變電站防雷接地技術(shù)的應(yīng)用剖析

陳秀珍

摘 要：防雷接地技術(shù)是一種針對雷擊的電氣系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)，其在變電站中的合理應(yīng)用可以有效避免變電站遭受雷擊損壞，為電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性提供保障。本文從直接雷擊過電壓、感應(yīng)過電壓以及雷電反擊三個(gè)方面介紹了電站會遭受雷擊的原因，并就設(shè)計(jì)原則、防雷措施等問題對防雷接地技術(shù)在變電站中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析，旨在為變電站相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站；防雷接地技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.182

變電站是電力系統(tǒng)的樞紐設(shè)備，負(fù)責(zé)電力強(qiáng)度等參數(shù)的穩(wěn)定與調(diào)整，其功能的發(fā)揮直接關(guān)系到電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。如果變電站遭受雷擊，就會使其相關(guān)電氣設(shè)備遭到損壞，甚至使其核心功能實(shí)效，從而導(dǎo)致大面積的停電，嚴(yán)重者還會造成重大的安全事故。因此，無論是從供電穩(wěn)定性與社會電能需要出發(fā)，還是考慮到社會的公共安全與秩序的維護(hù)，都需要加強(qiáng)對變電站防雷工作的重視，堅(jiān)持防雷接地設(shè)計(jì)原則，合理應(yīng)用防雷接地技術(shù)，增強(qiáng)電變站的防雷能力，避免其受到雷擊損壞。

1 變電站受雷擊危害的原因

變電站正常運(yùn)行時(shí)，其相關(guān)電氣設(shè)備受電網(wǎng)的額定電壓保護(hù)。但在雷電天氣下由于雷擊會出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象，從而使電力系統(tǒng)中一些線段的實(shí)際電壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常工作狀態(tài)下的電壓值，從而使變電站受到損壞。根據(jù)途徑的不同，變電站的雷擊情況可分為以下三種：（1）直接雷擊過電壓。當(dāng)雷電直接擊中變電站的電氣設(shè)備時(shí)，會在所擊位置瞬間產(chǎn)生巨大的雷電流與超高電壓，并隨之釋放出大量的熱能，而這些熱將對電氣設(shè)備產(chǎn)生巨大的損壞，使其失去功效；（2）感應(yīng)過電壓。當(dāng)雷云移動(dòng)到架空導(dǎo)線的上空時(shí)，受靜電感應(yīng)的影響，會有大量異線束縛電積聚于架空導(dǎo)線上。隨著雷云對大地產(chǎn)生放電行為，架空導(dǎo)線上空會有很高的過電壓形成，從而危害到電網(wǎng)的正常運(yùn)行；（3）雷電反擊。架空線路形成的過電壓與雷電直接擊中形成的過電壓會對變電站造成損壞，該過程會產(chǎn)生大量熱量，如果沒有有效的防護(hù)措施，這些熱量迅速釋放，就會損壞電氣設(shè)備的絕緣層，甚至有可能引發(fā)安全事故[1]。

2 接地裝置

接地裝置在變電站的防雷中起到非常重要的作用，因此，在變電站在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)，一定要重視接地裝置的應(yīng)用，并嚴(yán)格規(guī)范安裝行為，確保安裝是正確、合理的，從而在雷電天氣下將其產(chǎn)生的電流有效引入地下，對電氣設(shè)備起到真正的保護(hù)作用。

2.1 變電站防雷接地設(shè)計(jì)的原則

隨著電力系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的逐漸增大，對變電站的接地系統(tǒng)提出了更高的要求。因?yàn)椴还芾纂姺雷o(hù)技術(shù)的外在形式是什么，其實(shí)現(xiàn)途徑都要通過接地裝置引入地下，所以接地裝置的安裝非常重要，其設(shè)置的合理與否將直接影響到變電站工作人員和相關(guān)設(shè)備的安全。變電站中多級母線接地故障的電流越大，在設(shè)計(jì)時(shí)電阻的要求就越難以滿足，雖然現(xiàn)在變電站中的接地電阻條件已經(jīng)從從過去的0.5Ω放寬到了5Ω，但是在使用接地電阻時(shí)還需要謹(jǐn)慎對待，尤其要注意以下三項(xiàng)原則：（1）在允許的情況下，盡可能使用建筑物位于地基以上的鋼筋，或是使建筑物中自然接地的所有金屬統(tǒng)一接地，使之連接成為一個(gè)接地網(wǎng)絡(luò)；（2）以自然接地的物件為基礎(chǔ)，以人工設(shè)置的接地體為輔助，外形上盡量采用閉合環(huán)形；（3）可以實(shí)行單點(diǎn)接地，但是前提條件是有一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng)，且接地方式相同[2]。

