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摘要：电力系统如果在没有防雷接地系统的保护下，遭受雷击或者感应雷引起的过电压很容易损坏，对于变电站的防雷接地是有效防雷度的重要手段。接地的主要目的是将带有危害的电流导入大地实现对电力设备的保护，同时保证生产活动的进行和人员财产的安全。防雷接地系统对于我们生活有着十分重要的意义，本文对变电站防雷接地保护的设计进行了简要分析。
关键字：变电站；防雷接地保护；设计
1.防雷预测图设计原则
1.1雷电参数
我们通常用雷暴日（Td）和雷电小时（Th）两个参数反应雷电的活动强度。雷暴日是指某地区一年中听到的雷声或看到的闪电的天数的总日期；雷暴小时是指在某地区一年内能听到的雷电小时数的总小时，正常一个雷暴日大约等于3个雷暴小时数。根据我们长期的对雷电参数的统计与分析，我国规定在雷暴日少于15的为少雷区；雷暴日超过40不超过90的为多雷区；雷暴日超过90的为强雷区，我们根据全国的雷暴日可以绘制防御分布图，这样可以针对不同雷电区做出完善的防御措施。
1.2落雷密度
雷电参数只是反映一个区域的雷电的活动的频率，从防雷的根本角度来说，落雷密度是表示雷电对地面的放电的频率，落雷密度γ在国际上表示为：每一个雷暴日里每一平方公里内受到的雷击次数。公式为γ=0.023Td0.3，它与雷暴日有关，雷暴日越大的地区，落雷密度越大，国家规定，选取40个雷暴日为基准值，则γ=0.07。
2雷击的分类
雷击主要体现为两种，一种是直击雷，另一种是感应雷。直击雷就是雷击直接作用于变电站的电气设备，此时会形成强大的电流和较高的电压。在雷击电流通过电气设备的过程中会产生热效应和机械效应，从而对变电站造成严重的破坏，所以直击雷对变电站的正常运行影响很大。感应雷也叫做二次雷。当雷电发生时会出现雷电放电和电磁脉冲现象，雷电过压通过金属管道和电缆对变电站控制室内的设备产生严重的电磁干扰。一方面，雷击过程中产生的电磁场能让变电站内一些设备产生暂态电压，影响电气设备的正常运行。另一方面，雷击电流通过接地网接入大地时，会形成一定的冲击电位，在接地网的某些区域产生雷击流的反击现象，或者出现局部放电现象，从而影响电气设备的绝缘性。
3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。
4变电站防雷接地设计
4.1接地网设计
在进行接地网设计的时候需要不断的提高设备的运行质量，并有效的保障人身安全，做好变电站内电气设备的接地处理。就目前的情况来看，变电站内会存在很多的种类的设备，为了更好的确保其功效，需要做好设备接地工作，对此可以选择进行总接地装置的设计。如果是一些不容易进行接地操作的区域可以使用绝缘台进行电气设备的维护工作。
4.2接地网设置
对于过去的变电站接地设计中间距主要控制在5m、7m、10m等，但是因为受到外界因素的影响，使得边角网孔电势要高于中心网电势，地网面积的增加以及邻近效应的增加都会大大拉开两者之间的差距。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果是距离不相等的情况，就会进一步增加中部导体泄漏电流密度，从而也能够最大程度发挥中部导体的作用。
4.3合理选择避雷器
当发生了雷电灾害后会直接影响到变电站的正常运行，为了更好的防止这些情况，需要选择合理的避雷器，从而更好的确保设备的安全。进行避雷器的选择适需要根据实际情况进行，对于设备的运行方法和绝缘情况都需要重点进行分析，从而选择合适的形式。通常情况下会选择使用普通阀型FS。如果是在3～范围内的发电厂与110kV变电站需要选择普通阀型Fz。如果是小于的配电系统还需要进一步控制电压，因此会选择FCZ型。需要注意的是在进行110kV变电站避雷设备的安装过程中必须要确保额定电压和系统电压处于一致。
4.4设备接地
水平接地网辐射成功后并没有达到保护设备的作用，其还需要和金属部分外壳所使用的接地引下线与主接地网连接后才能够达到效果。在进行设备引下线连接的时候需要注意几个方面的内容，从而才能够有效的确保施工的有效开展。即：第一，对于高压设备需要接入接地网，对于户外设备是需要连接两处的。第二，目前主要是使用接地扁钢和主地网的连接，同时必须要大于2处。第三，会加设专用接地铜排在各个控制室内进行连接，各行专用接地铜排需要将首末进行同时连接，并因此和主地网进行连接。在这个过程中需要确保二次系统和一次系统都是出于独立的状态。第四，端子箱内需要专门设置一根接地铜排，用绝缘铜绞线引至箱体接地端子，箱体接地端子在经过地下线进行主接地的连接。在变电站的建设过程中常常会有二期扩建，因此很容易使得基建受到应想，对此需要在进行变电站扩建施工图的时候充分考虑到前期破坏问题，并根据实际情况进行接地扁钢、垂直接地极等接地材料的使用，达到控制的目的。
5防雷措施
5.1变电站接闪器
在变电站遭受雷击时，防雷系统用直接拦截的方法将雷电流引入接地网。目前常用到的接闪器有避雷针和避雷线两种。可以根据变电站的规模，合理的选择接闪器。在实际工作中，小规模的变电站大多都是采用独立式的避雷针，而大规模的变电站同常是在构架上同时安装避雷针和避雷线。
5.2浪涌抑制器
对于闪电放电和变电站开关操作、静电放电时产生的瞬时过电压不仅会加快电力设备的老化，还有可能对电力设备造成毁灭性的破坏。对于这种浪涌现象造成的破坏，我们可以采用加装浪涌的二次保护器来进行保护电力设备。利用同等电位原理二次保护器能及时将浪涌电流导入接地系统，从而保护电力设备，延长电力设备的使用寿命。
5.3对雷电流进行屏蔽
在变电站中，电力装置不仅有模拟电路，还有数字电路。如果模拟设备和数字设备没有分开，那么就会相互干扰，影响设备的正常使用，甚至有可能造成设备损坏，所以必须将模拟设备和数字设备分开，而且这两者只能够有一个连接点。在电力系统中通信线路可以采用具有屏蔽层的多绞屏蔽电缆，对于强电的导线尽量单独进行安装，并且保证电缆的屏蔽层接地只有一个点。
5.4安装变电站避雷器
通过避雷器可以将侵入变电站的雷电流降低到电气装置的绝缘强度许可的范围之内。目前我国的变电站避雷器大多采用金属氧化物的避雷路器。
结束语：在电力系中变电站有着非常重要的地位，而雷击是影响变电站正常运行的重要的因素，为了有效地降低雷击对变电站运行造成不良影响，就必须在施工设计时，根据不同雷击确定防雷设计方案，同时在日常工作中增强对防雷设施的监控和维护，从而尽可能的降低雷击对电网系统造成的不良影响，提高电网运行的稳定性。
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论文作者:刘世闯
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/19
标签：变电站论文; 雷电论文; 防雷论文; 雷暴论文; 设备论文; 浪涌论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第25期论文;