摘要：110kV变电站在长期运行过程中，不可避免的会遇到雷电天气，若其防雷设计不合理或者不到位，则容易造成变电站设备停运或损坏，威胁电网安全。因此，如何防雷电成为人们研究的重要方向，本文介绍了几种防雷电措施，以供参考。
关键词：110kV变电站;防雷;保护措施
雷击是一种常见的自然现象，是影响变电站可靠、安全、高效运行的原因之一。根据相关调查显示，我国约50%的变电站事故是由雷电引起的。我国的110kV变电站在遭到雷击时，会产生闪络和爆炸事故，严重危害了高电压等级变电站的安全运行，同时也影响了供电的安全性、可靠性和稳定性。因此，采用先进的防雷击设备和措施来改善110kV变电站的防雷性能是十分重要的。
1 110kV变电站防雷的必要性
之所以在110kV变电站中强调防雷设计与保护，一是因为雷电危害巨大，影响范围广，具体包括直击雷和感应雷两种，当雷电直接击中110kV变电站系统设备时，往往会形成强大的电流和电压，从而引发热效应、机械效应等破坏设备;而当雷电击中变电站的防雷系统时通常会出现电磁脉冲和放电现象，此时电压经金属管道或电缆对设备进行电磁干扰，影响设备运行或降低其绝缘性。二是因为防雷保护工作本就是110kV变电站变电站工程建设的一部分，而且不可或缺，若设计或施工不当，则易为变电站甚至整个电网的平稳运行埋下安全隐患，故对于110kV变电站而言，加强防雷保护至关重要。
2雷电天气对11OkV变电站产生的威胁
当产生雷击时，它会产生巨大的冲击电压，在经过电气设施时就会使变电站的设备受到损坏，有可能产生短路，甚至引起电气设施的爆炸，起火等十分严重的后果。而且，雷击时产生的强电流的高热现象会使电气设备的线路融化，从而导致电路瘫痪，严重时会造成大面积停电。当雷电击中建筑物时引起的强电流会释放高温，发出的热量引起物品的燃烧，引发火灾。而雷电的经过会使线路的绝缘性大大降低，增加安全隐患，后果十分严重。
2.1雷击造成的直接损坏
当雷电击中变电站设备时，雷击中的强大电流和电压，通过线路由于发出的大量热量和冲击力使得电力设备受到严重的损坏，这种巨大的强烈电流使所有在承受范围之外的设施发生击穿和绝缘闪络现象，对1lOkV变电站造成很大的直接严重后果。而且随着目前微机保护系统，远动装置，图象监控装置以及计算机系统的大量使用，变电站在设计的时候应充分考虑雷击事故造成的影响，如果没有周密的设计，那么就会使雷电波直接击毁弱电装置使得弱电装置的摧毁率大大上升，进而影响其他设备的正常工作。
2.2雷击造成的间接损坏
雷击除了造成直接的热效应和机械变形的损坏，它所形成的放电现象和电磁感应脉冲也有很大的破坏作用，这就是感应雷现象。雷电释放的高压经过金属线或者电缆到达变电站中的电气设施时，形成电磁干扰，对电力系统造成严重损坏。一些研究显示出，当雷电到达变电站的防雷设施时，会造成两种主要的危害，一是由于雷电的高压电流需要经过变电所的内部接入地线才会到达地下，因此在接地线中会有很大的冲击电位产生。这时在接地线的某些地方就会出现反击现象，有的还会有局部放电现象产生，这样会大大降低电气设施的绝缘性能。二是雷电下泄到地下的同时，在周围的空气和金属中产生强大的电磁感应场，从而使变电所的部分设施产生短暂的不稳定电压，影响这些设施的正常运转，造成停电。
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3 110kV变电站防雷保护措施探讨
3.1选用合适的避雷装置
