摘要：110kV变电站的防雷接地系统，主要就是为了确保电力设备可以正常、安全的运营，同时在保护人身安全方面也有着非常重要的作用。但是近年来，由于很多地方的110kV 变电站的防雷接地装置使用了较长时间，导致这些装置里面的相关材料出现了超期服役。本体性能差、老化以及后期维护脱节等问题，再加上有很多地区110kV变电站的防雷接地系统在设计的过程中，出现构造设计不合理、整体设计不完善以及施工工艺不高等问题，导致电网在运行的过程中，出现了潜在的威胁因素，因此需要设计人员在设计的过程中，一定要对其加强重视。接下来文章将对110kV变电站的防雷接地设计展开进一步的探讨。
关键词：110kV变电站；防雷接地；设计
前言：我国有很多的沿海城市以及南方地区，因为气候的缘故，常常会出现很多的雷暴天气，也因此在这些地区的变电站中出现雷击的概率非常大，这严重的威胁了周围人们的人身安全，同时也会给变电站内部装置中的设备带来较大的损伤，所以，在变电站中安装防雷接地系统是非常有必要的。其中对于110kV变电站的防雷接地系统的设计，需要设计人员根据 110kV变电站的实际情况对其进行设计，重点是根据其本身存在的特点进行分析设计，例如，110kV变电站的微机装置比较多，它所占据的面积比较小等等。
1. 防雷设计
1.1选择与校验避雷设备
一把情况下在发生雷电的时候，如果击中了110kV电站，那么就一定会对110kV 变电站的建筑物以及相应的电气设备带来不同程度的危害，因此，在110kV变电站中应当选择与校验好合适的防雷设备，其实也就是在110kV变电站设计的过程中，选择合适的防雷、避雷器，以用来确保其他相关设备能够顺利、安全的工作。在选择与校验避雷设备的时候，首先就是根据110kV变电站的实际情况，先考虑被保护设备的使用方法以及绝缘情况，对避雷防雷的设备形式进行选择。一般是在3kV或者是在它之下的配电系统会直接选择普通阀型FS；而一般在10kV以上一直到220kV的发电厂或者是变电站，大多数会选用的配电装置是普通阀型Fz；在220kV或者是在它之下的则要适当的限制电压，所选用的配电装置为FCZ型。此外还应注意110kV变电站中所使用的避雷设备，它的额定电压需要与系统设定的额定电压相同。
1.2 避雷针
设计人员在进行防雷设计以及防雷措施的时候，一定要严格的按照本地区雷电的实际情况出发，对当地以前雷暴情况的数据进行仔细的分析，例如，某地靠近沿海地区，根据以往资料中的记录内容来看，这个地区的雷暴情况一般是每年中会有四十天的雷暴天气，是一种中等强度的雷电活动地区。然后设计人员对其的平面设置进行了调查，既110kV变电站的长为66m，宽为63m，该110kV变电站的系统杆塔以及门架构的高度为10m，因此我们将高度定为11m，而35kV的系统杆塔以及门架构的高度为7m，这个变电站初步选用30m 高的避雷针，使用3支来保护该变电站的主变、架构、通讯室以及控制等等。设计人员在设计的时候是按照高度为十一米与七米进行计算的，目的就是更加准确的计算出避雷针可以保护的具体范围。下面我们来介绍一下避雷针的保护范围是如何进行计算的。首先要确定好避雷针的数量，还有每支避雷针的高度。其次就是对一支避雷针保护的范围进行计算。一支避雷针能够保护的范围是：当被保护物的高度大于或者等于避雷针的实际高度除以二的结果时，可以用避雷针的高度直接减去被保护物的高度，再乘上高度影响系数。高度影响系数就是在避雷针小于等于30m时，它的值为1；如果说被保护物的实际高度小于避雷针除以二的结果，那么它的范围则是1.5乘上避雷针的高度计算出结果，二乘以被保护物的实际高度计算出结果，让上面的两个结果相减之后再乘上高度影响系数，就是最终的保护范围。根据上面的计算方法，我们最终能可以通过计算结果看出，使用三支30m的等高避雷针可以让该变电站全部都在保护的范围内。
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2. 接地设计
2.1 接地保护在设计时的基本要求
