我国是雷电多发国家，雷电一直是威胁电力系统安全稳定运行的因素，雷电侵入变电所二次系统造成事故时有发生。目前一次系统的防雷措施已经相当完善，二次系统主要由低压电子设备组成，耐压水平很低，在雷电电涌过电压下很容易发生误动或损坏。随着智能电网规划的提出，将会有更多新的信息技术设备应用在综合自动化的变电所中，所以提出了较高的防雷要求。对二次设备来说，能够正确有效地安装电涌保护器是目前最有效的雷电电涌防护措施。电涌保护器的保护配合问题是变电所二次系统电涌防护的核心问题。目前还没有针对变电所二次系统的电涌防护标准，在变电所二次防雷工程中电涌保护器的有效保护距离、多级配合等问题还有待研究。本文分析了雷电的形成原因，介绍了建筑物雷电防护分区，系统地分析了雷电对二次设备的危害机理以及雷电入侵变电所二次系统的主要途径。运用行波的反射和折射理论，对电涌保护器的有效保护距离问题进行了理论分析。建立了研究多级电涌保护器有效保护距离的仿真模型，对电涌保护器之间的距离、电涌保护器与被保护设备之间的距离、以及负载特性的不同对保护效果的影响进行了仿真研究，研究得到结论：负载两端的最大电压值主要取决于负载特性和第二级SPD与负载间电缆的长度，要实现对设备的过电压保护只能缩短第二级SPD与设备间的电缆长度；除了容性负载，两个SPD间的电缆长度不影响阻性和感性负载两端的电压最大值。对于容性负载，两级SPD间的电缆长度应该不小于30米；在配置SPD时应该先考虑负载的性质，根据负载与电缆的关系选择安装SPD的位置。本文对目前二次设备电源系统防雷的不足作了分析，由于雷电暂态过电压波形中存在着高频分量，对压敏电阻和低通滤波电路的防雷效果作了理论分析和仿真研究，结果显示选择合适的电感和电容值，可以减小雷电波的陡度，降低输出电压值。为电源系统设计了一种带低通滤波电路的多级电涌保护装置，经过ATP仿真验证能够将负载端的电压限制在较低水平，其防雷效果符合国际标准，并对电涌保护器的选用和布局给出了建议，提高了电源系统的防雷水平。