張圣中 王禎 孟莉莉

摘要：電是日常生活中任何地方都能找到的一種能源。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，GIS變電站占有重要地位。穩(wěn)定的供應(yīng)和運(yùn)輸日益重要。 GIS變電站是電力系統(tǒng)的樞紐，如果內(nèi)部變壓器和其他電力設(shè)備被雷電損壞，則會(huì)發(fā)生大面積停電，這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和生命產(chǎn)生更大的影響。

關(guān)鍵字：變電站;雷電過電壓;防護(hù)措施

前言：變電站的安全運(yùn)行對(duì)于電力系統(tǒng)非常重要，如果變電站的內(nèi)部絕緣不能自動(dòng)恢復(fù)，則會(huì)發(fā)生斷電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在礦區(qū)，超過85%的電力系統(tǒng)故障是由雷電引起的。變電站的雷電事故主要由兩方面引起：直接雷電和侵入雷電。任何類型的雷電對(duì)變電站都是非常有害的。由于按照規(guī)定安裝了避雷針和避雷針，因此大大減少了避雷器的頻率。因此，雷電過電壓侵入變電站，這對(duì)變電站設(shè)備和變壓器構(gòu)成了極大的危險(xiǎn)。

1雷電侵入方法

雷電電磁干擾主要通過傳導(dǎo)耦合和輻射耦合傳遞到變電站，造成擊穿和損壞。一般來說，雷電進(jìn)入雷電變電站有四種方式：電力線與主控計(jì)算機(jī)之間的通道，網(wǎng)絡(luò)通訊線以及對(duì)地電位。其中，電源線侵入的可能性最大。

1.1電源線侵入。

變電站的電源通過低壓線輸入房間。雷電擊中配電線并以行波的形式侵入電源，這可能會(huì)導(dǎo)致電源線故障或損壞。其中，高壓線直接雷擊產(chǎn)生的過電壓經(jīng)變壓器組合后，再沿110V線侵入室內(nèi)電力設(shè)備。另外，直接雷擊可能會(huì)擊穿從變壓器到房間的欠壓線路，從而導(dǎo)致過壓。同時(shí)，雷電電磁脈沖還會(huì)連接110V低壓線路的過電壓，從而嚴(yán)重?fù)p壞變電站中的設(shè)備。

1.2通訊線的入侵。

如果變電站周圍的直接雷電保護(hù)措施無效，則地面懸垂物或高層建筑物可能會(huì)擊中雷電，從而使雷電過電壓滲透到土壤中，并滲透到網(wǎng)絡(luò)電纜和數(shù)據(jù)收集器與主控計(jì)算機(jī)之間的電纜。絕緣層允許瞬態(tài)過電壓直接沿通信線路斷開。當(dāng)通信線路被雷電和電磁脈沖碰撞時(shí)，線路上數(shù)千伏的過電壓入侵將使整個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)癱瘓。

1.3地電位反擊通過接地體入侵。

根據(jù)變電站建筑物的防雷規(guī)格，根據(jù)要保護(hù)的空間，將信息系統(tǒng)所在的建筑物從外到內(nèi)劃分為不同的防雷區(qū)域。強(qiáng)大的雷電放電放大作用擊中變電站，擊中電壓可達(dá)到數(shù)萬伏。當(dāng)反擊電壓沿接地導(dǎo)線到達(dá)集成自動(dòng)化系統(tǒng)的接地接口時(shí)，衰減殘留振幅足以損壞系統(tǒng)。

2電氣設(shè)備中存在雷電過電壓的風(fēng)險(xiǎn)

閃電是一種電流，因此具有與其相關(guān)的所有效果。其特點(diǎn)是可以在短時(shí)間內(nèi)以脈沖形式提供非常大的電流。峰值可以達(dá)到數(shù)十個(gè)，特別是當(dāng)直接雷擊其峰值可達(dá)幾十千安，甚至幾百千安。因此，雷電流具有非常特殊而強(qiáng)大的破壞作用。特別是，它主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1雷擊的熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致被加熱物體立即產(chǎn)生大量熱量，并且當(dāng)雷電流流過時(shí)，被加熱物體的溫度可能會(huì)超過10000°C，非常容易著火。

2.2閃電產(chǎn)生的沖擊波可以在空氣中傳播，從而嚴(yán)重?fù)p害建筑物和電氣設(shè)備。

2.3雷電流的粘性動(dòng)力作用使金屬線斷裂，對(duì)傳輸線造成極大傷害。

2.4閃電電磁和靜電感應(yīng)也稱為二次閃電。雷電不如直接觸摸電氣設(shè)備強(qiáng)，但是由于雷電發(fā)生的可能性很高，它可以同時(shí)在大面積的小區(qū)域引起雷電感應(yīng)并傳輸電能。該線路發(fā)送到偏遠(yuǎn)地區(qū)，擴(kuò)大了雷電災(zāi)害的范圍。在電磁感應(yīng)的情況下，導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果導(dǎo)體的接觸不良，則可能會(huì)直接過熱并引起火災(zāi)。靜電感應(yīng)會(huì)在局部區(qū)域形成感應(yīng)過電壓，這種感應(yīng)過電壓非常危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致建筑物的高低壓線路和電氣設(shè)備產(chǎn)生非常危險(xiǎn)的電壓。

