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摘要：文章探讨了变电站中的雷电干扰对自动化系统的影响和破坏，分析了干扰产生的原因和危害，提出解决监控系统抗雷电干扰的有效措施，从而达到抑制雷电干扰的目的。对自动化系统安全稳定运行起到极其重要的作用。
关键词：变电站 自动化 监控系统 雷电干扰 措施
随着科学技术的进步，变电自动化技术得到越来越快的发展，它们以通信网络技术为基础，把各种继电保护装置、自动装置、RTU（远程终端）和调度端连接起来，使变电站实现高质量、高速度、高灵活性和低成本的生产管理。实际中，在增加自动控制系统的时候，往往对自动控制系统的防雷性能也要求越来越高，因为对现在的综自变电站中的微机保护、监控系统来说，雷电波一旦侵入，往往会极大的损坏设备，有的可能引起整个系统的瘫痪，导致巨大的损失。在石家庄供电公司主网或是用户的配网中，2001年有据可查的就有十数次因雷击引起的弱电损坏事故，有的由于变电站线路落雷，导致设备和主控地出现电位差而使很多保护设备被损坏；有的由于变电站的微波塔落雷，因为感应过电压而使很多远动和通讯设备受损；有的由于雷击造成线路过电压而使监控系统和微机保护误动作。
1 雷击变电站包括两方面
一是雷击变电站的构架或独立避雷针；二是雷击变电站控制室所在建筑物的防雷系统。雷电会对控制室等四周的空间造成辐射和传导的电磁干扰。雷电波等值频率范围内的电磁干扰属电感耦合型的。多数电线和电缆是通过户外的电缆沟引入控制室内，很少受到因雷电形成的空间电磁场的干扰，其缘由是线的走向垂直于避雷针。但若在建筑物内走线感应回路就易出现，而且感应回路的一端接入输入阻抗大的电子设备，和开路类似，穿透建筑物钢筋水泥墙壁的电磁脉冲会在感应回路中感应出暂态电压。
人们颇为重视高电压等级的电网防雷，尤其是将很多防雷措施设置在变电所和发电厂，防直击雷有各级避雷器、避雷线及避雷针保护，但一般的对400v低压电网未设置防雷设施，由于变压器低压侧的绝缘裕度较大，若使在变压器的高压侧的雷电过电压不超出要求的幅值，一般不会引起变压器低压侧的绝缘被击穿。此外，由于之前的电网很少受低压侧设备的影响，因此未过多关注。但是由于近来采用了很多通过计算机监控的微机保护、调度自动化系统及综合自动化系统等，真正扭转了上述发展趋势，电网的安全与微机监控系统有直接的关系。所以，需高度重视雷电干扰对变电所和发电厂的微机监控系统电源的影响，同时制定相应的防范保护措施。
2 微机监控系统电源防止雷电干扰的措施
2.1 将电压等级的氧化锌避雷器安装在厂用变、所用变的低压侧。按照400v低压电网的负荷状况，将低压氧化锌避雷器安装于主要用电设备及其支线路上。
2.2 通信系统、微机监控系统和调度自动化系统需通过专用的变压器单独供电，不能和生活、办公等共用电源，也可利用隔离变压器隔离供电。应通过电缆对对向微机监控系统、通信系统及调度自动化系统供电的低压电源线路供电，使用屏蔽电缆最为适宜，避免在变电所和发电厂近区雷电活动时，感应雷过电压发生于低压电源网络上，对通信系统、微机监控系统及调度自动化系统的电源安全造成威胁。
2.3对厂用变、所用变的中性线要在变压器处接地且在低压网络各分支处重复接地，以避免中性线在发生雷害故障时突然断线，或中性线在雷电频发时带高电压，相电压升高到线电压，使通信系统、微机监控系统及调度自动化系统的电源模块被烧坏。
2.4将雷电浪涌吸收器安装在通信系统、微机监控系统及调度自动化系统上，避雷器、电感和电容构成了雷电浪涌吸收器的吸收单元，对高频雷电脉冲起到很好的过滤和吸收作用，限制雷电过电压，使其免受雷电过电压的破坏。将电压和电流互感器型电涌保护器安装于电压或电流互感器的低压侧；采取二级防护：在电流及电压互感器线路进入控制配电柜处，即PT和CT保护系统、信号采集、二次回路、控制回路、信号回路及通信系统等，按照需求完成相应的电涌保护器的安装。同时可根据雷电电磁脉冲产生的地电位反击而进行等电位连接器的安装。
3 微机监控系统的防雷措施
微机监控系统的防雷措施包括内部防护、外部防护。内部防护是指在建筑物内部微机监控系统对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护。可采取等电位联结、屏蔽、保护隔离、合理布线、设置过电压保护器等方法进行内部防护；外部防护是指对安装微机监控系统设备的建筑物本体的防护。其方法包括接地、屏蔽网、避雷针、均衡电位和分流等，以下是对这两种防护措施的具体阐述。
