摘要：雷电灾害作为最严重的灾害之一，对电力系统的稳定运行构成了极大的威胁，尤其是处于雷雨多发地区的110kV变电站，更容易遭受雷击，因此为安全起见，我们不仅要重视防雷设计，更好着力提高防雷水平，以此保证110kV变电站
可靠供电。
关键词：110kV；变电站；防雷保护；措施
1.雷电事故引发110kV变电站安全隐患的原因分析
1.1雷电直击产生的电压和电流冲击
在恶劣天气条件下，如变电站的电气设施遭受雷击，会在瞬间生成巨大的冲击电压，电压在途经变电站的电气设施时，会造成相应设备的损坏，轻则发生短路，重则会引发电气设施爆炸，甚至还会引起火灾事故的发生等，其可能造成的后果之严重不堪设想。此外，在变电站的电气设备被雷击时，所产生的强电流还可能会融化电气设备线路，继而造成电路瘫痪，如情况严重，则会出现大范围停电问题，甚至有电力设备的断裂或变形、爆炸情况的发生。
在变电站的电气设施遭受雷击的过程中，所产生的冲击效应会造成金属的弯曲或开裂，会有引发人员受伤或财产受损的潜在隐患。此外，此过程中产生的电流感应和静电反应也必须引起高度重视，如不及时采取有效措施加以处理，极易引发火灾事故。
1.2雷电直击产生的高热、短路
当雷电击中建筑物时，建筑内的线路会产生短路，同时这股强电流还会释放出高温介质，这部分生成的热量也极易引发物品的自燃，甚至会给整座变电站带来安全隐患。此外，电流在接地网中还会因雷击而产生反击现象，会造成电力设备表层的绝缘体的破坏，极易诱发火灾、爆炸事故的发生，将会给变电站系统的正常运行带来不利影响。
2. 110kV变电站防雷保护措施探讨
2.1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，为控制变电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。
2.2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。
2.3与接地保护密切配合
若想切实提高110kV变电站的防雷保护水平，还应与接地系统密切保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先重视接地设计，为在整体上增强110kV变电站的防雷作用，需要结合防雷系统加强接地设计，具体有直接接地和间接接地两种选择，但无论选择何种形式，目的都是将过电压雷击降至最低，所以在设计过程中应保证接地网与建筑物加固基础连接，且天然金属接地，形成以自然接地物为主、以人造接地体为辅的统一系统。然后选择合适的接地材料，即在接地电阻与电流与标准要求相符的基础上，尽量延长其使用寿命，这就要求地面材料必须稳定性高，同时借助人造地线使接地电阻降低，其中电离器结合防腐处理以及石墨粉等较为常用。最后在布置接地网时需先确定扁钢尺寸。如在某110kV变电站接地网部署中，采用的是水平网格，水平、垂直与间距分别为16m、13m和5m，地深0.8m，因外缘封闭故设计的是电弧外缘角。同时垂直接地体顶部采用焊接接地，间距大于2倍的接地极长度，并设置集中接地，配以少量的接地电极，为缓解屏蔽情况，还在接地网周围设了深井接地电极。
因雷击电流造成的雷电波会对电源装置构成威胁，故在其入口处增设浪涌保护器也可在一定程度上降低危害，也可以基于LC低通滤波器过滤高频分量，结合使用压敏电阻对雷电波能力进行吸收，以此减少雷电对电源装置的影响，为变电站正常运行增加一份保障。
2.4变压器低压侧的防雷措施
在变电站的电流输送中，变压器的重要性不可小视，其运行质量与变电站的综合供电服务水平和社会评价息息相关。所以，在变电站的防雷保护过程中，变压器必须作为防护重点。一般情况下，110kV的变电站我们会选择在变压器的中性点位置安设避雷器，此外还会在变压器上安装分级绝缘综合防雷装置。在设计安装中，应注意：相线首段部位的绝缘性应比变压器中性点的绝缘性要好。此外，变压器中性点应设计成和金属氧化物相结合的防雷装置，两者之间有无间隙均可，这样一来，能有效提升110kV的变电站变压器的防雷性能。
当前，我国较为常用的主要是金属氧化物避雷器，而在西方发达国家，除了要求使用金属氧化物避雷器外，对电气设施安装中的空气间隙也有严格要求，这种设计施工方法，对提升变压器的防雷效果更佳。
2.5其他防雷保护措施
除了前述的几种重要防雷装置外，其他防雷措施还有：第一，进线防雷保护措施。主要是用于减少阀型避雷器的负荷，起到配合保护作用。其保护作用主要体现在：有效降低了避雷器的冲击电流，当雷电经变电站的电压波进入进线段时，经冲击电晕防护作用，有效削弱电压波，起到保护变电站的作用。由此可见，在变电站进线0.5-1.5千米部位装设避雷线，对有效降低110kV变电站的雷电损害具有良好的效果。第二，侵入波的防雷保护措施。指的是在进线处安装阀型避雷保护装置，即在引入端安防雷保护装置，确保下端接地，上端与变电站母线相连。此类避雷保护装置主要构造有非线性电阻和火花间隙等部件。目前市面上比较常见且应用比较广泛的阀型避雷保护装置主要有：SFZ系列、FS系列等。具体的型号选择还应根据不同变电站的实际需求来定。
结论
综上所述，在社会经济飞速发展的今天，电能这种动力资源的需求量猛增，对电能质量要求也在同步提高，只有不断科学设计、合理使用和优化分配，才能提升电力系统运行的安全性和高效性。本文即在当前110kV的变电站遭雷击产生的危害及其成因的基础上，结合工作实际情况提出了几点解决110kV的变电站防雷装置保护的具体措施。希望能为保证110kV的变电站的系统运行安全和做好防雷工作提供有益的借鉴和思考，如有不妥之处，还望同行们不吝赐教。
参考文献：
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[4]祁永业.110kV变电站的防雷保护措施探析[J].华东科技：学术版，2018(9):263.
论文作者:刘 慧
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
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