（江苏省电力公司泰州供电公司 泰州市海陵区 225300）
摘要：防雷和接地都是一项非常重要的工程，在工程设计中，需根据各地的实际情况,综合考虑防雷与接地,做好防雷保护措施，防止变电站发生雷害事故，以保证变电站的安全可靠运行。
关键词：变电站 防雷 接地
1雷电形成的基本原理
雷电是带电荷的雷云引起的放电现象。雷云中电荷的分布是不均匀的，而是形成许多堆积中心，因而不论是在云中或是在云对地之间，电场强度是不一致的，当云中某一电荷密集中心处的电场强度达到25-30kV/cm时，就会由云向地开始先导放电，进入了主放电阶段，出现了强烈的电荷中和过程，并随着雷鸣和闪电。主放电结束后，云中的剩余电荷沿着主放电通道开始流向大地，称为余光阶段，由于云中可能同时存在几个电荷中心，因此雷电往往是多重性的。
2变电站的防雷保护
变电站遭受的雷害事故主要来自:一是雷直击于变电站的电气设备上；二是输电线路在雷电时产生感应雷过电压或遭雷击时产生直击雷过电压形成的雷电波沿着线路侵入变电站。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线，对雷电侵入波防护的主要措施是采用避雷器限制过电压幅值，同时辅之以相应措施，以限制流过避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。
2.1变电站防护雷电直击
变电站的直击雷防护对于全户内站，直击雷防护采取在变电站主控楼顶设置环型避雷带。对于其它类型的变电站，目前较多的采用避雷针来进行保护。独立避雷针与配电装置带电部分、变电站电气设备接地部分、构架接地部分之间的空中距离不宜小于5m，独立避雷针的接地装置与主接地网的地中距离不宜小于3m。对于35kV及以下变电站，因其配电装置的绝缘较弱，应装设独立避雷针；110kV及以上变电站，在土壤电阻率ρ≤1000Ω?m时，可将避雷针装于配电装置的构架上，但是由于主变压器的绝缘较弱，为了保证主变压器的安全，不允许在主变压器的门型构架上装设避雷针。对于避雷针的保护范围，在此列出单支避雷针的保护范围如下：
r=（1.5h-2hx）p式中，r为保护半径，h为避雷针的高度；hx为被保护物高度;p为影响系数。
2.2防雷电线路入侵
变电站的雷电侵入波防护变电站限制雷电侵入波的主要措施是装设避雷器，目前多采用氧化锌避雷器取代阀型避雷器将避雷器并联装设在被保护设备的附近，当电压超过一定值时，避雷器动作先导通放电，从而限制了被保护设备的过电压值，达到保护高压电气设备的目的。另一保护措施是与避雷器相配合的进线保护段。
（1）架空进线保护为保证线路的安全运行，110kV及以上的架空线路上一般都全线架设避雷线，而35kV架空线路一般不全线架设避雷线，应在变电站1～2km的进线段架设避雷线，避雷线的保护角不宜超过20°，最大不能超过30°。
（2）电缆进线保护变电站的35kV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设一组避雷器，其接地端与电缆的金属外皮连接。为保护电气设备，在变电站的线路进出口处装设一组避雷器。
（3）变压器及配电装置的防护变压器的基本保护措施是在接近变压器处安装避雷器，变电站的每一组主母线和分段母线上都应装设避雷器，用来保护变压器和配电装置，避雷器的安装位置应尽可能处于被保护设备的中间位置，此外，对于35～60kV中性点不接地或经大电感接地电网中的变压器，其中性点是全绝缘的，一般不需保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于110kV及以上中性点有效接地系统，为适应各种运行方式，其中一部分变压器有可能不接地运行，如果变压器中性点的绝缘水平属于分级绝缘，即变压器中性点绝缘不是按线电压的绝缘进行设计，则需选用与中性点绝缘等级相同的避雷器对变压器中性点进行保护。
（4）二次防雷为减少雷电对变电站建筑物内二次系统(自动化、计算机、通信、保护等弱电设备)的危害，需对变电站建筑物内二次设备进行全面完善的保护。
3变电站的接地
接地技术的引入是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施，目的是把雷电产生的雷击电流引入到大地，从而起到保护建筑物和设施的作用。同时，接地也是保护人身安全的一种有效手段，当某种原因引起相线和设备外壳碰触时，设备的外壳就会有危险电压产生，由此生成的故障电流就会流经PE线到大地，从而起到保护作用。
由于变电站的特殊环境，如强电磁场、雷电等众多因素的影响，使变电站的自动化系统受到各种各样的干扰，为提高其运行的安全和工作的可靠性，应根据不同的干扰源，采取相应的防雷及抗干扰措施。
3.1防雷接地方式
接地方式有多种，如单点接地、多点接地以及混合类型接地等。单点接地又分为串联单点接地和并联单点接地。一般来说，单点接地用于简单电路，不同功能模块之间接地区分，以及低频(f<1MHz)电子线路。当涉及高频(f>10MHz)电路时就要采用多点接地或者多层板方式。
3.2自动化系统防雷及抗干扰措施
防雷措施整体概况为两种:一种是避免雷电波的进入，另外一种是利用保护装置将雷电波引入接地网。在不同的场所应根据具体现场常见的雷电形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点采取适宜的保护措施。
3.3接地装
保护和屏蔽措施都要求有科学可靠的接地装置。
3.3.1接地体
接地体可分为自然接地体和人工接地体，设计中通常采用人工接地体，以便达到所规定的接地电阻，并避免外界其他因素的影响。人工接地体又可分水为水平接地体和垂直接地体。
接地体的接地电阻值取决于接地体与大地的接触面积、接触状态和土壤性质。
垂直接地体之间的距离为5m左右，顶部埋深0.5-0.8m。接地体与道路或通道出人口的距离不小于3m，当小于3m时，接地体的顶部处应埋深1m以上，或采用沥青砂石铺路面，宽度超过2m。埋在土壤中的接地装置连接部位应按规范规定的搭接长度焊接以达到电气连接。焊接部位应作防腐处理。
3.3.2接地线
接地线即接地体的外引线，连接被保护或屏蔽设施的连线，可设主接地线、等电位连接板和分接地线。防雷接地装置的接地线即防雷接闪装置的引下线，可采用圆钢或扁钢，两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。
防静电保护和防干扰屏蔽装置的主接地线一般采用多股铜芯电缆、分接地线采用多股铜芯软线。
4结语
根据防雷设计的整体性、结构性、层次性、目的性，及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途，采取相应雷电防护措施。对处在不同区域的设备系统进行等电位连接和安装电源防雷装置及浪涌电压保护装置，使得处在不同层次的设备系统达到统一的防雷效果。变电站设计时应尽可能使象微波塔这样有引雷作用的建筑物远离控制室和通讯室，特别是当其周围没有更高的屏蔽物时。建筑物防雷系统，尤其是泄流系统的设计对感应电压的幅值有明显的影响。在设计时应根据实际情况采用最优方案，尽量减少感应，同时也要采取其他措施以保护敏感的弱电设备。
参考文献
[1]黄锦阳.民用建筑防雷设计浅析[J].安防科技,2006,(05).
[2]包炳生,包奕林.风景名胜区雷电防护讨论[J].安徽农业科学,2010,(09)
论文作者:张吉
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/3
标签：变电站论文; 雷电论文; 避雷器论文; 防雷论文; 避雷针论文; 接地线论文; 变压器论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;