华东送变电工程公司 201803
摘要：变电站的作用是改变电压，在电力系统中起着很重要的作用，不幸遭遇雷击，极有可能对电器设备造成严重的损坏，以至于正常的运行受到影响而导致大面积的停电，现在的变电站都有较为完善的防雷接地保护措施，变电站的设备遭雷击损坏的概率较小，变电站的防雷措施得以进一步完善，基本能够确保电力系统运行的正常。
关键词：变电站；防雷接地；措施
1 引言
雷电是影响电力系统安全、稳定运行的重要因素，作为电力系统枢纽的变电站如果发生雷击事故，将会导致大面积停电，给社会生产和人民生活造成严重的影响。据统计，我国高压输电线路的总跳闸事故中有40%到70%是由雷击引起的，特别是在多雷、土壤电阻率高和地形复杂的地区。所以，防雷和接地保护技术的运用对于保障变电站的安全、稳定、可靠运行以及人身安全都具有十分重要的作用。但是，变电站的防雷与接地保护是一项复杂的系统工程，在实际应用中需合理选择与应用防雷与接地技术，才能为变电站的安全运行提供可靠保障。因此，针对雷电对变电站的各种入侵途径，开展变电站防雷与接地保护技术应用研究，对于促进我国电力系统的安全、可靠、稳定运行具有重要的现实意义。
2 雷电的主要危害
2.1雷电放电时产生高温损坏设备
带电雷云对地面物体发生放电时，雷电流可达几十千安，甚至几百千安。如此大的电流即使持续的时间非常短，也能在通道上产生大量的热，其温度最高可达几万度。显然，这样强烈的弧光若与易燃、易爆物质相接触，必然会引起燃烧、爆炸或造成火灾。如果厂房的屋顶是可燃的，雷击时就可能引起火灾。
2.2雷电放电时产生强烈的机械效应造成厂房或设备损坏
当雷电流通过木材内部的纤维缝隙或砖结构的缝隙时，由于产生很高的温度，会使附近空气激烈膨胀，水分及其他物质迅速分解为气体而呈现极大的机械力；再加上静电排斥力的作用，将对地面结构造成严重的劈裂，甚至使木柱变为碎屑。当雷击在没有避雷针的砖制烟囱上时，破坏力尤为严重。据统计，有许多钢筋混凝土结构的烟囱在遭受雷击时曾被打坏过。
2.3雷电放电时静电感应和电磁感应的作用对厂房和设备造成破坏
由于静电感应产生的电压可以击穿数十厘米的空气间隙，这对于装有易燃、易爆物质的仓库来说，无疑是很危险的。此外，由于静电感应的作用，建筑物的金属物体之间也可能产生火花放电。
2.4雷电放电时会造成人员伤亡
当雷击大树时，人在树下避雨有可能遭到雷击。当雷击避雷器时，由于雷电流向四周发散，若有人在附近地面走动，也可能由于跨步电压的作用而造成伤亡。
3 接地装置
接地装置在变电站的防雷中起到非常重要的作用，因此，在变电站在进行防雷设计时，一定要重视接地装置的应用，并严格规范安装行为，确保安装是正确、合理的，从而在雷电天气下将其产生的电流有效引入地下，对电气设备起到真正的保护作用。
3.1变电站防雷接地设计的原则
随着电力系统建设规模的逐渐增大，对变电站的接地系统提出了更高的要求。因为不管雷电防护技术的外在形式是什么，其实现途径都要通过接地装置引入地下，所以接地装置的安装非常重要，其设置的合理与否将直接影响到变电站工作人员和相关设备的安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆变电站中多级母线接地故障的电流越大，在设计时电阻的要求就越难以满足，虽然现在变电站中的接地电阻条件已经从从过去的0.5Ω放宽到了5Ω，但是在使用接地电阻时还需要谨慎对待，尤其要注意以下三项原则：（1）在允许的情况下，尽可能使用建筑物位于地基以上的钢筋，或是使建筑物中自然接地的所有金属统一接地，使之连接成为一个接地网络；（2）以自然接地的物件为基础，以人工设置的接地体为辅助，外形上尽量采用闭合环形；（3）可以实行单点接地，但是前提条件是有一个统一的接地网，且接地方式相同。
