摘要：变电站作为电力系统中交换、集中和分配电能、电压、电流的场所，在给人们的生活带来便利的同时，也存在着一定的安全隐患。而雷电作为常见的自然现象，却时刻威胁着变电站的运行安全。因为变电站的特殊功用以及特殊性质，其招致雷击的概率要比一般地方高出无数倍，一旦变电站遭受雷击，不但会给区域供电带来不便，严重时可能会带来严重的事故，危及到人民群众的生命和财产安全。为了保护电气设备不被雷击干扰或损坏，变电站的防电击要求非常高。文章对变电站的防雷接地技术进行了论述。
关键词：变电站；防雷接地技术；接地装置；电气设备；雷击
引言
变电站作为电力系统中交换、集中和分配电能、电压、电流的场所，在给人们的生活带来便利的同时，也存在着一定的安全隐患。而雷电作为常见的自然现象，却时刻威胁着变电站的运行安全。一旦变电站遭受雷击，将会损害变电站内的电气设备，给区域供电带来不便，造成巨大的经济损失，而且还会严重危及国家财产和人们的生命安全。
1、变电站遭受雷击的原因
1.1直雷击过电压
当雷电直接击中电力装置时，会在局部产生强大的雷电流和超高电压，并放出大量的热，这些热是导致电气设备破坏的直接因素。
1.2感应过电压
当雷区行至架空导线上方时，在静电感应的作用下架空导线上会积聚大量的异线束缚电。当雷云对大地放电架空导线上方会形成很高的过电压。过电压的存在会危害电力网络。
1.3雷电反击
当架空线路存在雷电感应过电压或者雷电直接击中产生的过电压是变电站遭受到的最为严重的雷害，在没有防护措施的条件下，该过程产生的大量热量迅速释放会导致电站设备的绝缘层损坏，并极有可能会引发事故。
2、雷电系统防护
通常来说，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，比如沿海地区雷击发生的频次要明显高于内陆地区，但无论是沿海地区，还是内陆地区，都要认真对待防雷击问题。当发生雷击时，大气层内会有强烈的电流通过，此过程中产生的热量和机械能如果直接作用于物体上，就会发生相当严重的问题，而且还会产生后续危害，影响人们的生命安全和财产安全。根据雷电发生作用过程的不同，雷击危害又可以分为感应雷、直击雷和雷电反击经过3种形式。经过无数人的努力探索，防御雷电的措施己经由原来的直击雷防护发展为现在效果更佳的系统防护。
3、变电站电气设备防雷接地的设计要求及步骤
使用防雷接地技术保护电气设备时，需要按照以下步骤和施工原则进行：一是设计原则。保证变电站电气设备接地网络安全，施工技术人员必须将自然金属接地物与地基钢筋等统一连接起来；同时需要将自然接地物作为防雷接地技术施工基础，在外部形态上，尽可能选择闭合环形状态，保证接地水平和后期变电站电气设备抵抗雷电的能力。二是变电站电气设备防雷接地设计及施工步骤。首先，技术人员必须按国标规范要求选择接地极、接地线以及相关的接地网、引下线、避雷针等。在选择接地线时重点考虑其横截面积以及阻抗，同时还需要考虑接地线成本以及电气设备周围土壤腐蚀性能，保证所选择的接地材料可以抵抗土壤腐蚀，确保接地材料使用寿命及所发挥的功能。三是合理布置接地线。通过相关实践证实，放置接地线的土壤电阻率会随着土壤含水率的增加而降低，当放置接地线的土壤含水率在20%～25%时，该土壤电阻率处于相对稳定的状态下。同时放置接地线的土壤电阻率会随着土壤温度的变化而变化，当温度为0度时会出现一个跳跃点。因此在布置接地线时，技术人员需要全面考虑到土壤因素。保证所选择的接地线位置温度适宜、湿度适宜，使接地线使用年限得到最优化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4、变电站电气设备防雷接地技术
4.1接地
实施接地措施可以有效提高电气设备的防雷水平。将雷击产生的电流导入大地中，防止电泳电压损坏电气设备。不同情况接地网的电阻也是不同的，具体要根据实际情况决定，必要时候尽可能降低接地电阻，这样可以避免电位持续升高。
