[毕业设计精品论文]变电站综合自动化系统的防雷技术

变电站综合自动化系统的防雷技术学生姓名学号专业班级指导教师西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）I摘要雷电是自然界一种十分壮观的声、光、电现象，它也是变电站运行最大的隐患，其破坏变电站设备的途径主要有以下几个方面1直接雷击；2直击雷对建筑物或邻近地区的雷电放电,从而导致变电站综合自动化系统内部计算机通信网络环路中,由于电磁感应产生瞬态过电压造成设备损坏3雷电通过供电系统侵入设备造成的损坏4雷电通过通信线路如DDN/X25、PSTN、ISDN、邮电专线、帧中继等的感应传入系统损坏设备5雷电通过天馈线路传入系统损坏设备6接地措施处理不符合规范要求,引起的地电位反击7静电感应产生瞬间电荷反击,传入网络系统造成设备损坏。变电站可分为一次系统和综合自动化系统，变电站一次系统和综合自动化系统（包含信息交换设备）是一个相辅相承、相互关联的整体。一次系统受到避雷针等外部防雷设施的保护，加之本身属于高压部分，耐过电压能力较高。综合自动化系统中，包括大量的微电子设备、计算机设备，耐过电压水平要比一次系统低得多。如果综合自动化系统的防雷设施不完善，极易由于一次系统在接闪雷电时，造成信息交换系统设备的损害。变电站综合自动化系统主要和重要的是综合自动化系统设备，按功能系统分为综合自动化系统设备、继电保护及安全设备、GPS对时系统设备、通信设备、信息设备、电视监控设备、以及交、直流供电设备等等。确保变电站综合自动化系统的正常运行，使其不受雷电所造成的过电流、过电压的干扰和破坏，保护其系统不致遭雷电袭击，已是迫在眉睫的事。我们首先就是要针对所有的雷击入侵渠道，按照分区和等电位连接以及共用接地的原则，并结合实际情况正确按规范实施。根据防雷分区的概念，我们知道，不同防雷区之间的电磁强度不同，因此首先作好屏蔽措施，在一定程度上可以防止雷电电磁脉冲的侵入。雷电防护区（LPZ）应划分为直击雷非防护区、直击雷防护区、第一防护区、第二防护区、后续防护区1。在此基础上，做好穿越防雷区界面上不同线路的防雷保护，是我们系统防雷工作的重点。外部接闪器承担了大部分的雷电电磁能量，将50的雷电流能量泄放入地，是防雷系统中重要的一环，并与内部防雷工作有着直接的联系。因此，对直击雷的防护应作为一项重要的防护措施。变电站整体防雷工程包含完善的外部防直击雷系统（接闪器、引下线、接地、屏蔽）和内部防护（屏蔽、等电位连接、合理布线、安装浪涌保护器）。变电站综合自动化系统的防雷技术II变电站内的弱电系统设施的防雷，是保护电力信息设备安全的重要技术手段，是确保通信线路、设备运行率不可缺少的技术环节，是电力信息网建设及运行管理工作的重要组成部分。综上所述，我们可以借用IEC/TC81雷电防护标准化技术委员会将整体防雷总结为DBSE技术即分流DIVIDING、均压（BONDING）、屏蔽SHIELDING、接地EARTHING四项技术加之有效的防雷保护设备的综合2。关键词雷电；变电站综合自动化系统；防雷分区；防雷工程；DBSE技术西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）III目录摘要I目录III引言11雷电叙述311雷电的破坏效应312雷电诱发点及遭受雷击的途径313雷电的破坏形式3131直接雷击破坏3132雷电电磁脉冲LEMP破坏3133雷电波入侵形式4134地电位反击42变电站综合自动化系统设备防雷的机理621电力调度通信站的机房结构及设备情况622综合自动化系统设备的致损值623内部过电压的产生机理和危害7231内部过电压的产生机理7232内部过电压的危害824雷电过电压的产生机理和危害8241雷电过电压在综合自动化系统中的形成83变电站综合自动化系统防雷解决思路1031完善的变电站防雷体系1032防雷分区的概念1133变电站遭受雷击过电压冲击的途径及解决思路124变电站综合自动化的防雷技术1541综合自动化系统工作电源的防雷1542变电站通信系统防雷方案16421计算机网络防雷16422微波系统防雷1642338路信道机防雷16424视频监控系统防雷165设计依据1851国内标准18变电站综合自动化系统的防雷技术IV52国际标准18结论19致谢20参考文献21西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）1引言当今人类科学技术的发展已进入了高度信息化的发展阶段，但是仍然受到能源、环境和安全这三个因素的困扰，特别是环境和安全。