随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高，电力调度自动化系统已广泛 使用计算机、RTU 等微电子设备。县级电力调度及其变电站由于其所在地土壤电阻率 较高或地处山区等，其地网的接地电阻往往很难达到规程的要求，其防雷工作更需引 起重视。由于一些微电子器件工作电压仅几伏，传递信息电流小至微安级，对外界的 干扰极其敏感，而雷电流产生的瞬变电磁场对微电子设备的干扰和损害尤为严重。在 雷雨季节，有些县电力公司调度大楼和电力公司所属自动化显示系统、通信联络系统 （Modem、载波机、程控交换机等）等常常遭到雷击，造成较大的经济损失，严重影响 当地电力系统的正常调度、工农业生产和人民的日常生活。尽管有些电力调度自动化 系统采取了一定的防雷措施，但其效果并不理想，仍然经常发生雷害事故。本文通过 在县级电力调度自动化系统防雷的实践，提出调度自动化设备的现代防雷技术。
山西电力防雷
1 雷电入侵通道 雷电直接击在变电所设备上，这种情况几率比较小，因为设计和施工的时候都会 考虑到安装独立的避雷针，避雷带和避雷网。 雷电可能沿着电源线入侵，雷电波沿线路侵入到变电所，如避雷器动作，则是避 雷器残压叠加后，通过所用变的电磁感应耦合到低压网络，使微机保护、综合自动化 的电源模块损坏的。此时，低压电网过电压的幅值主要与避雷器的残压，避雷器与变 压器距离和避雷器接地引下线的长度有关。 雷电可能沿着通信线入侵，雷电引起的过电压在通信线路与设备之间有一定电位此外，雷电还通过反击、截波以及倒灌等方式作用在设备上，如图 1 所示。
2、目前二次设备防雷存在的问题 2.1 MOV 残压与二次设备耐压值配合不合理 由于目前的制造工艺有限，使得避雷器的残压比额定电压高６倍。例如在 220V 线 路上使用的低压避雷器残压为 1.3kV，而一些敏感芯片的耐压值仅为 6～10V，其残压 值极大地超过了芯片的******电压。
2.2 MOV 动作时引起截波过电压 避雷器在动作时电压下调（截波），通过避雷器安装点到二次设备端之间导线的电 感与二次设备输入端对地电容构成谐振回路。截波通过该谐振回路会产生很高的过电 压（截波过电压）。
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3 针对问题的对策
3.1 电源系统等电位技术 IEC1024 规定：为实现雷击保护电位均衡，应采用均压等电位导体或过电压保护 器，将处于被保护空间中的外部避雷装置、建筑物钢筋架、安装设备、各种导电体、 供电及通信设备等连接在一起。 当雷击时， 地网电位升高 φ=IRch=100kA×2Ω=200kV， 水平方向的电位以 1kV/m 的速度下降。由于二次设备所用电源都是由变电站的站用变压器所供给，站内各二次设备分布在不同位置，而设备外壳则是就近接地，电源中性 点与设备外壳间的电位差引发反击，如图 2 所示。由电源系统造成巨大的电位差，导 致反击和“倒灌”的发生。
图 2 电源系统等电位 电位差计算。 三个设备外壳电位分别为： φ(A,B,C)=IR-L(1,2,3)ε；而电源的电位为： φD=IR-L4ε；设备外壳与电源电位差为：Δφ=φ(A,B,C)-φD。其中 ε 为电压降常 数 1kV/m。 各二次设备与电源系统的电位差数据表如表 1 所示。
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表 1 二次设备与电源系统的电位差数据表解决办法：二次设备用电源通过 1：1 的隔离变压器向二次设备供电，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。 如图 3 所示
隔离变压器的作用：电位浮动，二次设备用电源通过 1：1 隔离变压器向二次设备 供电，实现二次设备局部地网电位“浮动”，利用“水涨船高”原理******反击。 雷电波隔离，通过隔离变压器初、次级开路的原理对沿电源入侵的雷电波实现隔 离，被隔离的雷电能量经隔离变初、次级的避雷器入地。
3.2 避雷器残压衰减技术 针对避雷器残压远远大于二次设备芯片耐雷水平的情况，可采用一种新型的中和 变压器对其进行衰减。 该中和变压器由一环形铁心和绕在铁心上的线圈组成。如图 4 所示，新型中和变压器的工作原理：一般情况下，中和变压器是在差模输入的状态，产生的感应电势方向相 反相互抵消，对于二次系统无任何影响。
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而 ΔU=L(di/dt)，此时两线圈中的电流方向相同，则 Φ=Φ1+Φ2， 所以总电感值为： L=L1+L2+2M。
两线圈的互感系数 M 由磁通量和雷电流决定。 雷电流的陡度是非常大的，根据上式则可明显看到中和变压器输出给二次系统 的电压有很大减低。 此外，使用中和变压器还能******直接使用避雷器而产生的截波过电压。 4 结束语 随着电力调度自动化系统电脑通信设备的大规模使用，雷电造成的危害越来越严 重，以往的防护体系已不能满足电脑通信网络******的要求。我们应从防直击雷，防感 应雷电波侵入，防雷电电磁感应，防地电位反击等多方面作系统综合考虑。严格按防雷接地规程办事，应用新技术新装置，采用电源系统等电位技术和避雷器残压衰减技 术是确保电力调度自动化系统极大减少雷害的重要手段。山西电力防雷
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