2.2 變電站的防雷技術(shù)

為了避免變電站受到雷擊的危害，首先就要阻止雷電波進(jìn)入，通過保護(hù)裝置的使用將雷電波有效引入接地網(wǎng)。攔截導(dǎo)引是較為有效的變更雷擊的措施，常用到的接閃器有避雷針和避雷線。在規(guī)模相對較小的變電站中，一般只用獨(dú)立式的避雷針就可以實(shí)現(xiàn)較好的功效，但是對于規(guī)模較大的變電站，則最好同時(shí)在構(gòu)架上安裝避雷線和避雷針。在安裝時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行接地裝置與接引流線的設(shè)置?，F(xiàn)階段我國變電站中的主要防雷措施有以下三種：（1）避雷器。避雷器的安裝可以對雷電波進(jìn)行有效阻絕，使入侵部分降至電氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備絕緣強(qiáng)度的允許范圍以內(nèi)。目前我國變電站中使用的避雷器多以金屬氧化物為生產(chǎn)制造主要原材料；（2）浪涌抑制器。浪涌抑制器主要利用了過壓保護(hù)，其工作原理是在發(fā)生雷擊事故時(shí)，由后臺的監(jiān)控器對電源防雷模塊的使用性能進(jìn)行鑒定，顯示其是否遭到了雷電的損害。實(shí)踐證明，在控制與通訊接口處進(jìn)行浪涌抑制器的安裝效果最佳；（3）接地線。接地線也就是接地體的外引線，按照功能主要可分為分接地線、電位連板、主接地線等幾種類型，其應(yīng)用的主要目的是對電氣設(shè)施進(jìn)行屏蔽和保護(hù)[3]。

2.3 直接雷擊的防護(hù)措施

變電站受到雷擊危害的情況主要有兩種：直接雷擊與間接雷擊，其中直接雷擊的危害又占大多數(shù)，因此，針對直接雷擊有專門的防雷措施：（1）安裝集中式的接地裝置。使所有接地線與總線地網(wǎng)相通，在此基礎(chǔ)上增設(shè)集中式接地裝置，并對其工頻接地電阻進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保其不小于10Ω；（2）防止反擊。雷電泄地時(shí)常常會發(fā)生反擊現(xiàn)象，為解決該問題，應(yīng)使避雷針的接地引線、引下線的入地點(diǎn)與電氣設(shè)備的接地點(diǎn)保持較遠(yuǎn)的距離；（3）如果建筑物的屋頂材質(zhì)為金屬或安裝有金屬設(shè)備，應(yīng)使金屬部分與地相接；如果屋頂材質(zhì)為鋼筋混凝土，應(yīng)將鋼筋框架焊接成網(wǎng)并與地相接；如果屋頂結(jié)構(gòu)不導(dǎo)電，要設(shè)9m左右的網(wǎng)絡(luò)避雷帶，并引下線接地。

3 結(jié)束語

綜上可知，增強(qiáng)變電站的防雷能力是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要，是社會對供電質(zhì)量逐漸提高的需要，是維護(hù)公眾安全與秩序的需要。應(yīng)針對變電站遭受雷擊的原因，結(jié)合變電站自身的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行特點(diǎn)，合理使用防雷設(shè)備、科學(xué)設(shè)計(jì)防雷系統(tǒng)，通過可靠的防雷接地技術(shù)的應(yīng)用，增強(qiáng)變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。同時(shí)，隨著變電站的建設(shè)發(fā)展還應(yīng)該不斷改進(jìn)、完善現(xiàn)有的防雷接地技術(shù)，保證其具始終具有較高的科學(xué)性與有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳敬柱.淺析變電站防雷接地技術(shù)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（34）：35-36.

[2]穆玉禮.對變電站防雷接地的技術(shù)研究[J].科學(xué)中國人，2015（02）：20.

[3]天嗒.防雷接地技術(shù)在220kV變電站中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（03）：178.endprint