中国的古训深切地告知我们“福莫大于平安”，安全是维持人们正常生活、工作的基本条件，造成不安全的因素很多，但不外乎天灾和人祸两大类。在不考虑人为因素的情况下，自古至今我们人类始终以积极探索的精神对自然灾害进行着顽强的抵抗，尤其是对雷电的防护。雷电是自然界一种十分壮观的声、光、电现象，大气运动时产生包括水汽、尘埃等物质的电荷积累3。通常在云层的底部带有负电荷，顶部带有正电荷，雷云与大地间就像一个巨大的以空气为绝缘介质的“电容器”，大地就是电容器的下“极板”。当空中雷云正负电荷区之间电位梯度达到1000KV/M量级时，便会出现云内初始放电。在雷云下端出现负电梯式先导，它是从主负电区出发的负流光。负流光向大地方向推近，所需的最小电场强度为3000KV/M。当云、地之间电场强度达到了这个基本条件，雷电便以阶跃式先驱形式向大地冲击。闪电先导速度一般达100KM/S量级，当雷电流较大时，电晕半径可达2030M。当先导接近地面时，它的前端流光中大量电子电荷与大地表面（高楼、塔尖等到地面高耸物）感应出的正电荷之间距离已很近。电场强度剧增，尤其是地面高耸物的尖端部分出现迎面先导，即从地面物向上发出的流光所组成的上行先导，它与下行先导会合，把高电阻的导电通道接通，产生强烈回击放电。这就是雷电的主放电阶段，雷鸣和电闪伴随出现。主放电存在的时间极短约5100，主放电电流可达几百KA，是全部雷电流中最主要部分。雷电在极短的时间释放出数10库仑的电量，在雷电放电通道上可产生2万度（）的高温。空气被击穿，雷电流泄放产生强烈的光和声，同时，产生雷电电磁脉冲冲击波，以中心点为半径，2KM的范围内，形成003GS024GS的磁通能量。003GS的磁通能量将引起电子设备的误动作。024GS引起弱电子设备的永久性失效。同时,雷电也是一种十分严重的自然灾害。雷击发生时，电力变电站是最危险也是最易发生重大事故的地方，一旦出现电力系统瘫痪将给我们带来的是非常大的损失。在电力变电站大多数采用避雷针（带）保护建筑物和电气设备的安全，经多年使用避雷针（带）防止直击雷害，不但是行之有效的方法，而且是非常经济的措施。但是，随着电力系统容量的增加和现代电子技术的不断发展，精密电子设备被广泛应用在变电站的综合控制系统、通信网络的运行系统中。这些高精度的微电子计算机设备内置大量的CMOS半导体集成模块，导致过压、过流保护能力极其脆弱。（美国通用研究公司提供磁场脉冲超过007高斯，就可引起计算失效；磁场脉冲超过24高斯就可以引起集成电路永久性损坏4。）无法保证在特定的空间遭受雷击时仍能安全运行。据了解，变电站的综合自动化系统（通讯设备、自动化设备、网络设备、弱电电源变电站综合自动化系统的防雷技术2设备等）的浪涌保护环节较为薄弱，每年弱电系统因浪涌过电压遭受破坏的事例屡见不鲜5。通常变电站内电磁环境都特别恶劣站内高压电器设备的操作、低压交流、直流回路内电气设备的操作、电气设备周围静电场、电磁波辐射和输电线路故障、雷击放电都可以引起低压电源线和信号线上的浪涌过电压，造成敏感回路中设备的损坏。尤其是雷击放电，可以在该建筑物内部或者在一定区域内产生强大的瞬变空间电磁场，对于建筑物内或这一区域内的电气环路产生一定的瞬态感应雷电压，产生高达6KV瞬态尖峰电压。另外，雷击建筑物时，会将建筑物的地电位抬升几万甚至几十万伏，对其中的接地设备造成反击损坏。变电站综合自动化系统的防雷保护是一项非常重要的工作。西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）31雷电叙述11雷电的破坏效应雷电的破坏效应一般为三个方面（1）热损坏效应（2）电磁脉冲效应（3）机械波效应2。