摘要：变电站是电力系统的枢纽设备，负责电力强度等参数的稳定与调整，变电站接地技术是用来防止电力设备和电子设备遭到雷击而采取的基础性的保护措施，其目的是把由雷电产生的巨大雷击电流引到大地中，起到保护变电站的作用。因此开展变电站防雷与接地保护技术研究，对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。
关键词：变电站；防雷接地技术
引言
雷电是一种壮观的自然现象。由于雷电电压很高、雷电流甚大，因此其对于变电站等电力、电气设施具有极强的破坏性。防雷接地技术是一种针对雷击的电气系统安全防护技术，其在变电站中的合理应用可以有效避免变电站遭受雷击损坏，为电网运行的稳定性与安全性提供保障，变电站防雷技术对保障变电站人身与设备安全具有重要作用。
一、雷电的危害
由于雷电具有电流很大、电压很高、冲击性很强等特点，有多方面的破坏作用，且破坏力很大，雷电具有电性质、热性质等方面的破坏作用。电性质的破坏作用表现为冲击电压可能毁坏发电机、电力变压、断路器等电气设备的绝缘，造成大规模停电；绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；绝缘损坏后，可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险。热性质的破坏作用表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾。
二、变电站受雷击危害的原因
变电站正常运行时，其相关电气设备受电网的额定电压保护。但在雷电天气下由于雷击会出现过电压现象，使电力系统中一些线段的实际电压要远远超过正常工作状态下的电压值，导致变电站受到损坏。根据途径不同，变电站的雷击情况可分为以下三种：（1）直接雷击过电压。当雷电直接击中变电站的电气设备时，会在所击位置瞬间产生巨大的雷电流与超高电压，并随之释放出大量热能，而这些热将对电气设备产生巨大损坏，使其失去功效；（2）感应过电压。当雷云移动到架空导线的上空时，受静电感应的影响，会有大量异线束缚电积聚于架空导线上。随着雷云对大地产生放电行为，架空导线上空会有很高的过电压形成，危害电网的正常运行；（3）雷电反击。架空线路形成的过电压与雷电直接击中形成的过电压会对变电站造成损坏，该过程会产生大量热量，若没有有效的防护措施，这些热量迅速释放，损坏电气设备的绝缘层，甚至引发安全事故。
三、雷电系统防护
通常情况下，某地区发生雷击事件的频次与该地区所处的地理位置有很大关系，如沿海地区雷击发生频次明显高于内陆地区，但无论是沿海地区还是内陆地区，防雷击问题都应被严肃对待。在雷击发生时，大气层内会有强烈的电流通过，该过程产生的热量和机械能若直接作用到物体上，会造成严重问题，还会发生后继危害，危害人民群众生命和财产安全。根据雷电发生作用的过程不同，雷击危害又可分为感应雷、直击雷和雷电反击经过三种形式。经过无数人的努力探索，防御雷电的措施已经由原来的直击雷防护发展到现在的效果更佳的系统防护。
内部防雷和外部防雷共同构成现代的雷电防护系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中外部防雷的主要功能是将可能直接击中建筑物的雷电通过地下引线、避雷针或避雷带等引入大地发泄以保护建筑物的安全。通过在建筑物顶部安装避雷针、引下线和壁垒带可有效将雷电的威力引至地下以减弱雷电的威力降低内部防护的压力。内部防护措施主要考虑到保护建筑物内部的人员和设备安全而设置。内部防护即在需要防护的设备前端合适位置安放防雷器，可将线路、设备和大地形成一个有条件的等电位体，以有效阻止雷电流，保障建筑物内部人员和设备的安全。内部和外部防护装置相互结合、相辅相成。外部防雷系统使建筑物本体免受雷击而发生火灾事故及人身安全事故；内部防雷系统消除感应雷和其他形式的过电压侵入而损坏设备的隐患。
四、接地装置
4.1 变电站的防雷措施
雷击对变电站的危害有直接雷击和间接雷击两种情况，因此变电站对雷击的防护也应从这两方面入手。要想避免雷击首先要避免雷电波的进入，再次还要利用保护装置将雷电波引入接地网。通过拦截导引等措施可以改变雷击的途径。最常使用的接闪器有避雷线和避雷针。独立式避雷针适合规模较小的变电站使用，但大型的变电站则需要在构架上安装避雷线、避雷针或同时安装二者。安装时要严格按照相关规范接引流线和接地装置。变电站中的防雷措施包括：（1）安装避雷器。避雷器可将入侵的雷电波降低至电气系统设备绝缘强度允许值内。目前我国使用最广泛的避雷器为以采用金属氧化物为主要材料制成的避雷器；（2）浪涌抑制器。浪涌抑制器采用过压保护，防雷端子等系列可以有效改善电气设备自身防护能力，保护电气设备及电子元器件不被击坏。其工作机理是发生雷击的事故时，后台监控器可显示电源防雷模块是否遭到损坏，浪涌抑制器一般安装在控制和通讯接口处；（3）接地线。接地线即接地体的外引线，根据其功能可分为主接地线、分接地线和电位连扳等类型，主要起保护和屏蔽设施的作用。变电站中防雷接地装置之接地线就是防雷接闪装置的引下线。
4.2变电站接地设计原则
电力系统规模的不断增大，变电站接地系统的要求也越来越复杂，因此合理的接地装置非常重要，其直接关系到变电站的人员和设备安全。变电站多级母线的接地故障电流逐步增大，加之标准与实际值之间的差别越来越大，在设计时如何满足电阻的要求变得越来越棘手。现在的变电站接地电阻已由原来的0.5Ω逐渐放宽到现在的5Ω。尽管如此，在接地电阻使用时还是要遵循以下原则：（1）尽量使用建筑物地基上的钢筋或自然接地的金属统一接地，连接成接地网络；（2）自然接地物为主、人工接地体为辅，外形尽可能采取闭合的环形；（3）单点接地，但要有统一的接地网。
4.3 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，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：（1）防止反击。为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及屋内配电装置防直击雷措施。对金属屋顶或非金属屋顶但屋顶上有金属设备的建筑物要把金属部分接地；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。
结束语：变电站的防雷与接地是一项较为复杂的系统工程。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。增强变电站的防雷能力不仅是电力系统正常运行的需要，也是社会对供电质量逐渐提高的需要，更是维护公众安全与秩序的需要。
参考文献
[1]万宏伟.变电站的防雷措施[J].农村电工，2010，（2）.
[2]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，
论文作者:邹文标
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：变电站论文; 雷电论文; 防雷论文; 过电压论文; 防护论文; 接地线论文; 避雷针论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;