礎上,進一步進行有針對性的防護,使變電站綜合自動化設備得到有效的保護。
1、在自動化設備供電電源安裝浪涌保護器(spd)
電源回路是雷電流最容易進入的通道,因此這是自動化設備防止雷電損壞的一道重要防線。在站用變低壓側至交流配電屏的三根相線進線側安裝具有相對地、中性線對地保護模式的第一級(開關型)和第二級(限壓型)組合型交流電源spd。此類防雷器耐受沖擊電流不小于20ka(10/350µs)。而在直流屏的直流母線輸出端安裝具有正極對地、負極對地保護模式的標稱放電電流不小于10ka(8/20µs)的直流spd。spd能在最短時間釋放電路上因感應雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量到接地網(wǎng)上,從而保護電路上的設備。其工作原理如下:在正常情況下,防雷器處于高阻狀態(tài),當電源由于雷擊或開關操作出現(xiàn)瞬時脈沖電壓時 防雷器立即在納秒級時間內(nèi)導通,將該脈沖電壓短路到大地泄放,從而保護連接與電源上的設備。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備的供電。其主要作用是防感應雷過電壓和防雷電波的入侵。
2、對自動化信號采集回路進行隔離
變電站自動化系統(tǒng)開關量的輸入主要是斷路器、隔離開關的輔助觸點等。這些斷路器和隔離開關都處于室外,如果與自動化設備直接相連,在雷擊時必然會引起強的電磁涌流干擾。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。開關量輸入回路前及信號變換部分應考慮采用隔離器,開關量輸入信號送給測控裝置之前必須進行隔離處理,可采用光電隔離器,這樣可有效防止感應電壓對測控裝置的直接損壞。此方式在綜合自動化系統(tǒng)設計時進行考慮,或在設備訂購時要求廠家加裝隔離裝置的方式比較可行。
3、對自動化設備接地系統(tǒng)進行改進
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,特別是減少設備中各點的瞬時電位差,減低了遠動設備瞬時電位升高。改進的方法是在變電站主控室電纜溝敷設不小于100mm2的銅排并延伸至接地網(wǎng)連接;自動化屏柜內(nèi)設置專用的接地銅排,其截面不得小于100mm2,且屏內(nèi)的接地銅排就近用不小于100mm2銅導線接到二次接地銅排上;各種防雷器的接地線就近引接至屏內(nèi)的接地銅排。這一措施這對自動化設備的限制瞬態(tài)過電壓很有好處,實施以來效果令人滿意。
4、對自動化設備進行屏蔽
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備造成干擾,設計時要考慮到采用屏蔽電纜,在工程實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,(原文出自:)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自動化線纜而造成設備損壞,另外對已投入運行的自動化屏柜,在自動化設備的金屬外殼可靠接地,屏(柜)的門等活動部分與屏(柜)體進行良好連接。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備損壞的故障率大大降低。