12雷电诱发点及遭受雷击的途径雷电诱发地形，一般雷闪在1000M以上的高空区域形成，其走向是随机的，与大地表静电感应电荷，土壤结构有很大关系。当其临近地面时，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的如地下有导电性的矿区地带；地质构造上的断层地带、不同质岩石分界处。开阔地上的大树及森林边缘地带；临水的山坡、山岭。高压输电线、电话线、各种架空电缆线路；高耸的建筑物、构筑物。建筑物群体中特别潮湿和地下水位高的地带或埋有大量金属管道，金属物体居多的区域。雷电破坏设备的途径主要有以下几个方面1直接雷击；2直击雷对建筑物或邻近地区的雷电放电,从而导致建筑物内部计算机通信网络环路中,由于电磁感应产生瞬态过电压造成设备损坏3雷电通过供电系统侵入设备造成的损坏4雷电通过通信线路如DDN/X25、PSTN、ISDN、邮电专线、帧中继等的感应传入系统损坏设备5雷电通过天馈线路传入系统损坏设备6接地措施处理不符合规范要求,引起的地电位反击7静电感应产生瞬间电荷反击,传入网络系统造成设备损坏。13雷电的破坏形式雷电作为一种破坏因素，它所呈现的形式不是单一的，主要有以下几种形式131直接雷击破坏它以热能、冲击波、电磁辐射等型式，以高幅值、瞬态强电流、瞬态电压等形式造成人畜伤亡，建筑、设备的直接损坏。132雷电电磁脉冲LEMP破坏雷电具有高电压、大电流和瞬态性，强大的雷电产生静电场、电磁场和电磁辐射，变电站综合自动化系统的防雷技术4产生强大的雷电感应电流，造成弱电子设备的感应，反击传导性损坏。133雷电波入侵形式自落雷点直接建筑物、构筑物或避雷针形成的大电流冲击。自落雷点直接建筑物、构筑物的避雷针、引下线、接地网形成的地电位反击、同时形成的感应雷击效应。自远处雷沿金属导线、电缆线、地下管道传播感应电流。134地电位反击当基站接地工程设计不当、地网各接地引线布局施工不合理或地网部分失效时，来自独立的防雷地、建筑地、交流工作地、直流工作地、保护地或静电屏蔽地之间，在雷电泄放时，散流电流泄放不畅，不同的接地系统之间的电压差，当设备的电源系统工作地和避雷地、设备安全保护地和直流工作接地分别设立，地电位升高形成的电位差。地下二个地网较近，使电子设备机壳和芯片之间形成的高电位，破坏绝缘。故综合防雷中均压等电位连接是很重要的。采取拦截、疏导、屏蔽、均压、分流、合理接地布线等综合措施，是完整的综合防雷系统的重要保证和基础。（1）分流利用避雷针、避雷带和避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。（2）屏蔽互连设备系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽，引入机房利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。（2）等电位连接进入机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行电气连接或物理性连接。（4）接地在互连设备系统中，为保证设备稳定可靠的工作、网络设备工作安全和人身安全，电磁干扰及静电安全，需要一个良好的接地系统。接地系统的优化是一项重要措施。接地和等电位连接方式，可参看下图（5）过电压保护在电子设备的电源线、信号线I/O端口上安装相应的SPD，以提高设备端口的抗雷电过电压或过电流的冲击，使设备得以防护。SPD保护器的工作原理利用气体放电管、氧化锌压敏电阻、瞬态二极管的非线性气象主管机构验收防雷机构检测施工单位建设单位安全员填写安全报告施工管理工程监西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）5特性和响应时间快，通流能力大的特点，组成差模（浪涌）和共模（雷电波）的保护电路，完成SPD的保护功能。