3.1 微机监控系统的外部防护 第一，通过建筑物的避雷针将主要的雷电流引入大地；第二，雷电流被引入大地时使将雷电分流，以防引起过电压对设备造成损坏；第三，使用建筑物内的钢筋及金属部件作为法拉第笼，起屏蔽作用，若建筑物中的电器属小功率信号电路、遥控及低压电子逻辑系，就需安装专门的屏蔽网，在整个屋面构成5m-5m，6m-4m范围内的网格，全部使用避雷带对均压环等电位连接；第四，均衡建筑物各点的电位，以防电位差对设备造成损害；第五，确保建筑物接地良好，在建筑物遭受雷击时，尽量避免接点电位对设备造成的损坏。
3.2 微机监控系统的内部保护 从电磁兼容方面来分析，应将防雷保护划分成多级保护区。最外层属直接雷击区域，危险系数最高，是0级，越往里危险程度越低。金属管道、防雷系统及钢筋混凝土等组成的屏蔽层划分出了保护区界面，从0级保护区到最内层保护区，一定要分层多级保护，降低过电压降，使其不超出设备的承受范围。经传统避雷设备往往仍有50%左右的雷电流直接泄入大地，另外50%将流进金属管道、电源线和信号线等的电气通道。但对微机监控系统而言，操作瞬间过电压和雷电会在很大程度上损坏系统，因此，需从一维防护转化成三维防护，综合考虑防地电位反击、防雷电电磁感应、防感应雷电波侵入和防直击雷等作多中要素。例如对380V低压线路应进行过电压保护，根据要求应分为三方面：一级保护应在高压变压器后端至二次低压设备的总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加保护器、避雷器；二级保护应将保护器和避雷器安装在二次低压设备的总配电盘到二次低压设备的配电箱间电缆内芯线两端应对地；三级保护应将避雷器或保护器安装在全部精密的设备和UPS的前端应对地。目的是通过分流(限幅)技术达到保护的目的，因此，网络保护的关键就是分流(限幅)技术中所用的防护器的性能及品质，所以，选用合格优良的保护器、避雷器至关重要。
3.3 良好的接地系统对防雷电干扰也很重要，因全部防雷系统均要通过接地系统将雷电流泄入大地，以对人身安全及设备起到保护作用。不良的接地系统将导致设备出现故障，元器件被烧坏，甚至会对工作人员的生命安全造成威胁。此外，防静电及防干扰的屏蔽问题均要求接地系统必须良好。
4 结语
总体来说，自动化系统的抗干扰及防雷不是简单的避雷、抗干扰设备的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。因此在自动化系统的防雷及抗干扰实施过程中一定要从现场实际出发，本着经济、实用、高标准、严要求、高起点、高可靠性的原则进行，严格遵照国家和行业有关标准，以达到更好的防护效果。
关键词：变电站 自动化 监控系统 雷电干扰 措施
随着科学技术的进步，变电自动化技术得到越来越快的发展，它们以通信网络技术为基础，把各种继电保护装置、自动装置、RTU（远程终端）和调度端连接起来，使变电站实现高质量、高速度、高灵活性和低成本的生产管理。实际中，在增加自动控制系统的时候，往往对自动控制系统的防雷性能也要求越来越高，因为对现在的综自变电站中的微机保护、监控系统来说，雷电波一旦侵入，往往会极大的损坏设备，有的可能引起整个系统的瘫痪，导致巨大的损失。在石家庄供电公司主网或是用户的配网中，2001年有据可查的就有十数次因雷击引起的弱电损坏事故，有的由于变电站线路落雷，导致设备和主控地出现电位差而使很多保护设备被损坏；有的由于变电站的微波塔落雷，因为感应过电压而使很多远动和通讯设备受损；有的由于雷击造成线路过电压而使监控系统和微机保护误动作。
1 雷击变电站包括两方面
一是雷击变电站的构架或独立避雷针；二是雷击变电站控制室所在建筑物的防雷系统。雷电会对控制室等四周的空间造成辐射和传导的电磁干扰。雷电波等值频率范围内的电磁干扰属电感耦合型的。多数电线和电缆是通过户外的电缆沟引入控制室内，很少受到因雷电形成的空间电磁场的干扰，其缘由是线的走向垂直于避雷针。但若在建筑物内走线感应回路就易出现，而且感应回路的一端接入输入阻抗大的电子设备，和开路类似，穿透建筑物钢筋水泥墙壁的电磁脉冲会在感应回路中感应出暂态电压。
人们颇为重视高电压等级的电网防雷，尤其是将很多防雷措施设置在变电所和发电厂，防直击雷有各级避雷器、避雷线及避雷针保护，但一般的对400v低压电网未设置防雷设施，由于变压器低压侧的绝缘裕度较大，若使在变压器的高压侧的雷电过电压不超出要求的幅值，一般不会引起变压器低压侧的绝缘被击穿。此外，由于之前的电网很少受低压侧设备的影响，因此未过多关注。但是由于近来采用了很多通过计算机监控的微机保护、调度自动化系统及综合自动化系统等，真正扭转了上述发展趋势，电网的安全与微机监控系统有直接的关系。所以，需高度重视雷电干扰对变电所和发电厂的微机监控系统电源的影响，同时制定相应的防范保护措施。
