摘 要 雷电放电是在云层内部、云层对地之间或者云层之间的，雷电对我国供电系统和用电设备的影响越来越大。雷电释放在云层与大地之间进行的，其有若干个闪电组成，每次闪电都携带时间很短但是幅值很高的电流，雷电放电会包括二次闪电和三次闪电，闪电之剑间隔1/20s，多数闪电电流在10kA～100kA之间，持续时间在100us之内。供电系统内部由于很多大型设备的使用，导致浪涌问题严重，我们称这种情况为TVS（瞬态过电压）的影响，有时候即使是很窄的过电压也会对设备产生较大的影响，对此的防护尤为重要。
关键词 防雷电；防浪涌；低压供电系统
中图分类号 TM7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）11-0082-02
我国低压供电系统很容易遭遇到雷电浪涌的冲击，在供电系统发展越来越复杂的时候，进行防雷电浪涌保护是眼下重要的研究课题。
1 供电系统雷电浪涌的影响
1.1 雷电冲击
雷击对供电系统的影响主要是通过两种方式实现的：一种是直接雷击，即雷电直接击中电力系统的内部部件，在电力系统中注入强大的电压和电流；另一种是间接雷击，即雷电击中附近地面，通过地面传导影响供电系统。供电系统内部由于很多大型设备的使用，导致浪涌问题严重，我们称这种情况为TVS（瞬态过电压）的影响[1]。
1.2 内部浪涌
内部浪涌的发生与供电系统内部设备的开启、运行和停用有关，特别是微电子设备等一旦遭受到雷电浪涌的冲击，会对其产生很大的影响，即使只是短暂性的异常停顿也会遭到很大的破坏，比如网络枢纽、电信局交换机、证券交易系统、大型工厂自动化系统以及医疗系统和核电站等，而其中直接雷击的后果最严重，尤其是雷电击中靠近输电线的位置，输电线的电压会直接上升到几十万伏特，这会直接导致绝缘，雷电此时会在电路上传输一公里甚至以上，电流可以超过100kA，在低压线路的地方也有5kA左右，在雷电频繁的地区，供电系统每年都会遭到雷电的破坏引起雷电电流[2]。直接雷击和浪涌之所以会频繁发生，则是与用电设备本身有很大的关系，供电系统对于防浪涌，采用分级保护的方式最为恰当，从供电系统的入口进行吸收和抑制。
第一级防护：在各供电系统的入口处与大地之间安装电源浪涌保护器，该保护器需要有100kA以上的冲击容量，并且限制电压在1 500V，这就是我们常说的CLASS I级的防浪涌保护器，这是专门为承受和感应雷击的高能量大电流吸收而专门设计的，这种设计可以将浪涌分流到地面，但是这种保护器只提供中等级别的保护，仅依靠这种保护器不能完全保护敏感的供电设备。
第二级防护：在向敏感或者重要的设备供电的分路上安装电源防浪涌保护器，这些SPD能够对通过供电入口的剩余浪涌进行完美的吸收，并且可以起到抑制瞬态过电压的作用，这种防浪涌保护器最大的冲击容量在45kA左右，电压在1 200V，这是我们常说的CLASS II级电源保护器，一般的供电系统二级就可以保证运行
顺畅。
第三级防护：在用电设备内部的电源处使用保护器，可以消除瞬态过电压，这里使用的防浪涌保护器的最大冲击容量在20kA左右甚至更低，电压在1 000V以下，对于一些机器敏感和重要的设备应该进行第三级防护。
2 电力系统计算机及相关设备数据资料的雷击电磁脉冲防护
我国电力系统的信息化程度不断加深，电力系统的运行、调度已经基本实现了智能化的管理，并且已经推行无纸化办公很多年，正是因为电子设备的大量使用，雷电灾害也较以前更为严重[3]。雷电是非常常见的电磁干扰源，对雷电电磁脉冲的防护需要从机房位置、过压保护和电位的连接或屏蔽等多方面来进行。首先是机房位置的选择，通过雷电流的“集肤效应”，我们可以了解到，雷电流是可以附着在有钢筋墙的外表的，室内的磁场会击中在立柱附近，因此，机房应该远离支撑的立柱并且最好位于室内中央位置。机房设备摆放的位置也十分重要，因为电流的陡度和峰值会使周围产生瞬变电磁场，在电磁场中间会产生较大的电动势，因此设备摆放应该与外墙的立柱保持距离；其次是等电位连接技术和屏蔽措施，使用导线或者防浪涌保护器将电气装置、外来导线、金属装置与防雷装置进行连接，可以减少电位差，将建筑物中的金属架构、地板与门窗等连接在一起，造出一个“法拉第笼”，并且同地网形成良好的连接。屏蔽管线入户时通常采用地下电缆，要注意其两端金属保护层做好接地；最后是雷电过压的保护，当雷电在电网附近发生或者直接击中电网时，会在线路上生成雷电过电压，这种过电压会随着线路进入到机房内，对计算机和相关的设备造成损害，电源系统应该通过多级防护来实现保护作用。雷电的瞬变电磁场，将在信号线路上产生过电压，损坏接口，因此在实际安置时，要在设备附近安装保护装置，原件两端应该采用双绞线，减少耦合磁场效应。
3 农电防雷
电力系统的自动化水平和系统容量逐渐增加，很多农电系统已经采用RTU、计算机和其他一些电子设备，一些微型电子设备工作电压特别小，只有几伏特，对外界干扰十分敏感，雷电产生的瞬变电磁场会对其产生较大的影响[4]。雷雨季节，很多通信网络系统、电力局调度大楼以及电力局所属的自动化显示系统都会遭到不同程度的破坏，尽管一些电力局采取了防护措施，但是非常不完善，依然会出现雷电事故。
4 载波机过压电防护
载波机的电源盘、高频电路盘以及用户话路盘非常容易遭到雷电的损坏。电源部分可以采用安装电源防浪涌保护器；高頻电路盘通常要安装电管，这会使其具有一定的耐雷水平；用户话路盘因通话电压与铃流电压不一致，需要精心考虑保护装置，使这两种电压都能受到很好的保护，其中最好的办法就是将保护器安装在载波机中，在实际应用中，应该将外置保护模块设计的更周全[5]。
为了能够取得更好的保护效果，可以运用信号线的过电压保护、Modem、程控交换机通信线和用户话路盘来进行四级防护，并且过电压保护器应该具有停电后记录数据不丢失、保护模块失效后自动报警以及自动记录过电压次数等功能。
5 综合措施
为了减少雷电灾害，应该采取综合治理、整体防护的理念来保护电力调度自动化系统，除了采取上述的保护手段以外，还应该在配电变压器两侧均安装连接金属氧化物的避雷针，并保证三点联合接地。
6 结论
按照防雷接地规程进行处理、应用新装置新技术、采用综合性较强的防雷措施是减少雷害的必要手段，而好的接地装置可以使供电系统的耐雷水平大幅提升。
参考文献
[1]于洋，王建国，吕鹏.防雷电浪涌保护在低压供电系统中的应用[J].煤炭技术，2012，4（10）：69-70.
[2]韩宁宁.防雷电浪涌保护在低压供配电系统中的应用[J].价值工程，2014，13（1）：39-40.
[3]方杰.低压供电系统的防雷防浪涌保护[J].华南金融电脑，2003，8（6）：33-24.
[4]古春霞，徐严峰，周卫星.浅析低压供电系统的防浪涌保护[J].科技创新导报，2009，24（4）：46.
[5]黄林虎，禹忠三.供电系统防雷电与防浪涌[J].吉林水利，2007，3（2）：38-40.