变电站综合自动化系统的防雷技术62变电站综合自动化系统设备防雷的机理21电力调度通信站的机房结构及设备情况变电站综合自动化系统主要和重要的是变电站综合自动化设备，按功能系统分为综合自动化系统设备、继电保护及安全设备、GPS对时系统设备、通信设备、信息设备、电视监控设备、以及交、直流供电设备等等。大多数弱电系统设备都安装于主控室内，如交、直流电源设备、综合自动化系统设备、继电保护及安全设备、GPS对时系统设备等，电视监控设备也一般不安装在主控室，而是安装在保卫室。通讯交换设备一般安装在单独的通信房内，但实际情况并非都是这样，而是根据各变电站自身特点和设计时的考虑进行分配的。22综合自动化系统设备的致损值当雷电感应电磁场或感应过电压达到一定程度时，就会导致设备的不正常工作或损坏，用致损抗扰度表示，它是指设备抗传导及辐射雷电效应而不损坏的能力6。普通PC机在电源线和I/O线均屏蔽的条件下，在频率达MHZ级，脉冲磁场强度达20A/M的环境中可不受干扰，正常运行。另有资料表明当LEMP强度超过557A/M（007GS）时就会引起微机失效或扰乱他们的正常工作，或出现信息上的差错，给国家或单位带来经济损失。当LEMP超过191A/M（24GS）时，集成电路、还有磁记录设备将发生永久性损坏。国标中有相关规定，电子设备机房磁场干扰环境场强不应大于800A/M78，也可以用GS表示，GS（高斯）为磁感应单位。它们之间的换算关系1GS796A/M。小于10GS的磁感应强度虽然不足以损坏设备，但是会缩短设备的正常使用寿命。在满足机房雷电防护安全下，根据机房的性质和考虑防雷工程的经济性，选择机房的电子设备的抗电磁干扰强度为800A/M。不同设备的耐压水平也有所不同，当无法获得设备的耐冲击电压时，220/380V三相系统各种设备耐压额定值可由如表21确定。西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）7表21各种设备耐压额定值设备的位置电源处的设备配电线路和最后分支线路的设备用电设备特殊需要保护的设备耐冲击电压类别IV类III类II类I类耐冲击电压额定值（KV）642515注类需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备；类如家用电器、手提工具和类似负荷；类如配电盘、断路器，包括电缆、母线、分线盒、开关、插座的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等其他设备；类如电器计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。对变电站的综合自动化系统来说，应将冲击电压尽可能地降低，以保护耐压水平较低的电子设备。因此其耐压值取15KV，即线路间冲击电压值到达设备前应控制在15KV以内。23内部过电压的产生机理和危害231内部过电压的产生机理电力系统的内部过电压是由断路器操作过程和接地、短路等故障引起的，亦即是由系统中两种运行状态之间的转换过程引起的。几乎所有的过电压过程都是错综在一起的，几种同时出现，又互相转入。由于这些过程所占时间的数量级相差很大，把它们分开考察往往是可能的。电力系统的内部过电压可分为操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等多种。电力系统中的内部过电压与电力网的结构、系统容量及参数、中性点接地方式、断路器的性能、母线上的出线路数以及电力网的运行接线、操作方式等因素有关，并具有统计规律。对电气设备的绝缘来讲，比较重要的内部过电压有1切断电容性负荷时的过电压；2切断电感性负荷时的过电压；3中性点不接地或经高阻抗接地的电力网中，稳定电弧接地和间隙性电弧接地时的过电压；4电力网或电力网的一部分因谐振所产生的过电压；5在对称与不对称状态下由电机自励磁所引起的过电压。变电站综合自动化系统的防雷技术8在考虑操作过电压时，还应考虑到系统突然失去负荷后或者对称短路后切除故障时出现的动态电压升高和空载长线路由于导线的电容效应在线路末端所引起的工频电压升高。