3防雷措施研究

3.1輸電線路雷電過電壓保護(hù)的策略

傳輸線在電力傳輸中起著重要作用，如果傳輸線被雷電過電壓損壞，則過電壓會(huì)通過傳輸線傳輸?shù)阶冸娬驹O(shè)備和發(fā)電設(shè)備，從而導(dǎo)致所有絕緣。受到威脅。地下傳輸線對(duì)雷電過電壓的危害較小，一旦雷電傳輸線遇到雷電過電壓，就會(huì)發(fā)生高溫閃絡(luò)。閃絡(luò)在電路中形成低阻抗，從而在電路通道中引起工頻電弧，從而導(dǎo)致斷電或短路。防止輸電線路中雷電過電壓的具體保護(hù)措施主要分為以下幾類。

3.1.1安裝防雷電纜。雷電保護(hù)線可防止電線桿等電線直接擊中雷電，從而轉(zhuǎn)換雷電流，并降低電線上塔頂?shù)碾妱?shì)。另外，防雷電線具有用于連接電線的耦合作用，因此減小了塔架與電線之間的電勢(shì)差并減小了絕緣體的過電壓。

3.1.2為防止出現(xiàn)反擊電線，可以降低塔架的接地電阻，以減少雷擊時(shí)塔架的位置。

3.1.3通過增加傳輸線的絕緣性來提高耐雷擊性。

3.1.4通過通過消弧線圈的接地模式或中性點(diǎn)接地模式來提高電線的耐閃電性。

3.1.5管狀避雷器的安裝。通過使絕緣子的脈沖放電電壓高于套管避雷器的脈沖放電電壓，可以避免線路絕緣子上的閃絡(luò)，并限制過電壓。管狀避雷器還具有消弧功能，并降低了跳閘速度。

3.2變電站的雷電過電壓保護(hù)策略

變電站通常配備許多變電站和配電設(shè)備，并且由于雷電過電壓，變電站中的雷擊會(huì)損壞變電站和配電設(shè)備。雷電過電壓會(huì)改變傳輸線的特性，通常會(huì)將傳輸線的波阻抗更改為電氣設(shè)備的波阻抗，從而改變波的行為。因此，變電站的雷電過電壓保護(hù)尤為復(fù)雜。為了確保電氣設(shè)備的安全，可以安裝避雷器，例如閥門避雷器。雷電保護(hù)裝置的電壓與電氣設(shè)備的電壓一致，始終保護(hù)電氣設(shè)備的安全，但是在真正的變電站中卻無法實(shí)現(xiàn)。用于電氣設(shè)備的一個(gè)防雷設(shè)備，通常有多個(gè)設(shè)備共享一個(gè)防雷設(shè)備。

在變電站中，金屬氧化物避雷器和閥門避雷器是最常用的避雷設(shè)備。為保護(hù)變電站中的電氣設(shè)備免受過電壓影響，請(qǐng)?jiān)谧儔浩鞲浇哪妇€上安裝避雷設(shè)備。在架空輸電線路上安裝防雷裝置可以完成對(duì)輸入線路的保護(hù)，并減小雷擊的陡峭電流幅度。由于閥避雷器的電流容量的限制，必須減小雷電流的幅度，以使超過避雷器的電氣設(shè)備的電壓與雷擊的突然性成正比。

3.3改善接地網(wǎng)的電位分布

為避免高電位，請(qǐng)將設(shè)備的外部和內(nèi)部保護(hù)設(shè)備連接到等電位。變電站的接地網(wǎng)采用方孔接地網(wǎng)，可根據(jù)接地電位的實(shí)際分布考慮網(wǎng)絡(luò)接地網(wǎng)。特別是通過在避雷針，避雷器和主氮設(shè)備的接地部分中適當(dāng)增加一個(gè)徑向接地電極，以改善電勢(shì)分布并防止在發(fā)生雷擊時(shí)由于大電流而導(dǎo)致電勢(shì)上升到地面，從而可能損壞電力設(shè)備。控制回路。電纜安裝槽合理地配備了接地帶，并且平行于電纜槽的均壓帶被設(shè)置為接地電位不均，并干擾了次級(jí)電路的運(yùn)行。接地網(wǎng)的表面電勢(shì)分布還必須滿足階躍電壓和接觸電壓的要求。

3.4降低桿塔接地電阻

可以適當(dāng)降低塔的接地電阻，以防止雷電流與導(dǎo)體接觸，從而在雷擊雷時(shí)電勢(shì)不會(huì)過高，此方法對(duì)110kV以上的線路具有出色的防雷保護(hù)去做。 35-60kV線路塔通常在由塔架接地的塔架上需要避雷針，因此可以保護(hù)其他兩個(gè)步驟，以防止在某個(gè)階段直接擊中雷電后發(fā)生閃絡(luò)。如果每年雷雨天超過40天，則接地電阻通常不應(yīng)超過30Ω。

在低土壤電阻的地區(qū)，應(yīng)充分考慮車隊(duì)和塔架的接地電阻，并應(yīng)分別考慮變電站的入口線路部分，采取有效而合理的電阻降低措施。接地體可以擴(kuò)展。電阻降低劑被施加到塔架的底部以降低電阻，并填充有電阻相對(duì)較低的材料。在一些山區(qū)和高地地區(qū)，很難降低接地電阻，效果通常也不理想。

4結(jié)論

通過上面對(duì)變電站的供電和配電系統(tǒng)的描述，我們知道了如何擊中220kV GIS變電站，并分析了如何研究防雷措施。知道變電站的故障總是會(huì)威脅人們的生命和健康，因此，您需要努力提高自己的技能水平，并采取防雷措施，盡可能避免人員傷亡，以保護(hù)人們的安全用電。創(chuàng)造良好的環(huán)境。

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