由于直击雷较为常见，所以一般采用装设避雷针、避雷器等措施加以防护，但在实际运用中，必须立足实际，分析110kV变电站所在区域的雷电情况，通过收集整理雷暴数据提高防雷方案的实用性和适用性。在选择避雷针时，需要注意科学计算其保护范围，以一支避雷针为例，若被保护设备高度大于等于2倍的避雷针高度，其保护范围应为两者高度差与高度影响系数的乘积，当避雷针高度低于30m和高于30m时，影响系数分别为1和5．5。一般情况下，若110kV变电站规模较小，可设独立的避雷针用于防雷，反之则应将避雷针(线)设于变电站系统架构之上，且保证规范严格施工，以此增强防雷效果。而在选用避雷器时，需要结合变电站被保护设备的性能特点、运行状态、绝缘状况等情况确定最佳的避雷器，若配电系统电压等级低于10kV，可选用FS阀式避雷器;若为110kV变电站，可选用FZ阀型避雷器，但必须保证其与系统具有相同的额定电压。此外，为控制摆你带你站设备绝缘强度处于规定范围内，还应对低于400V的低压侧增设氧化锌避雷器，配以空气间隙的设置，进一步提高防雷效果。
3.2在电源入口处安装浪涌保护装置
雷电波具有峰值高、能量大的特点，应在电源入口处安装相应的浪涌保护装置。当电源入口遭到雷击时，雷电波经过浪涌保护器后，仍然会存留一些能量较高的信号，会对电源系统造成一定的损害。因此，当安装了浪涌保护装置后，还应安装低通滤波器对雷电波进行过滤，然后再安装压敏电阻。压敏电阻具有良好的非线性，能够将电压控制在安全范围内。上述设备可有效地吸收雷电波的能量，避免雷电波对电源造成损害。
3.3强化变电站进线保护
为减少阀型避雷器的负荷，使其充分发挥防雷作用，还应对110kV变电站采取进线保护，一来在进线设计的影响下对避雷器的冲击电流加以抑制，二来通过降低雷电电压波变化保护变电站，故经常将避雷线设于变电站进线0．5-1．5km位置，以切实降低雷电对110kV变电站的不良影响。
3.4埋地电缆和地下接引线
为了防止雷击引起的雷电感应，变电站内部的设施，线路和管道等金属物，应接引埋地电缆或电气设施的地下接引装置，且地下接引线不少于2根，为了保证雷电中的强电流造成的高热效应，应将电缆的金属外部线路皮接地，同时将变电站的管线进行等电位处理。正常的接地设施可以使由于雷击引起的高压电流导入地下，避免出现电位的升高，接地设施的检测和日常管理不但可以保证变电站电力设施的安全以及正常运作，从而使人们的生活更加便利，还会保证人们的生命安全和财产安全，接地网能够很好的起到引导雷电，避免发生电位过高的现象，这些防雷击的措施和装置应用于多方面，包括各种电压等级的输出，配电网络，以及各种变电所，是保障电气装置和人身安全的有效方法，所以接地设施的检测和日常管理尤为重要。
3.5定期的维护
对于这些防雷设施应安排专职人员进行日常的检查，还要对气象站点进行巡逻，保证各种观察仪器的正常使用，对线路进行日常维护，使得站点内部的设备能够很好的正常工作。尤其要注意对雨量检测器和传感器的维护，以及对接地线路和避雷线的检测，做完后应及时把检测后的数据进行上传和备份，从而保证各个站点的设备正常运转。
结语：
总之，110kV变电站防雷设计具有非常重要的现实意义，这就要求我们从110kV变电站实际情况出发，制定合理有效的防雷方案，通过从避雷针、避雷器、接地设计等多方面加以考虑和保护，可大大增强110kV变电站的防雷水平，进而能够更好的抵御雷击。
参考文献:
［1］孙阳，王君龙．110kV变电站的电气设计与防雷保护研究［J］．科技创新导报，2018，15(34):59-60．
［2］刘海明．110kV变电站的防雷接地设计探讨［J］．城市建设理论研究(电子版)，2017(26):140．
［3］刘军亭．110kV变电站综合防雷措施［J］．农村电气化，2014(06):21-22．
论文作者:郝霞霞
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/1/15
标签：变电站论文; 雷电论文; 防雷论文; 避雷器论文; 避雷针论文; 设施论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第21期论文;