这些动态电压升高，对绝缘正常的设备是没有危险的，但通常动态过电压与操作过电压同时出现时，便能达到很高的幅值，如果缺乏必要的保护措施，就有可能引起设备绝缘击穿的事故。232内部过电压的危害内部过电压对电力系统的危害虽不如雷电过电压那么明显和严重，但其破坏性也是不容忽视的。内部过电压关系到电力系统中各种电气设备绝缘水平的选择，直接影响造价和投资。如果没有适当的保护设施，万一引起设备事故，其后果是可想而知的。变电站内部过电压的防护，应结合雷电过电压的防护进行。考虑绝缘配合的问题，企图用降低线路绝缘水平的方法来保护变电站内电力设备绝缘的做法是完全没有必要的。24雷电过电压的产生机理和危害241雷电过电压在综合自动化系统中的形成变电站一次系统和综合自动化系统（包含信息交换设备）是一个相辅相承、相互关联的整体。一次系统受到避雷针等外部防雷设施的保护，加之本身属于高压部分，耐过电压能力较高。综合自动化系统中，包括大量的微电子设备、计算机设备，耐过电压水平要比一次系统低得多。如果综合自动化系统的防雷设施不完善，极易由于一次系统在接闪雷电时，造成信息交换系统设备的损害。变电站的一次防雷系统在接闪雷电时，会产生两方面的影响。一是地电位反击。雷电流通过变电站的地网泻入大地，由于接地电阻的存在，会在地网上产生几万伏甚至几十万伏的冲击高电位，由于设备接地线都接入地网，就有可能将冲击高电位引入设备，造成设备的损坏。二是近点感应过电压。变电站建筑物的外部避雷装置在接闪雷电流并将雷电流引下入地时，雷电流会在其泄放通道周围空间产生强大的暂态电磁场，从而在各种配电线路，通讯、远动、保护等通信线路，以及与设备机房相连的金属管道、桥架上感应出暂态过电压并引入设备。感应过电压从几百伏到数万伏不等，这就对变电站内的敏感的信息交换设备构成了威胁。见图21所示。西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）9通信机架通信机架数据通信线数据通信线接闪器下引导体地网平行接闪器引下线（立柱）敷设的金属导线通信机架数据通信线图21近点雷击对综合自动化设备形成损坏的途径还有一种情况，远点雷电过电压。当变电站外发生雷击或雷电击在连接到变电站综合自动化设备的电力线缆、通讯线缆（包括光纤中的金属芯）上时，会产生雷电过电压，一样会将过电压从远处引入综合自动化系统，造成信息交换设备的损坏，见图22所示。建筑物电源配电室架空电源线路通信设备架空通信线图22远点雷击对综合自动化设备形成损坏的途径变电站综合自动化系统的防雷技术103变电站综合自动化系统防雷解决思路31完善的变电站防雷体系电力变电站的分布非常广泛，且大多设置在偏远的地区、县市，其遭受雷害情况比较严重，根据国家和电力行业相关标准要求，“变电站”统一被定义为强雷区（因变电站自带强电，很容易遭受雷击），其雷电电磁脉冲防护（以下简称防雷）应做到统筹规划、整体设计9。变电站整体防雷工程包含完善的外部防直击雷系统（接闪器、引下线、接地、屏蔽）和内部防护（屏蔽、等电位连接、合理布线、安装浪涌保护器）。变电站内的弱电系统设施的防雷，是保护电力信息设备安全的重要技术手段，是确保通信线路、设备运行率不可缺少的技术环节，是电力信息网建设及运行管理工作的重要组成部分。IEC/TC81雷电防护标准化技术委员会将整体防雷总结为DBSE技术即分流（DIVIDING）、均压（BONDING）、接地（EARTHING）、屏蔽（SHIELDING）四项技术的综合2。只要综合考虑四项措施，严格符合防雷接地规范，就能起到理想的防护效果。在工程实施中，四项核心技术必须贯穿始终。必须从合理安装避雷器、改善接地系统等角度入手解决问题。按照全面防护，综合治理的原则进行防护。以下是整体防雷示意图。（见下图）西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）1132防雷分区的概念关于防雷区划分的问题，在IEC和GB中都有详细的论述防雷区是指闪电电磁环境需要限定和控制的区域。各区以在其交界处的电磁环境有无明显的改变作为划分不同防雷区的特征。雷电防护应根据雷电防护区的划分而进行有针对性的防护。