1雷電侵入通道
雷電直接擊中變電站設備，可能性較小，因為設計施工會考慮安裝獨立的避雷針、避雷帶和防雷網。
雷電可能沿電力線侵入，雷電波可能沿線路侵入變電站。比如避雷器動作時，避雷器的殘壓通過所用變壓器的電磁感應疊加耦合到低壓網絡，損壞微機保護和綜合自動化的電源模塊。此時低壓電網過電壓的幅值主要與避雷器的殘壓、避雷器與變壓器的距離、避雷器接地引下線的長度有關。
雷電可能沿通信線路侵入，雷電引起的過電壓在通信線路和設備之間有壹定的電位差，直接作用於串行通信端口(RS232/422/485等。).根本原因是400V低壓供電側缺乏必要的防雷措施，特別是缺乏相應電壓等級的避雷器保護，使得低壓網絡中的雷電過電壓無法得到有效限制。同時，微機監控系統、調度自動化系統、通信系統的電源未與其他電源分開，或采取特殊措施防止雷電幹擾造成雷擊事故。
雷電感應經常發生，通過35kV或10kV高壓感應到400V低壓線路。如果低壓網絡較大，或者有低壓架空線，當雷電在其附近移動時，會在400V低壓網絡上感應出很高的過電壓，損壞與低壓網絡相連的微機保護、綜合自動化系統、調度系統或通信系統的供電部分。
此外，雷電還通過反擊、波攔截和倒灌作用於設備，如圖1所示。
2目前二次設備防雷存在的問題
2.1 MOV殘壓與二次設備的耐壓值不合理匹配。
由於目前制造工藝的限制，避雷器的殘壓比額定電壓高6倍。比如220V線路上使用的低壓避雷器殘壓為1.3kV，而壹些敏感芯片的耐壓只有6 ~ 10V，大大超過了芯片的安全電壓。
2.2斬波過電壓引起的MOV動作。
避雷器運行時電壓降低(截止)，避雷器安裝點與二次設備端之間的導線電感和二次設備輸入端對地電容形成諧振電路。通過諧振電路的攔截波會產生高過電壓(斬波過電壓)。
3解決問題的對策
3.1供電系統的等電位技術
羐C1024規定，為實現防雷電位平衡，應采用等電位導體或過電壓保護器連接外部防雷裝置、建築鋼架、安裝設備、各種導體、電源和通信設備在被保護空間內。雷擊時，接地網電位上升φ = IRCH = 100 Ka× 2ω = 200 kV，水平電位以1 kV/m的速度下降..由於二次設備用電由變電站變壓器提供，變電站內二次設備分布在不同位置，而設備外殼就近接地，電源中性點與設備外殼之間的電位差引起反擊，如圖2所示。供電系統造成的巨大電位差導致反擊和“倒灌”。
電位差的計算。三種器件的殼勢為:φ (a，b，c) = IR-L (1，2，3)ε；電源的電位為:φd = IR-l4ε；設備外殼與電源之間的電位差為δφ=φ(a，b，c)-φ d .其中ε為電壓降常數1 kV/m..
各二次設備及供電系統電位差數據表見表1。
解決方法:二次設備的電源通過1: 1的隔離變壓器向二次設備供電，使被保護對象的各部分盡可能形成等電位，從而防止電位差損壞電子設備。如圖3中所示
隔離變壓器的作用:電位波動。二次設備由電源通過1: 1隔離變壓器供電，利用“水漲船高”的原理，實現二次設備局部接地網電位的“浮動”，消除反擊。
雷電波隔離，通過隔離變壓器壹、二次開路的原理，隔離沿電源侵入的雷電波，被隔離的雷電能量通過隔離成為壹、二次避雷器進入大地。
3.2避雷器殘壓衰減技術
鑒於避雷器殘壓遠大於二次設備芯片的耐雷水平，可采用新型中和變壓器進行衰減。
中和變壓器由環形鐵芯和纏繞在鐵芯上的線圈組成。如圖4所示，新型中和變壓器的工作原理:壹般情況下，中和變壓器處於差模輸入狀態，產生的反方向感應電勢相互抵消，對二次系統沒有影響。
當雷電侵入時，變壓器處於* * *模式輸入狀態，雷電流經避雷器放電，會在線圈中感應出很高的電位，這部分變化的電壓會抵消壹部分殘壓，從而達到降低殘壓的目的。
U輸出=U輸入剩余壓力-δU，
δ u = l (di/dt)，兩個線圈中的電流方向相同，則
Φ=Φ1+Φ2,
因此總電感值為:
L=L1+L2+2M .
兩個線圈的互感m由磁通量和雷電流決定。
雷電流的陡度很大。根據上述公式，可以清楚地看到，中和變壓器輸出到二次系統的電壓大大降低。
此外，使用中和變壓器還可以消除直接使用避雷器造成的過電壓。
4結論
隨著計算機通信設備在電力調度自動化系統中的大規模使用，雷電造成的危害越來越嚴重，以往的防護體系已經不能滿足計算機通信網絡安全的要求。應從防直擊雷、防感應雷波侵入、防雷電電磁感應、防地電位反擊等方面進行系統全面的考慮。嚴格遵循防雷接地規定，應用新技術、新設備，采用供電系統等電位技術和避雷器殘壓衰減技術，是確保電力調度自動化系統大幅降低雷害的重要手段。
參考資料:
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註:本文涉及的圖表、註釋、公式請閱讀PDF格式的原文。
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