电力自动化设备的浪涌电压保护

4、浪涌保护的实际应用
所有保护器件都涉及功率问题，如果浪涌功率太大，单靠一级保护很难彻底完成保护功能，应采用多级的串级保护方案。高能量的浪涌保护器（避雷器）安装在建筑物的入口处，以泄放浪涌能量的主要部分；低能量的SPD（抑抑器）安装在靠近被保护设备处，将浪涌电压箝位到设备的安全电压。对于这样的保护方案，在避雷器和抑制器之间需要有一定的配合，包括各元件的箝位电压、响应时间、通流容量和它们之间的波阻抗，这种配合间隙有时不是很容易解决。对一些安全电压水平低，又可能受高浪涌电压干扰的设备，则最好采用内置二级保护的浪涌保护器。
实际系统中，影响自动化设备的干扰既有共模干扰又有差模干扰，并且往往是两者同时发生，因此实用的浪涌保护器必须能同时抑制共模干扰和差模干扰。浪涌能量最终通过保护器泄放入地，因此保护器的可靠接地至关重要。当前，国内外标准基本上趋于一致，从人身、设备安全和抗干扰的角度考虑，变电站或调度中心内的所有自动化设备都应采用共用接地系统，并且一般情况下设备的信号地和保护地在其就联在一起，这样保护器只需要提供一个地，无须将信号地和保护地分开。
用于电力自动化设备的浪涌保护器主要有电源保护型和信号保护型两大类。
（1）电源接口浪涌保护器：广泛用于设备的电源进线端口，分为交流和直流两种类型，工作电压通常有AC220V，DC220V和DC110V。电源保护的主要作用是防止浪涌电压从电源供入端侵入设备，将浪涌能量通过电源保护器转化为电流的形式通过地线释放到大地中，使电源电压维持在一定的范围内。
（2）信号接口浪涌保护器：有用于调度中心和厂站端的模拟通道、数字通道接口浪涌保护器，有用于计算机和外围设备RS-232接口、RS-422/485接口的浪涌保护器，有用于厂站端载波机接口的浪涌保护器，有用于调度中心、微波站天线引下线的浪涌保护器，还有专门用于计算机网络电缆的浪涌保护器。 信号保护器与电源保护器的工作原理基本相同，但是信号线上传送的信号微弱，工作频率高。保护器不应造成影响信号正常工作的衰变或畸变，所以信号保护器应选用通流容量大、极间电容小的元器件。
浪涌电压保护的基本原理是在过电压发生的瞬间，在被保护区域内的所有金属部件之间实现等电位。对一个具体的设备而言，则要求设备的所有外部端口之间实现等电位，以保证设备内部所有元器件之间没有电压差，免遭浪涌侵害。根据IEC的定义，端口是指设备与外界电磁环境的和特定界面，包括机箱端口、电源端口、信号端口和接地端口。

5、结论
电力自动化设备的防雷工作是一项复杂的系统工程，除了本文介绍的浪涌电压保护以外，还可以将安装有自动化设备的变电站和调度中心做成“笼”式避雷系统，做好建筑物的一次防雷工作，内部所有导体都做成等电位联结，不能直接联结时可以通过浪涌保护器联结，所有设备共用一个接地系统，并将设备和线路合理布置和屏蔽，尽可能减小辐射干扰对设备造成的影响。