在不同防护区内雷电电磁脉冲LEMP影响程度不同考虑经济合理原则，其防护措施和设备也不同。雷电防护区的划分应根据需要保护和控制雷击电磁脉冲的具体环境，从外部到内部划分为不同的雷电防护区。具体到变电站综合自动化系统设备的防雷保护，就是要根据变电站综合自动化系统设备所在的建筑物，按需要保护的空间划分不同的防雷分区，并确定各防雷区空间的雷电电磁脉冲LEMP的强度，在不同防雷分区采取相应的防护措施和防护手段。变电站综合自动化系统设备所在建筑物内的防雷分区的划分如图31所示。图31变电站综合自动化系统设备所在建筑物内的防雷分区的划分各区划分如下（1）LPZ0A区本区内的各类物体都可能遭到直接雷击，因此各物体都可能导走全部电流，本区内的电磁场没有衰减。LPZ3区LPZ2区LPZ1区LPZ0B区B级保护C级保护D级保护B级保护F级保护避雷针电源线路LPZ0A区信号线路变电站综合自动化系统的防雷技术12（2）LPZ0B区本区内的各类物体不太可能遭到直接雷击，但本区内电磁场没有衰减。（3）LPZ1区本区内的各类物体不可能遭受直接雷击，流经各类导体的电流比LPZ0B区进一步减小。由于建筑物的屏蔽措施，本区内的电磁场得到了初步的衰减。（4）LPZ2区为进一步减少所导引的电流或电磁场而引入的后续防雷分区。应按照需要保护的综合自动化系统设备的要求来设置后续防雷区。对变电站内综合自动化系统（包括信息设备）的防雷设计，应该按照防雷分区的概念和多级防护的原则，对进入变电站建筑物的电源线和通讯线应在LPZ0与LPZ1、LPZ1与LPZ2区交界处，以及终端设备的前端根据IEC1312雷电电磁脉冲防护标准，安装上不同类别的电源类SPD，以及通讯网络类SPD。将电压限制到该防护区内被保护设备的耐压水平以内，达到保护设备的目的。注SPD浪涌保护器，SPD是用以防护电子设备遭受雷电闪击及其它干扰造成的传导浪涌过电压的有效手段。33变电站遭受雷击过电压冲击的途径及解决思路电力系统变电站一般都做了比较完善的直接雷击防治措施和合格的一次、二次接地网络。目前，变电站内的弱电系统（设施）的遭受暂态过电压冲击的途径有三个主要方面（1）直击雷经过接闪器（如避雷针（带）而直放入地，导致地网地电位上升，高电压由设备接地线引入电子设备造成地电位反击10。解决方法通过建筑物主钢筋，上端与接闪器，下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。这样就形成一个法拉第笼式接地系统。它是消除地电位反击有效的措施。具体实施时应符合下列要求安装的避雷针或架空避雷线（网）应使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器保护范围内。如果采用架空避雷网，其网格尺寸不应大于5M5M或6M4M。（2）所有避雷针应采用避雷带互相连接。（3）在变电站主控室、通信室的保护屏体下采用不小于100MM2的铜排敷设成环形等电位网，由变电站地网引入两根不小于100MM2的铜排，到环形等电位网的对称两处。主控室、通信室内所有设备金属屏柜内接地汇流排均采用不小于35MM2的多股铜芯线直接接地环形汇流排上，金属屏柜做接地处理。装设均压环11。雷电流沿引下线入地时，在引下线周围产生强大的电磁场，引下线周围的各种金属管（线）上经感应而产生过电压西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）13解决方法变电站控制室内通信电缆以及地线的布放和连接通过模拟不同的布线、屏蔽和接地方式时，空间电磁场对通信线路的电磁感应影响情况试验，对通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式有如下要求（1）通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。（2）通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁并沿建筑物立柱或横梁布线较长的距离，通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置，并且采用镀锌铁槽屏蔽，镀锌铁槽也要妥善接地12。