摘要：变电站是电力系统的重要枢纽,如果变电站发生雷击事故,有可能使变电站的重要设备遭到严重损坏,变电站陷入瘫痪状态,造成大面积的停电,严重影响正常的工农业生产和人民生活,常常给人们的生命财产造成巨大损失,这就要求变电站必须具有十分可靠的防雷接地系统，以保证变电站的安全可靠运行。
关键词：变电站；防雷接地系统；设计
1 变电站防雷接地设计相关内容
1.1设置接地网间距
在过去的变电站接地设计中，接地网均压导体都是根据5m、7m、10m等间距开展布置，由于受到端部效应与邻近效应的影响，边角网孔电势比中心网孔电势高，而且随着地网面积与网孔数的增多，其差值也不断增加。在不等距布置的情况下，中部导体泄漏的电流密度会不断增大，可以使得中部导体得以更充分的利用。
1.2布置地网中垂直接地极
由于受到水平接地极屏蔽的影响，使得垂直接地极对地网接地电阻所产生的改善效果较弱，垂直接地极仅仅对一些设备具有增强散流效果的作用。因此，除了避雷器、构架避雷针、变压器中性点、除消弧线圈中性点等需要设置垂直接地极以外，还可以在其他的具有一次设备的位置装设。除此之外，还可以在地网边沿一圈中装设多一些垂直接地极，这样能够使得散流的效果有效增强，增设垂直接地极相当于扩大了地网的面积，能够使得接地电阻得以有效减小。
1.3接地极的热稳定性校验
通常而言，热稳定校验主要根据流经接地线的短路电流的稳定值来开展，相比于地网主干线截面，该设备的接地引下线截面的面积应更大，这样能够使得主干线中的短路电流朝两侧进行分流。但是由于地下主干线容易腐蚀而且购置的钢材规格不宜太多，使得地下主干线通常和接地引下线采用同样规格的钢材。
1.4设计接地引下线
依照有关规定中的要求，在变压器中性点中应该有两根接地引下线，其与不同干线中的主地网进行连接，接地引下线应该与热稳定校核要求相符。对重要的设备及设备构架而言，应该有两根和主接地网不同地点连接的接地引下线，而且应该保证两根接地引下线都与热稳定校核相关要求相符。除此之外，接地引下线的设计还应该为定期的检查与测试提供便利。
2 变电站直击雷的防雷接地装置
2.1设备的接地点远离避雷针的接地线的入地点，避雷针的接地线也要远离电气设备，同时远离人员密集区和易燃物品区域。
2.2接地系统应该和总线地网连接，设立集中接地装置，工频接地电阻大于10Ω.
2.3对与变电站的主控楼、主控室或是网络控制楼和室内配电装置，如果有金属结构或是屋顶是金属做的时，必须将金属部分接地；如果屋顶是钢筋混凝土结构的，则要将钢筋焊接成网并接地；如果屋顶的结构是非导电的时候，没有避雷针保护，可以在屋顶设置8m-10m 左右的金属网，并且避雷带网络设引下线接地。
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2.4变电站直击雷的防护主要是安装避雷针，将直接雷电流吸引到自身，并且安全导入大地，从而保护变电站的各种装备。变电站的各种电气设备必须要在直击雷的保护之下。具体要求：例如，35kV以下的变电站接地线入地点与被保护物的土壤中距离必须大于15m，考虑低压线路的绝缘水平比较低，避雷针禁止设置在配电架上，必须独立安装，避免电流反击现象的发生。我们只有将变电站所有的电力设备和进出线路纳入避雷保护的范围，才能有效避免遭受直接雷击带来的损坏。
3 感应雷的防雷接地系统的设计
感应雷就是直击雷通过电磁感应产生的二次效应，通常也叫二次雷。感应雷伤害主要是通过与大地产生静电感应，使遇袭设备超过本身的超压和耐压，进而使设备损坏，在防雷接地技术中我们主要是减少感应雷的伤害。每次雷电都会产生感应雷，只不过危害的大小程度不同，目前对于防止感应雷的技术还不太完善，主要是通过拦和堵的方法。
3.1感应雷的拦截
感应雷的拦截主要是通过避雷针。避雷针的作用主要是靠引雷来避雷的，不会加重感应雷的破坏力。防止感应雷的接地系统的质量是拦截感应雷的关键。系统质量越好，避雷针的针尖吸引电荷也就会更加密集，接地端的被斥电荷向大地也就疏散效果愈好，避雷针的尖端及时发生尖端放电，中和电荷，进而避免感应雷在变电站设备的形成，达到一个防雷保护的目的。提前放电中和的是自由先导性质的很小部分的雷云电荷，使得感应雷的形成缺少形成条件，我们知道雷云的移动，从而避免感应雷的产生。考虑避雷针的导电性能，我们通常采用无感和低阻抗的镀铬铁质避雷针，再加上一定的高度和突出性，效果十分明显。常规的单坑单极的接地系统，虽然检测正常，但是复杂的土质条件使它很难产生防雷作用。我们可以采用深掘五坑，每坑电极16根，在加上降阻剂，坑道间隔的距离和坑坑连接形成一个地网，在连接线的焊接桩形电极，向外延伸辐射线，这就是一个防雷拦截的辐射式地网接地系统。系统尽量建立在地质比较潮湿的地方，这样地网系统的导电性能比较好，导入大地电荷容易扩散，防雷的效果更好。
3.2感应雷的堵截系统设计
拦雷系统的保护范围比较小，对于临界范围极强的雷电和感应雷的威胁依然存在，我们使用堵截的方法屏蔽和安装避雷器来满足避雷的效果。屏蔽是解决电磁感应的有效手段，根据法拉第的电磁感应，我们可以对变电站实施机房敷设金属网和设备屏蔽。将设备进行封严就是最好的屏蔽，由于设备本身就是金属闭合结构，这样就是两层屏蔽。避雷器的作用就是消除电磁脉冲产生的浪涌过电压，将侵入到变电站的雷电降低到电气装置绝缘强度允许值以内。是对于变电站的接地系统必不可少的防护措施，常用避雷器有三厢四线避雷器。在变电站的配电盘和稳压器上安装避雷器形成两级防护。对于防雷接地研发提前放电和无源电路等特殊材料的避雷针和避雷器是目前防止感应雷最佳方法。除此之外，还应该增设引雷针，从而有效避免沿线路雷电入侵到变电站中，对变电站的安全运行造成影响。
4 结语
众所周知，雷电是影响电网安全稳定运行的重要原因，要想保证电网安全运行，一定要采取适当的措施进行防雷电处理，比如说增设避雷针、避雷器等，以用较少的投资来降低雷电对电网造成的影响。除此之外，还应该不断增强防雷设施的监测及维护，从而尽可能将雷电灾害损失将至最低，切实保证电网的安全可靠运行。
参考文献
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[2] 董向征.35/10kV总降压变电站电气设计与防雷保护研究[J].价值工程，2013（12）.
[3] 黄书旭.变电站运行中的防雷措施研究[J].科技风，2013（12）.
论文作者:刘芷合
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/8
标签：变电站论文; 避雷针论文; 防雷论文; 感应论文; 避雷器论文; 雷电论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第1期论文;