國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司　錢　軍

變電設(shè)施的防雷接地與安全

國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司錢軍

如今，全國大部分地區(qū)都屬于雷電高發(fā)區(qū)域，雷擊事故對于變電設(shè)施會造成巨大的危害，引發(fā)的危險是不言而喻的，輕則造成設(shè)備的損毀，重則釀成重大的火災(zāi)、爆炸事故，產(chǎn)生的經(jīng)濟損失將不可估量。接地設(shè)計是預(yù)防雷擊的重要措施，能夠?qū)⒗讚舢a(chǎn)生的電荷迅速導(dǎo)入大地，從而維護變電設(shè)施的運行安全。本文將論述變電設(shè)施防雷擊接地的設(shè)計方法，并提出加強變電運行安全性的有效措施，以期降低變電站的運行風(fēng)險，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行。

變電設(shè)施；防雷擊接地；安全操作

變電設(shè)施是供電系統(tǒng)的重要組成部分，能夠靈活調(diào)節(jié)電壓和電流，降低輸電線路中的能量損耗，確保電能的持續(xù)供應(yīng)。由于很多變電設(shè)施直接暴露在戶外，無形中增大了設(shè)施遭受雷擊的風(fēng)險，為了解決這一問題，變電站應(yīng)采取有效的防雷技術(shù)，對變電設(shè)施形成全面的保護，才能從根本上預(yù)防雷擊事故的發(fā)生。下面將對變電設(shè)施接地設(shè)計的必要性和具體方法加以闡述。

一、變電站接地設(shè)計的必要性

一般來說，雷電事故的類型較多，常見的有直擊雷和感應(yīng)雷，直擊雷是雷電直接擊穿變電設(shè)施，破壞其絕緣性能，引起變電設(shè)施的損壞；感應(yīng)雷是指在發(fā)生雷擊時帶電積云會放出大量的電荷，這些電荷進入變電設(shè)施的內(nèi)部會使其產(chǎn)生較高的電壓，變電設(shè)施在放電的過程中就會發(fā)生熱效應(yīng)和電效應(yīng)，從而引發(fā)電擊、火災(zāi)和爆炸事故。為變電設(shè)施安裝接地裝置，就能夠在雷擊時將電荷盡快導(dǎo)入地下，變電設(shè)施內(nèi)部電壓平穩(wěn)，始終保持在規(guī)定的額定電壓之內(nèi)，變電設(shè)施的安全性也會得以保證。常見的接地有高低壓電氣設(shè)施接地、主變接地、電纜電線接地、監(jiān)控系統(tǒng)和維修設(shè)備接地等等，這些接地設(shè)計共同組成了變電系統(tǒng)的接地網(wǎng)，在變電運行中具有至關(guān)重要的作用。

二、變電設(shè)施的接地保護措施

為變電設(shè)施安裝避雷針是預(yù)防直擊雷最為有效的方法，避雷針通常由接閃器和泄流地網(wǎng)組成，在雷云積聚時避雷針能夠?qū)⒗纂娢^來，保護變電設(shè)施免遭雷擊。但是避雷針的保護范圍有限，如果被保護的變電設(shè)施距離避雷針的距離過遠，那么避雷針就無法起到保護作用，而避雷針離變電設(shè)施過近又會引起雷電的反擊。因此在設(shè)置避雷針時應(yīng)該計算好避雷針與變電設(shè)施的距離，使其既能充分發(fā)揮保護作用，又不會發(fā)生連鎖效應(yīng)。

除此之外，變電站的電壓等級不同，采取的接地方式也不一樣：對于35KV以下的變電站，避雷針應(yīng)獨立安裝，而110KV以上的變電站可以將避雷針安裝在配電構(gòu)架上，這是因為安全電壓等級小的變電站電氣設(shè)備的絕緣性能差，避雷針產(chǎn)生的高電位容易引發(fā)電氣設(shè)備的反擊事故；相反的，安全等級高的變電站電氣設(shè)備有著較高的絕緣性，則不需要考慮這一問題。為了進一步提高變電設(shè)施的安全性，可以額外增加幾根接地線路，這樣會大幅度提高避雷針的靈敏性，削弱感應(yīng)雷過電壓值?？紤]到在變電站全線架設(shè)避雷線的成本較高，不符合變電站的經(jīng)濟效益，所以根據(jù)電氣設(shè)備遭受雷擊的概率布設(shè)線路，容易被雷擊的電氣設(shè)備安裝多條線路，雷擊風(fēng)險小的設(shè)備可不設(shè)置避雷線，只要確保避雷針的覆蓋面積與變電站相適應(yīng)，那么就可以防止變電站內(nèi)部所有的設(shè)備和線路遭受雷擊。