图32变电站遭受雷击过电压冲击的解决示例进出建筑物或机房的电源线和通信线等在建筑物外受直击雷或感应雷而加载的雷电压及过电流沿线窜入，入侵电子设备。解决方法根据IEC13121雷电电磁脉冲的防护标准和GB5005794建筑物防雷设计规范，变电站建筑物的防雷保护区分为四个区域，各区交界处应作相应的防雷处理。当金属导线（电源线、信号线等）穿越不同的保护分区时，因电磁感应的作用，会产生较高的过电压，影响室内设备的安全。因此，需安装相应的浪涌保护器，对设备进行保护。在不同的保护分区，所采用的浪涌保护器级别是不同的。同时，作出相应的等电位处理。变电站综合自动化系统的防雷技术14西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）154变电站综合自动化的防雷技术41综合自动化系统工作电源的防雷电源线是雷电侵入低压设备的主要的一条途径，变电站站用电源的电源线路上严格按照多级保护措施，通过逐级分流、逐级降压，最终达到二次系统设备能承受的水平13。第一级防护针对站用变低压侧至交流配电屏（或交流稳压电源）的三根相线，在交流配电屏进线侧安装具有“相对中性线、中性线对地”保护模式的第一级开关型）交流电源SPD，能够承受直接的雷击（模拟雷电流波形10/350S），具有单相50KA（10/350S）的通流能力，电压保护水平2KV。选用电源SPD，将从线路中引入的大部分雷电流从此位置泄放入地。第二级防护对变电站综合自动化系统的交流屏各段交流母线，安装具有“相对中性线、中性线对地”保护模式的第二级（限压型）SPD，要求通流能力达到30KA模拟雷电流波形8/20S）,电压保护水平15KV。在直流屏的交流充电电源入口处，安装具有“相对中性线、中性线对地”保护模式的第二级（限压型）SPD，要求通流能力达到30KA模拟雷电流波形8/20S）,电压保护水平15KV。选用防雷器，将通过第一级泻流后的过电压进一步限制在对设备无害的水平。作为第二级，要求防雷器具有较低的电压限制水平。第三级防护在直流屏的直流母线输出端，安装具有“正极对地、负极对地、正极对负极”保护模式的限压型SPD，要求通流能力达到20KA模拟雷电流波形8/20S）,电压保护水平10KV。在各保护小室交流电源入口处，安装具有“相对中性线、中性线对地”保护模式的限压型SPD，要求通流能力达到20KA模拟雷电流波形8/20S）,电压保护水平10KV。在各保护小室直流电源入口处，宜安装具有“正极对地、负极对地、正极对负极”保护模式的限压型SPD，要求通流能力达到20KA模拟雷电流波形8/20S）,电压保护水平10KV。选用防雷器，将通过第二级泻流后的过电压进一步限制到安全水平。作为第三级防雷器，具有对设备安全的电压限制水平UP15KV。精细防护变电站远动装置屏内的设备、后台监控系统是整个变电站运行的监控中心，变电站所有设备运行的实时数据都是通过远动采集装置采集到数据，再汇集到运动屏，通过数变电站综合自动化系统的防雷技术16据转换再传输到通信屏和后台。由通信屏通过光纤传输到电力调度中心，进行远方监控控制；另一路到后台监控主机的数据信号直接在变电站进行微机监控控制。因此，应变电站主控室后台的设备提供更加精细的雷电防护，将所有普通电源插座更换为专用的防雷插座；42变电站通信系统防雷方案421计算机网络防雷网络线也是雷电侵入低压设备的主要途径，因此在这里对网络线要采取保护措施。计算机网络里面主要是两种线路，一是站内本地网络互联的双绞线，一是连接到站外光纤14。由于光纤本身是非金属介质的，不会引入雷电流，所以不需要安装防雷器，但是光纤的加强筋（铠装层）却有可能引入雷电流，造成光纤或光端机的损坏，因此要将光纤的金属加强筋（或铠装层）在进入机房时做良好的接地15。对于本地的快速以太网双绞线，在雷雨天也有可能遭受感应雷击，尤其是一些跨楼层布设的较长的线路上可能会感应出很高的浪涌过电压。