4.2均压
均压指的是在同一区域内设置一条接地母线带，然后这一区域内的设备、建筑、导线等都连接到这条接地母线上，做好加固处理，保证各个接地点的等电位。雷电产生的电流较大，辐射值较高，电流经过的地方电位也会随之出现大幅度升高，导致周围物体受到不良影响，严重时候出现火灾或爆炸。实施均压就可以有效防止这一问题的出现，降低事故发生几率。
4.3分流
分流指的是将直击雷通过接闪器分散到接地装置上，然后使其能够分散流入地下，避免雷击电流流经时产生过大的电磁效应对电子设备造成干扰，防止其乱窜进入工作区，直接将其引入地下。过程中需要注意的是，建筑物外壳顶部必须要与接地主线相连接，且呈放射性连接，禁止出现窜接的地方，这样可以有效避免电流产生过大的感应电位，避免损坏到设备。除此之外还要保证接地引下线要有足够的面积，定期进行检查和维修，避免其出现腐烂或窜连。
4.4屏蔽
屏蔽指的是采用相关屏蔽设备安置在电子设备上，避免其受到电磁脉冲的干扰。过程中国必须要保证屏蔽体外壳有效接地，每条线路都要合理安装，进行适当的过滤，坚决不允许任意一根未经过有效过滤的导线投入使用，避免屏蔽笼失效。
4.5隔离
隔离措施主要指的是对于不同接地网的通信线之间进行隔离，可以起到避免高低电位反击问题。通常情况下光电隔离、变压器隔离比较常用。合理布置调度区设备，可以采用击穿保险器的方式将接地网与主接地网连接在一起，避雷器可以选择容量为10KA的220V低压氧化锌避雷器，这样才能保证充分发挥隔离作用，一旦受到雷击可以有效均衡电位。
5、变电站电气设备防雷的措施
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比较小的变电站使用，但是，大型的变电站则需要在构架上安装避雷线、避雷针或者同时安装二者。安装时，要严格按照相关规范接引流线和接地装置。在变电站中，主要采取的防雷措施有以下3种：①安装避雷器。避雷器可以将入侵的雷电波降低至电气系统设备绝缘强度允许值以内。目前，我国使用最广泛的避雷器是以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的防护能力，保护电气设备和电子元器件，使其不被击坏。其工作机理是，当发生雷击事故时，后台监控器可以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，可以分为主接地线、分接地线和电位连扳等，主要起保护和屏蔽设施的作用。变电站中防雷接地装置的接地线就是防雷接闪装置的引下线。
结束语
综上所述，当前变电站电气设备防雷接地技术使用过程中还存在着一些问题，因此建议相关技术施工人员多了解变电站电气设备防雷接地设计要求、施工步骤，并按照规范的施工步骤完成施工操作，降低施工失误的概率，使电气设备拥有更强的防雷能力，保证电气设备的正常使用能力。希望本文对变电站电气设备防雷接地技术的详细分析，能够为更多技术人员提供理论参考。
参考文献：
[1]李渊.变电站电气设备防雷接地技术探讨[J].企业科技与发展，2014（08）：26-28.
[2]王泉萍.35kV变电站防雷与接地技术及相关防护[J].科技创业家，2013（18）：112.
[3]刘磊，尤宏宇.浅谈防雷保护措施中的接地技术[J].农村实用科技信息，2012（08）：78.
[4]贾红芳，占志峰，张敏玲.沿海多雷区变电站的防雷保护[J].电工电气，2012（01）：34-37+50.
论文作者:朱恺之
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
标签：变电站论文; 防雷论文; 接地线论文; 电气设备论文; 雷电论文; 过电压论文; 土壤论文; 《电力设备》2017年第36期论文;