3.2变电站的防雷措施
3.2.1侵入波的防护措施
变电站限制侵入波的主要设备是避雷器。在进行避雷器安装时，一定要严格确定避雷器的型式、参数、台数和装设位置。
（1）进线段的防雷保护
进线段是指距离变电站1～2km的进线线路，由于临近变电站，所以极易受到侵入波侵扰。进线段的防雷保护最为重要的是限制雷电流幅值和侵入波陡度来降低线路残压。对于全线都没有加装避雷线的线路，还应在变电站的进线段架设避雷线，其保护角可设为20°左右。另外，进线段还可能受到线路的冲击电晕影响，所以应适当提升进线波阻抗来降低进线段内绕击和反击形成侵入波的概率，同时也利于雷电流的降低。
（2）母线段的防雷保护
变电站的母线段在运行过程中有巨大电能通过，若其发生短路将会承受较大电动力效应和发热，所以必须在母线段安装避雷器来避免其遭受雷击而短路，从而确保变电站的安全运行。在变电站的每组母线上应根据电压等级装设相应的金属氧化物避雷器或阀式避雷器，并且避雷器要以最短接地线与配电装置的主接地网相连[3]。另外，要注意避雷器与被保护设备之间距离必须满足最大距离要求，且保证保护范围完全覆盖被保护设备。
（3）变压器的防雷保护
变压器是变电站最为重要的设备之一，其防雷保护也是变电站防雷的关键。若变压器中性点为全绝缘，则无需采取防雷保护措施，但在变电站内只有一台变压器且进线只有一路的情况下，则需在中性点位置加装一组避雷器；若变压器中性点为分级绝缘，则必须加装与该点位绝缘等级相同的避雷装置。
3.2.2直接雷击的防护措施
直接雷击是变电站中遭受最多的一种雷击方式，因此此种雷击方式也是对变电站危害最大的一种，应对直接雷击的措施有三条，如下：（1）防止反击。为了防止雷电泄地时反击，避雷针接地引线和引下线入地点都要尽可能远离设备接地点；（2）装设集中接地装置。上述所有接地线都要接通总线地网，并在连接下加装集中接地装置，其工频的接地电阻碍不得小于10Ω；（3）主控室和网络控制楼以及屋内配电装置防直击雷措施。对于金属屋顶或者非金属屋顶但是屋顶上有金属设备的建筑物如要把金属部分接地；钢筋混凝土式屋顶也要将钢筋焊接成网接地；非导电式的结构的屋顶，8～10米网络避雷带，设引下线接地。
4 结束语
随着科技发展，生产和生活用电量越来越大，电已经成为最重要的资源之一。如何保证电力的供应对于国民经济发展和人民生活水平的提高都有非常重要的意义。雷击事故是电力供应部门最重要的灾害之一。在变电站的防雷击保护中，如何防雷显得十分重要，防雷击技术的研究已经取得了很大的发展，变电站防雷的保护措施会越来越多。在实际中，变电站的防雷保护是一个系统工程，需要因地制宜根据不同区域的地形地貌和气候特点，合理地选择防雷保护措施。严格按防雷接地规程办事，应用新技术新装置，采取综合性的防雷措施是确保变电站极大减少雷害的重要手段。
参考文献：
[1]吴敬柱.浅析变电站防雷接地技术的应用[J].中国高新技术企业，2015（34）：35-36.
[2]穆玉礼.对变电站防雷接地的技术研究[J].科学中国人，2015（02）：20.
[3]天嗒.防雷接地技术在220kV变电站中的应用研究[J].中国新技术新产品，2014（03）：178.
[4]夏蕾，刘亚伟.对变电站防雷保护的几点认识[J].科技创新导报，2010，（04）.
论文作者:谢雄华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/31
标签：变电站论文; 防雷论文; 雷电论文; 避雷器论文; 线段论文; 设备论文; 作用论文; 《基层建设》2017年第31期论文;