2 微机监控系统电源防止雷电干扰的措施
2.1 将电压等级的氧化锌避雷器安装在厂用变、所用变的低压侧。按照400v低压电网的负荷状况，将低压氧化锌避雷器安装于主要用电设备及其支线路上。
2.2 通信系统、微机监控系统和调度自动化系统需通过专用的变压器单独供电，不能和生活、办公等共用电源，也可利用隔离变压器隔离供电。应通过电缆对对向微机监控系统、通信系统及调度自动化系统供电的低压电源线路供电，使用屏蔽电缆最为适宜，避免在变电所和发电厂近区雷电活动时，感应雷过电压发生于低压电源网络上，对通信系统、微机监控系统及调度自动化系统的电源安全造成威胁。
2.3对厂用变、所用变的中性线要在变压器处接地且在低压网络各分支处重复接地，以避免中性线在发生雷害故障时突然断线，或中性线在雷电频发时带高电压，相电压升高到线电压，使通信系统、微机监控系统及调度自动化系统的电源模块被烧坏。
2.4将雷电浪涌吸收器安装在通信系统、微机监控系统及调度自动化系统上，避雷器、电感和电容构成了雷电浪涌吸收器的吸收单元，对高频雷电脉冲起到很好的过滤和吸收作用，限制雷电过电压，使其免受雷电过电压的破坏。将电压和电流互感器型电涌保护器安装于电压或电流互感器的低压侧；采取二级防护：在电流及电压互感器线路进入控制配电柜处，即PT和CT保护系统、信号采集、二次回路、控制回路、信号回路及通信系统等，按照需求完成相应的电涌保护器的安装。同时可根据雷电电磁脉冲产生的地电位反击而进行等电位连接器的安装。
3 微机监控系统的防雷措施
微机监控系统的防雷措施包括内部防护、外部防护。内部防护是指在建筑物内部微机监控系统对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护。可采取等电位联结、屏蔽、保护隔离、合理布线、设置过电压保护器等方法进行内部防护；外部防护是指对安装微机监控系统设备的建筑物本体的防护。其方法包括接地、屏蔽网、避雷针、均衡电位和分流等，以下是对这两种防护措施的具体阐述。
3.1 微机监控系统的外部防护 第一，通过建筑物的避雷针将主要的雷电流引入大地；第二，雷电流被引入大地时使将雷电分流，以防引起过电压对设备造成损坏；第三，使用建筑物内的钢筋及金属部件作为法拉第笼，起屏蔽作用，若建筑物中的电器属小功率信号电路、遥控及低压电子逻辑系，就需安装专门的屏蔽网，在整个屋面构成5m-5m，6m-4m范围内的网格，全部使用避雷带对均压环等电位连接；第四，均衡建筑物各点的电位，以防电位差对设备造成损害；第五，确保建筑物接地良好，在建筑物遭受雷击时，尽量避免接点电位对设备造成的损坏。
3.2 微机监控系统的内部保护 从电磁兼容方面来分析，应将防雷保护划分成多级保护区。最外层属直接雷击区域，危险系数最高，是0级，越往里危险程度越低。金属管道、防雷系统及钢筋混凝土等组成的屏蔽层划分出了保护区界面，从0级保护区到最内层保护区，一定要分层多级保护，降低过电压降，使其不超出设备的承受范围。经传统避雷设备往往仍有50%左右的雷电流直接泄入大地，另外50%将流进金属管道、电源线和信号线等的电气通道。但对微机监控系统而言，操作瞬间过电压和雷电会在很大程度上损坏系统，因此，需从一维防护转化成三维防护，综合考虑防地电位反击、防雷电电磁感应、防感应雷电波侵入和防直击雷等作多中要素。例如对380V低压线路应进行过电压保护，根据要求应分为三方面：一级保护应在高压变压器后端至二次低压设备的总配电盘间的电缆内芯线两端应对地加保护器、避雷器；二级保护应将保护器和避雷器安装在二次低压设备的总配电盘到二次低压设备的配电箱间电缆内芯线两端应对地；三级保护应将避雷器或保护器安装在全部精密的设备和UPS的前端应对地。目的是通过分流(限幅)技术达到保护的目的，因此，网络保护的关键就是分流(限幅)技术中所用的防护器的性能及品质，所以，选用合格优良的保护器、避雷器至关重要。
3.3 良好的接地系统对防雷电干扰也很重要，因全部防雷系统均要通过接地系统将雷电流泄入大地，以对人身安全及设备起到保护作用。不良的接地系统将导致设备出现故障，元器件被烧坏，甚至会对工作人员的生命安全造成威胁。此外，防静电及防干扰的屏蔽问题均要求接地系统必须良好。
4 结语
总体来说，自动化系统的抗干扰及防雷不是简单的避雷、抗干扰设备的安装和堆砌，而是一项要求高、难度大的系统工程，涉及多方面的因素。因此在自动化系统的防雷及抗干扰实施过程中一定要从现场实际出发，本着经济、实用、高标准、严要求、高起点、高可靠性的原则进行，严格遵照国家和行业有关标准，以达到更好的防护效果。