随着变电站自动化、水利工程智能化和远程监控系统的普及，雷电冲击、感应过电压及操作过电压已成为影响电气设备、通信系统和自动化控制设备安全运行的重要因素。工程防护应采取外部防雷、内部浪涌保护、接地等电位联结相结合的方式，实现电源、信号和控制系统的分级保护。
工程设计主要依据GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》、GB 50343—2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》、GB/T 50065—2011《交流电气装置的接地设计规范》、GB/T 18802.11—2020、GB/T 18802.12—2024、GB/T 18802.21—2016及GB/T 18802.22—2019。水利工程同时执行SL/T 781—2020、NB/T 35050—2023及NB/T 35067—2015。按照雷电风险、供电等级、接地型式和设备绝缘水平确定防护等级及设备配置。
变电站10kV、35kV、110kV及以上线路，应根据系统电压、接地方式和绝缘配合选用无间隙金属氧化物避雷器，重点部署于进线侧、母线、电力变压器高压侧及必要的电缆终端。选型核对持续运行电压Uc、额定电压Ur、标称放电电流、残压、能量耐受能力及暂时过电压耐受特性，避免仅依据额定电压选择。避雷器应尽量靠近被保护设备安装。
站用变低压总配电柜进线端，根据雷电流分配及LPZ分区配置T1级SPD，重点考虑10/350μs波形冲击电流Iimp；项目初选可采用Iimp≥12.5kA/极。
下级配电柜安装T2级SPD，采用8/20μs波形，项目初选可考虑In≥20kA、Imax≥40kA/保护模式。继电保护、监控主机、通信电源等重要末端设备，可增加T3级SPD。
上述为工程初选建议值，最终应通过雷电流计算和产品配合试验确定。各级SPD必须核对最大持续运行电压Uc、保护水平Up、短路耐受能力及后备保护配置。Up应低于被保护设备的冲击耐受电压Uw，并预留连接导线产生的附加压降裕度。
针对继电保护、PLC、RTU、RS485、以太网、视频监控及调度通信线路，分别配置匹配工作电压、接口形式、传输速率和带宽的信号SPD。长距离室外线路进入控制柜前应设置保护，必要时在设备端增加协调保护。
水库、水电站、泵站、水闸及引水工程，应在低压总配电柜、分配电箱和重要设备电源端依次配置T1、T2、T3级SPD。水泵电机、启闭机、变频器及自动控制柜应根据设备厂家要求配置浪涌保护，变频器输出侧不得直接套用普通配电SPD。
光伏供电、蓄电池及直流控制回路，应配置符合直流最大持续工作电压和短路电流要求的直流SPD。
水位、雨量、流量、压力、闸门开度、液位及视频监控系统，应根据4–20mA、RS485、开关量、RJ45等接口分别选择信号SPD。保护器应满足信号电压、传输频率、插入损耗及通信速率要求。户外传感器、金属通信线路和跨建筑控制线路应重点做好两端防护及等电位联结。
室外采用避雷针、避雷带及引下线组成直击雷防护系统，保护范围根据建筑物防雷类别及滚球法等规范方法计算。接地网依据土壤电阻率、故障电流、热稳定、接触电位差和跨步电位差设计，不采用统一接地电阻数值替代专项计算。
SPD采用并联安装，配置符合要求的前级后备保护装置，接线短直，连接导线总长度宜控制在0.5m以内。机柜、桥架、金属管道、设备外壳及PE接地干线应可靠实施等电位联结。
工程竣工后，应检查接地连续性、接地参数、SPD安装及遥信功能，核验Uc、Up、Iimp、In、Imax和后备保护配合，提交产品型式试验报告、施工记录、接地检测报告及竣工图纸，确保防雷和浪涌保护系统满足设计及验收要求。