（1）接地保护在设计的时候，首先考虑的就是要保护人们身体的安全，也就是说在所有的电气设备里面，都必须要设计相应的接地装置，除此之外还需要把电气设备的外壳也要进行接地。（2）在面对多种不同的电气设备时，不管是用途不同还是电压不同，都应当将其综合起来设计一个总的接地装置。（3）如果说接地装置在进行接地的时候出现了困难，工作人员可以用绝缘台来对电气设备进行相应的维护，但是需要注意的是，此时人们只可以站在台上才能够触及到存在危险没有接地的那一部分。（4）电气设备在使用人工接地的时候，要尽可能地把在电气设备全部所在地点旁边的对地电压进行均匀的分配。大接地短路电流电气设备一定要装设环形接地体，并加装均压带!除上述讲的那些以外，设计人员在设计接地装置的时候，还有一点需要特别注意，那就是设计人员一定要考虑到一年当中都可以确保接地电阻自身的要求值。
2.2 接地网设计
在设计接地网时，需要明确提高设备运行可靠性，以及确保人身安全的目的，要对变电站内所有电气设备外壳进行接地处理。110 kV 变电站内所存电气设备种类、数量众多，且具有不同的作用，为了保证其进行统一设备接地，需要设置一个总接地装置。对于部分存在接地困难的 110 kV 变电站，可以选择用绝缘台进行电气设备维护。对于人工接地部分，要保证电气设备所处位置附近区域电压可以均匀分配，且大接地短路电流电气设备要安装环形接地体与均压带。
2.3 接地网布置
在布置接地网前，需要对 110 kV 变电站所处区域土壤的电阻率进行检测，然后根据实际情况来设计布置方案。当土壤电阻率 ρ＜400Ω?m 时，电位分布衰减速度缓慢，应选择用水平接地为主的带棒接地装置，且接地网水平接地体采用扁钢水平连接方式形成网孔形。其中，两水平接地带间距要保持在 3～10 m的范围内，并将两部分全部埋入地下 0.8 m 位置。另外，要保证接地网面积的合理性，一般应与变电站面积保持一致，接地网外沿闭合处理，并将各角处理成圆弧状，且圆弧半径大小要保持在均压带半径 1/2 以下。
3. 防雷措施
3.1 避雷针的安装
按照相关规定的要求，一般电压在110kV或者是在110kV以上的变电站，在进行防雷接地设计的时候，会将避雷针安装在配电装置的架构上面，而避雷针使用的保护线路则是直接连接在将配电装置使用的门架结构上。
3.2 照明灯塔
如果实际110kV变电站使用到照明灯塔，那么也需要在灯塔的结构装置上面安装避雷针，这样既可以确保灯塔能够正常的使用，也可以避免它受到雷暴的直接攻击。
3.3 直击雷
变电站的配电装置在对直击雷进行防雷的过程中，也需要对其安装的防雷接地系统进行设计，如果在变电站的顶部为金属或者是有金属类的装置时，设计人员需要把金属的部分进行接地；如果说变电站的顶部是用钢筋混凝土搭建的，应该把它焊接为网状进行接地，可以在相隔八米到十米，或者是十米到二十米的地方安装上引线进行接地。
4. 结束语
通过上述文章内容，从中可以看出，对110kV变电站进行防雷接地设计是非常重要的，也是整个110kV变电站在进行设计的过程中，最重的内容之一。所以设计人员需要重视110kV变电站的防雷接地设计。这不仅是对整个变电站的正常运行有意义，对于人们的身体安全也有着是非重要的意义。文章通过对110kV变电站防雷接地设计的分析，发现设计人员在设计的过程中，一定要严格按照当地的实际情况，进行仔细的分析之后再做出合理、科学的设计，也只有这样才能确保在雷暴天气发生的时候，防雷接地系统能够发挥出最好的作用，进而保护整个110kV变电站的安全。要做好建筑电气工程的安装施工，就需要针对现存的问题进行分析，确定问题优化方向。然后根据工程施工要求，编制合理的施工方案，将其作为所有施工活动开展的依据，控制好每个细节。对于施工过程中遇到的问题，需根据实际情况，结合以往的工作经验进行分析、处理，争取提高工程的施工效果。
参考文献
[1]阙照，任小霞. 110kV变电站防雷接地设计 .电气制造，2015（12）
[2]郭火庆，邱水平110kV变电站防雷接地常见问题和对策2014（）
[3]中国电机工程学会. 全国电网中性点接地方式与接地技术研讨会论文集.2014(10)
论文作者:黄诗彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/12
标签：变电站论文; 避雷针论文; 防雷论文; 高度论文; 电气设备论文; 装置论文; 设计人员论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;