（国家电投集团周口燃气热电有限公司生产准备部 河南周口 466200）
摘要：电是我们日常生活中随处可见的一种能源，随着我国经济的发展越来越快，GIS变电站占有重要的地位，如何,避免变电站由于落雷造成的雷电过电压现象,保障电力的供输稳定,是一个越来越重要的问题。GIS变电站是电力系统的枢纽，内部的变压器等多个电力设备如果遭到雷击的破坏，会造成大范围的停电，给工业的生产和我们的生活带来较大的影响。
关键词：变电站；雷电过电压；保护措施
前言：变电站的安全运行对电力系统十分重要，且变电器的内绝缘一旦击穿不能自动恢复，将带来停电，给经济带来极大的损失。在多雷区，电力系统故障85%以上都是由于雷电引起的。变电站的雷害事故主要由两方面造成，即直击雷电和侵入雷电，不管是哪种雷电都对变电站的危害极高。自从按照规程装了避雷针和避雷线后，大大减少了雷电事故的发生频率。所以，雷电过压沿线路侵入变电站对变电站设备和变压器带来了极大的隐患。
一、雷电侵入的途径
雷电电磁干扰主要通过传导耦合和辐射耦合方式传送到变电站，让其失效和损坏。一般来讲，雷电入侵变电站的可能途径有4条，分别为电源线和主控微机之间的通道及网络通信线路，以及地电位的反击电压。其中从电源线入侵的几率最大。
1.1电源线入侵。
变电站的电源由低压线输入室内。雷电可沿配电线以行波的方式侵入电源，使电力线路失效或损坏。其中直击雷击中高压线产生的过电压经过变压器耦合后，到次级沿110V线路入侵室内电源设备。另外，直击雷也可能击中变压器到室内的低压线路，从而产生过电压。同时，雷击电磁脉冲也可能在110V的低压线路上耦合产生过电压，对变电站内设备造成严重损害。
1.2通信线入侵。
当变电站周围直击雷防护不力时，地面突出物或高层建筑物遭雷击，雷电过电压将地面土壤击穿，可能击穿网络线和数据采集器到主控微机之间的电缆线的绝缘层，使暂态过电压沿通信线直接入侵。如若通信线路遭雷击电磁脉冲袭击时，会在线路上感应出数千伏的过电压入侵，导致数据系统整体的瘫痪。
1.3地电位反击通过接地体入侵。
根据变电站建筑物防雷规范，把信息系统所在建筑物按需要保护的空间，由外到内分为不同的雷电防护区，当避雷针接闪、系统与引下线绝缘距离不够时，强大的雷电泄流放大，会对变电站产生反击，反击电压最高可达数万伏。该反击电压沿着接地引下线到达综合自动化系统接地接口时，其衰减剩余幅值足以对系统产生破坏。
二、侵入波过电压的影响
2.1雷电反击
反击时，侵入波过电压较大，电流取210KA。计算结果如下图所示。我们由图中看出结果，在雷电发生反击的情况下，采用先导法计算出的雷电过电压的数值与规程法相差不大，先导闪络判据运用到变电站的绝缘配合研究中是合适的。闪络判据会影响线路的耐雷水平，线路的耐雷水平对雷电侵入波的影响。发生雷电反击时，线路雷电导致的过电压与线路耐雷水平关系不大，规程法与先导法测量的结果比较明显。原因如下，当雷击引起的线路电流 较小时，绝缘子并不会出现反击现象；较大的雷电流将会沿着杆塔落入地下。所以，当发生雷电反击情况，闪络判据对设备上产生的过电压的计算影响不是很大。
反击情况下闪络判据对变电站设备过电压的影响
2.2雷电绕击
绕击发生时，变电站中电气设备的过电压受雷击电影响较大，距离变电站越近的位置，雷电产生的过电压越高。通过先导法闪络判据计算，线路的绕击耐雷计算结果增大依据仿真，得到设备的最大过电压与绝缘子串的闪络判据关系如下表所示。
绕击情况下闪络判据对变电站内设备过电压的影响
观察图表我们可知道，采用先导法闪络判据，设备上过电压的计算值显然增大，而绝缘裕度将至1.154，但是仍能够满足设备绝缘配合的要求。在雷电绕击的情况下，变电站内电气设备过电压随着线路耐雷水平增加而增加，耐雷水平达到一定值后，侵入波过电压不再增大。这主要是受到了避雷线的屏蔽作用，超过最大绕击雷电流，将不会再考虑此雷电流对导线绕击的可能性。所以，采用先导法闪络判据，设备的过电压水平较高时，线路的耐雷水平有所增加。
三、防雷措施的研究
3.1防雷保护
雷电波沿近线段入侵是变电站受损害的主要原因，降低近线段雷击的概率，提高耐雷水平，可降低雷电入侵波的影响。
3.2改善接地网电位分布
将设备的外部以及内部的防护保护装置链接成等电位，以免出现高电位。在变电站中的接地网，采用方孔地网，至于网络地网可以根据实际中地电位的分布情况来考虑。尤其在避雷针、避雷器及主要氮气设备的接地部分，可以适当地增加放射状接地极，来改善电位分不状况，防止在遭受到雷击时，较大的电流入地造成电位升高，损坏电源设备和控制回路。电缆敷设沟合理的设置接地带，设置与电缆沟平行的均压带，以防止地电位不均，干扰二次回路的动作。对于接地网表面电位的分布也要尽量满足跨步电压和接触电压的要求。
3.3降低杆塔接地电阻
为防止雷电流反击导线，使得雷击杆塔时电位不至于升的太高，可以适当地降低杆塔的接地电阻，这种方法对于110kV及以上的线路具有很好的防雷作用。35—60kV的线路杆塔，一般也需要避雷线逐塔接地，这样在某相遭到直击雷后，其他两相可以得到保护，防止闪络的发生。在年雷暴日超过40天的地方，一般来说，接地电阻以不超过30Ω为宜。
线路杆塔的接地电阻，在土壤电阻率低的地区，应当充分考虑其应用，当然，变电所进线段单独考虑，采取有效合理的降阻措施。我们可以延长接地体。杆塔基部施加降阻剂降低电阻，填充电阻率比较低的物质。对于某些山区以及高原地区，要想降低接地电阻较为困难，而且效果往往不理想。
结束语：
通过上文讲述变电站供配电系统，我们知道了雷电的侵入220kV GIS变电站的途径，也分析了如何做好防雷措施的研究。我们知道变电站如果出现失误时时刻刻都在威胁着人们的生命健康，因此，我们必须要努力的改进技术水平，做好雷电预防措施尽量的去避免伤亡事故的出现，为人们的安全用电而营造一个良好的环境。
参考文献：
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论文作者:崔继敏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：过电压论文; 雷电论文; 变电站论文; 判据论文; 电位论文; 杆塔论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第6期论文;