按照通信行业标准YD/T50982001通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范，长度在30至50米的以太网双绞线需在其一端加装防雷器，长度超过50米的需在其两端都安装防雷器。结合现场实际情况我们在长度较大的双绞线上安装防雷器。422微波系统防雷载波机的电源采用直流48V，由结合滤波器供给，我们需要在结合滤波器的输出端口安装直流防雷器。微波通信系统雷电流的引入通常都是通过天馈线引入的。因此与微波接收机和发射机相连接的同轴馈线在入户前，其金属外皮应与避雷系统的引下线部分至少有两点有可靠的电气连接，入户后在与设备的连接部分需要安装同轴馈线防雷器16。42338路信道机防雷对于38路信道机，我们选用数据专线精细保护模块防雷。一个数据专线精细保护模块可对十对线提供保护。那么一排38路的线我们可选用4个数据专线精细保护模块防雷器17。安装于配线架上。424视频监控系统防雷在变电站控制室外部有一些户外的视频监控摄像头，如果被雷击中，不仅自身会损坏，而且还会将雷电流传到室内的设备，使室内的监控器被雷电流损坏。因此，应对室外的视频监控器的视频线上加装防雷器18。安装在视频头近端，视频头的供电部分可采西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）17用电源系统防雷器来进行防护，也是就近安装。对于有控制线的视频头而言，其控制线上也需加装相应的防雷器，可选用防雷器，同样就近安装。如与室内监控屏或显示器超过50米还需在室内加装一套防雷器。变电站综合自动化系统的防雷技术185设计依据51国内标准GB5005794建筑物防雷设计规范Q/GD0011122032007广东电网公司变电站二次系统防雷接地规范YD50982001移动通信基站防雷与接地设计规范YD507898通信工程电源系统防雷系统技术规定YD201193微波站防雷与接地设计规范GB5017493计算机房防雷设计规范GB288789计算站场地技术文件GB936188计算站场地安全要求JGJ/T1692民用建筑电气执行规范52国际标准IEC1312雷电电磁脉冲的防护IEC61643SPD电源防雷器IEC61644SPD通讯网络防雷器VDE0675过电压保护器西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）19结论在对变电站内综合自动化系统设备进行防感应雷综合治理后，能更有效的消除雷电波侵入、雷电感应及雷电电磁脉冲的危害隐患。安装后的SPD保护器，对感应雷和雷电电磁脉冲冲击可以起到良好的抑制防护作用，减少由于大气过电压造成的损失，确保综合自动化系统设备设备的安全运行。雷电防护涉及多学科领域，是一门复杂系统工程。防雷工程的系统设计、电涌保器选型、安装、维护对所保护的设备关系重大，对系综合自动化系统正常运行具有非常重要的作用19。因此，防雷保护系统设计应具有严谨的科学性、先进性、可靠性、易维护性和经济合理性。防雷工程设计及防雷器件的选择应遵从以下的原则安全、可靠性原则防雷工程的设计应首先考虑的问题就是科学性、合理性、安全性和可靠性。重要点是在防雷工程的设计中防护产品应是成熟可靠的产品。因此，防雷产品满足以下要求（1）满足系统正常运行，系统传输无损耗和衰减，不出现“乱套”或“暂乱套”；（2）满足在规定的技术条件下的防雷电波侵入、防感应雷和雷电电磁脉冲的冲击，且能自动复位；（3）防护器件SPD失效或损坏时，产品具有自动脱扣装置、声光报警或遥讯接口；（4）防护器件SPD失效或损坏时，可在线热维护（热插拔），故障处理无须停机；先进性原则采用当今国内、国际上最先进和成熟的工业设计技术和标准，使系统能够最大限度地适应新技术发展和业务发展变化的需要。从国家电力、电力通信发展来看，系统总体设计的先进性原则，主要体现在以下几个方面防雷系统的设计考虑电力系统的基础设施及装备特点，对综合自动化系统设备的安全接地系统的兼容性和协调性；防护设计中保护等级的梯度性2021；采用产品技术应当是有效的，可扩充的，能满足今后日益扩充的需要。开放性，可