三、變電設(shè)備防雷安全對策

變電站的技術(shù)人員在設(shè)計防雷接地線路時，應(yīng)從經(jīng)濟性、實用性和可行性等多方面進行考慮，以降低工程造價，加強變電設(shè)施的安全性。具體而言，可以采取以下措施：第一，布設(shè)多條接地引下線，采用先進的屏蔽材料，對材料進行嚴格的檢驗，確保材料的絕緣性能符合要求，這樣可以大幅度改善泄流系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)的各個結(jié)構(gòu)都能夠發(fā)揮出最大的效用。第二，雖然避雷針能夠起到一定的防雷作用，但是雷電在通過避雷針進入接地裝置時，變壓器的外殼也會產(chǎn)生較高的電壓，因此安裝避雷針時要將變壓器外殼、低壓側(cè)的中性點與接地線連在一起，防止雷電擊穿變壓器。第三，將變壓器的外殼和高壓側(cè)相連接地，低壓側(cè)中性點和接地線連接接地，這樣變壓器的高低壓兩側(cè)都與地直接相接，在雷電入侵時就可以防止變壓器兩側(cè)電壓的逆轉(zhuǎn)，從而將雷電事故降到最低。第四，避雷針引下線應(yīng)與電氣設(shè)備保持適當?shù)木嚯x，接地裝置要與總線地網(wǎng)連接，并加裝集中接地裝置，以降低雷電的對地電壓。第五，如果變電站的建筑屋頂含有金屬成分，要將金屬結(jié)構(gòu)與地面相接，降低屋頂?shù)膶?dǎo)電性。對于導(dǎo)電性較差的屋頂要安裝避雷針和接地引下線，從而實現(xiàn)對建筑實行全面的防護。

四、提高變電設(shè)備運行安全性的有效措施

1、建立完善的變電運行安全管理制度

要想保證變電運行的安全性，必須制定科學(xué)、完善的安全管理制度，為變電站工作人員的巡檢和維護工作提供可靠的依據(jù)。同時，制度還具有強制力，能夠有效的約束員工，使其嚴格按照變電站的規(guī)章制度執(zhí)行，防止違規(guī)操作的發(fā)生，那么變電設(shè)施的安全性也能得到進一步的保障。安全管理制度的內(nèi)容應(yīng)包括變電站的崗位職責(zé)、變電設(shè)施的檢修、操作規(guī)程、設(shè)備的缺陷管理等等。此外，為了激發(fā)工作人員的工作熱情，變電站應(yīng)引進獎懲機制，為愛崗敬業(yè)，具有良好職業(yè)道德的員工發(fā)放獎勵，對于那些缺乏責(zé)任心，違反崗位制度的員工應(yīng)給予嚴厲的懲罰，促使安全責(zé)任意識深入人心。

2、嚴格執(zhí)行巡檢制度

（1）嚴格按照國家的相關(guān)規(guī)范依照低壓電氣線路的固定路線進行巡檢。主要的檢查內(nèi)容包括：架空線路的安全距離是否達標；所內(nèi)各線路的導(dǎo)電性能和機械強度是否合格；線上的所有自動保護裝置的運行狀態(tài)是否正常。

（2）運行線路中的各項開關(guān)和保護裝置是否齊全。保護電器的安裝位置和周邊環(huán)境是否達標，是否存在易燃易爆物品，以及能否危害操作員的人身安全。

（3）運行線路如途徑各種樓板或墻面時，應(yīng)該采取外套的保護裝置；如果所套保護裝置的材質(zhì)為金屬，管口應(yīng)該配有絕緣套；運行線路如果有埋設(shè)部分，也應(yīng)該在埋設(shè)前安裝好保護層。

（4）接地線路應(yīng)遠離危險源，危險區(qū)內(nèi)的線路要用絕緣材料保護，并埋地或架高，用托盤、槽盒等裝置保護；危險性低的線路應(yīng)盡量埋設(shè)在較低的位置，通過埋砂來保護線路。

（5）根據(jù)不同的接地保護型式，電纜芯數(shù)的選擇應(yīng)準確，切忌用其他形式的電纜替代。對于三相回路來說，保護線與中性線合用同一導(dǎo)體時，應(yīng)選用四芯電纜；保護線與中性線各自獨立時，宜選用五芯電纜；受電設(shè)備外露可導(dǎo)電部位的接地與電源系統(tǒng)接地各自獨立時，應(yīng)選用四芯電纜。對于單相回路來說，保護線與中性線合用同一導(dǎo)體時，應(yīng)選用兩芯電纜；保護線與中性線各自獨立時，宜選用三芯電纜；受電設(shè)備外露可導(dǎo)電部位的接地與電源系統(tǒng)接地各自獨立時，應(yīng)選用兩芯電纜。此外裝置外可導(dǎo)電部分嚴禁用作PEN線，PEN導(dǎo)體必須與相導(dǎo)體具有相同的絕緣水平。

（6）電纜的金屬護套、金屬電纜橋架、線槽應(yīng)接地可靠。

五、結(jié)語

雷擊事故引發(fā)的危害是巨大的，不但會破壞供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給變電站造成難以彌補的經(jīng)濟損失，而且會嚴重威脅工作人員的人身安全，因此采取必要的安全防護措施預(yù)防雷擊事故的發(fā)生是十分必要的。變電站工作人員應(yīng)始終保持較高的警覺性，嚴格執(zhí)行變電站運維制度，確保將變電設(shè)施的檢查和維護工作落實到位。同時制定科學(xué)完善的事故處理策略，以便發(fā)生變電事故時能夠第一時間采取應(yīng)急措施，從而創(chuàng)建安全、可靠的變電運行環(huán)境。

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［2］孫正來.余傳兵.變電站35kV終端安裝構(gòu)架避雷針的研究［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，1（23）.

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