摘要：无人化、物联化的发展带来了很多便利，但同时使系统集成化更高，导致系统对过电压及ESD更为敏感，本文主要探讨和阐述了无人值守变电站过电压的防护措施。
关键词：感应过电压、操作过电压、接闪、屏蔽、布线、接地、SPD
一、引言
近年来，随着科技发展，无人值守变电站的数量呈爆炸式增长。无人化意味着智慧化，物联化技术的飞速发展。也意味着信息集成度越高，对脉冲耐受能力更为敏感，一有过电压侵袭会造成导致设备通信终端重启、死机、甚至损坏！尤其对于无人值守变电站，一旦控制系统崩溃，会导致变电站离线，甚至直接不工作，而不被后台监测到（也无法遥控），导致的后果将非常严重！
二、瞬时过电压侵入路径分析
1、电源侧引入的过电压，会引起相位之间或相位与地之间产生电位差；
2、信号侧引入的过电压，会使信号线之间产生电位差；
3、设备接地不规范、设备接地线过细、设备无接地。接地电阻不合格，雷电引起的地电位升高。
注：
1、以上过电压来源除雷电波侵入、雷电波感应外，还有大功率设备操作引起的操作过电压（变电站大容量设备密集）；
2、直接雷的危害近年随着人们防雷意识的增强在变电站发生较少，这里就不多做阐述了。
三、解决方案
直击雷防护主要是采用接闪器，通过引下线或建筑物承重钢筋等导入地网，从而迅速而安全的将雷电流引入大地。近年来，变电站的外部防护做的多较为到位，直接雷事件较为少见，所以本文就不多做阐述（只强调一点，所有构筑物、金属突出物、女儿墙尤其是天线一定要置于接闪器的保护范围以内）。只针对电源侧及信号侧瞬时过电压防护来进行探讨。
1、电源侧及信号侧防护的区别
电源侧防护着重点在于需要了解建筑物防护分区及机房、重要设备位置等因素，采用分级防护的理念；信号侧防护则不同，它相对于电源侧的SPD来说对通流量会低很多（信号线较细，大电流的假设无法成立，故通流量要求低），但通信产品集成度高，耐压值低，故而它对于SPD保护水平要求比电源侧要求更低。这二者的着重点不一样，所以不可以混用。电源侧防护依据被保护设备承受的能力讲究多级防护，层层递减；信号侧防护讲究两端防护，输入输出，有感应传导风险就需要防护。
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2、方案的设计
（1）、等电位连接与共用接地系统
设备金属外壳、管道、柜体、屏蔽线缆外层均应设置接地，电子设备防静电地、安全地、SPD（SPD）接地等均应与等电位网络最短距离连接。
在建筑入户处应设置总等电位接地端子板；变电室、设备机房设置局端等电位。接地端子板设置原则一便于安装和检查的位置、二与楼层主钢筋接地端子连接。接地干线可采用截面积不应小于16mm2多股铜芯导线或铜带。数字地、工作地、保护地、防雷地应共用一组接地地网、地网的电阻值按设备中要求的最小值确定。
（2）、屏蔽及布线:
1）信息机房应设置在建筑物一层靠中心位置，敏感设备尽远离外墙；机房设备有EMC要求的，门、窗应按要求设置屏蔽网格；
2）线缆入户处屏蔽层应接地，非屏蔽电缆应穿管埋地15m以上进入，金属管道进户处需接地；
3）光缆的所有金属部位如接头、挡潮层、加强芯等，在入户处应接地；
4）合理布线，线缆走线尽可能短、直；信号线缆与电力线缆、金属管道应保持足够的安全距离，信号线缆、电源线缆应与引下线及作为引下线的建筑物承重钢筋保持足够的安全距离。
（3）、电源线路的过电压防护
1）进入建筑物的交流供电线路，在入户的总配电箱处，应设置I类试验的SPD作为第一级保护;在楼层配电箱可设置II类试验的SPD作为细保护;在机房等重要区域的配电箱，可设置III类试验的SPD作为三级保护;特殊重要的电子信息设备电源端口或直流信息设备可安装保护水平更低的SPD或PDU作为精细保护。
2）SPD设置级数应综合考虑保护距离、被保护设备耐冲击电压额定值等因素。各级SPD其有效保护水平应小于相应类别设备的耐冲击电压，且应保持20%的余量；
3）开关型和限压型SPD之间的间距小于10m，限压型SPD之间的间距小于5m时，在SPD之间应设置退耦装置。
（4）信号线路的过电压防护
1）信号SPD的选择，应根据信号回路的工作电压、频率、速率、带宽、特征阻抗及接口型式等参数来选择电压驻波比和插入损耗合适的SPD。（插入损耗≤0.5 dB，电压驻波比≤1.3）
2）天馈SPD，应安装在通信设备的射频出、入端口处；
3）程控交换机及其它通信线路，应根据信号类型、总配线架、机柜的具体情况选择合适信号SPD，但应满足设备的速率和带宽要求；
4）网络设备的输入/输出，应安装合适的SPD，机房内信号SPD的接地端可选用多股绝缘铜导线（截面积≥1.5mm2）连接至机房局端等电位上；当多个智能设备共用一个地网时，可选用M型或Mm组合型等电位；
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M型等电位
5）置于户外的摄像机控制、视频输出、输入端及电源端应设置相应的信号SPD，非光纤进入的信号线、控制线在进入控制器之前，其输入端均应装设适配的SPD；
3、安装注意事项:
1）信号SPD可安装在被保护设备的信号口上。SPD输出端与被保护设备的端口相连。SPD也可以固定在柜体和设备机架上，通过信号线与设备相连(尽可能靠近设备安装，线要小于0.5m);地线应接入机房内的局部等电位，接地线应平直。
2) 电源SPD导线连接应牢固，走线应短、直、粗，小于0.5m；产品前端应串联匹配的熔断器和断路器并断电安装。
四、结束语
通过外部防护、屏蔽、接地、合理布线、设置SPD等措施，组成了一个从外部到内部，从电到信号完整高效的过电压防护网络，使过电压层层逐步降低，达到信息系统的承受电压以下，保证了信息化系统的正常工作，从而保证了变电站的正常运行。
参考文献：
[1] GB50057-2016建筑物防雷设计规范.
[2] GB50343-2012 建筑物电子信息系统防雷技术规范