陈思彤
云南省曲靖市气象局 云南曲靖 655000
摘要：变电站是确保电力系统稳定运行的重要部分，因为其自身特点，故极易被雷电袭击。因此，为了尽可能的避免雷电流对电气设备造成损害，应该对变电站进行防雷接地处理。本文主要根据防雷工作经验，着重对小型变电站防雷接地技术进行分析探讨，以供相关部门参考借鉴。
关键词：小型变电站；防雷接地；设计；
引言
随着经济的迅猛发展以及公众生活水平的不断提升，电力无论是在人们的日常生活中，还是在工农业生产、工作中均发挥着至关重要的作用。要想公众能够安全正常用电，必须要确保变电站的安全稳定运行。变电站属于电力系统的枢纽站，电力系统若无防雷接地系统防护，一旦被雷电袭击，常常会导致设备损坏，影响电力系统的正常运行。此外，由于城市建设步伐不断加快，导致变电站征地越来越紧张，集约化小型变电站便应运而生，这种小型变电站设计形式通常包括两类：其一是全户内设计；其二是半户内设计（主变布设在户外而别的设备布设在户内），这种小型变电站可以较好的满足占地面积小以及高容量输变电的需求，但是却给变电站的防雷接地设计带来极大难题。因此，本文主要依据实际工作经验，对小型变电站防雷接地设计进行分析探讨。
1.小型接地装置设计原则
小型变电站接地技术是电力系统防雷工程的一个重要手段，其主要借助于接地装置把雷电流及时向地面导入，避免电力设备因雷击而受损，确保设备的正常运行。小型变电站接地装置设计应依据下列原则：接地网应该使用导电性特别好的导线和建筑物地基或地线进行统一连接；挑选一致的接地网与接地方式进行接地。挑选自然接地物当作基础辅助人工体。结合相关接地要求，小型变电站接地装置需要满足以下要求：R≤2000/I.R代表接地电阻，I指的是通过接地装置的短路电流，在当前的接地地电阻要求已由以往的0.5Ω调整至5Ω。但是需要注意的是，并非全部的接地系统均能采取5Ω，在防止电位转移带来事故的情况下，需采取隔离措施，在系统建立以后，需要对电位分布进行测量以及制作电位分布曲线。
2.接闪器的设计
（1）接闪器布设方法可以采取滚球法和折线法进行设计，针对全户内的小型变电站，因为往往仅有一个建筑物，符合第三类建筑防雷设计要求，采取滚球法；针对半户内的小型变电站，除建筑物依据三类建筑进行防雷设计外，因为主变和主变结构都裸露在外，需结合相关要求，主变构架不能布设避雷装置。所以，对主变进行防护的避雷针通常布设在和主变相邻的楼顶上。在该类状况下，需要针对避雷针高度的不同采取相应的设计方法。结合自身经验以及相关资料，对滚球法和折线法进行比较：若避雷针高度h≤24m时，滚球法比折线法的保护范围要大；若高度h≥24m的时候。折线法比滚球法保护范围要大；所以，设计时需要结合避雷针高度采取对应的方式。
（2）设备的接地点在设计时应该和避雷针接地线的入地点保持一定的距离，避雷针接地线同样需要和电气设备保持一定的距离，并且还应和易燃物放置区以及人员密集区域保持一定的距离。
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3.接地网的设计
（1）针对小型变电站而言，需要首先考虑采取铜材应用于地网，这主要是因为将小型变电站的地网挖开特别困难，所以在设计时需要为以后对地网进行检修进行考虑，采取抗腐蚀性较强的材料对于地网的长期可靠运行更为有利；
（2）变电站的基地设计通常需要依据《交流电电气装置的基地》规范的计算方法。在这里主要对高土壤电阻率的地网的降阻措施进行阐述。
①针对高土壤电阻率的地网，地网需要采取双层地网。下层地网需思量含水量较高的深度，2层地网之间需要采取多点连接（≥4点），2层地网间距应保持≥5m的距离，这个值为经验值，因为当前还没有关标准和规范对其适宜的距离进行核实，为了尽可能降低屏蔽效应，两网间应尽量保持适当距离。
②假如地质特别恶劣，地网的周边可采取垂直深井或者斜井方法，将雷电流导入含水的底层同时对散流面积进行有效扩大。因为垂直深井或者斜井方法二者在施工技术方面存在很大的区别。通常情况下，斜井施工技术要求相对高。设计需要结合小型变电站站址的地质情况进行运用，假如站址深层的地下水特别丰富则需采取垂直深井，假如站址深层地下水小或者无地下水，可以考虑通过斜井将导电体打入周边的含水区。
③假如站址位于花岗岩等电阻率特别高的区域，可采取降阻剂与等离子接地极，促使地网导体周边土壤的电阻率不断降低，降阻剂通常在水平接地网导体周边敷设，而等离子接地极需要和深井进行配合运用。该方法只能对散流导体的截面增大，对地网自身散流效果影响较小。所以应该在采取第①、②的情况下，配合第③方法配合运用。
（3）接地系统需要与总接地网保持连接，布设集中接地装置，要求工频接地电阻＞10Ω；
4.高电位反击措施
结合《建筑物防雷设计规范》相关标准要求，为了避免雷电流通过引下线与接地装置形成高电位对周边金属或者电气线路的反击，需要思量二者之间的接地装置能否连接，由此来决定二者之间的空间距离。一般来说，为了使接地装置的冲击电阻可以降低，应确保金属物或者电气线路同防雷装置均位于同一等电位体，金属物或者电气线路和防雷装置接地装置需要共用。此外，小型变电站各层需要构成一法拉第笼结构的等电位体。
（1）地下地网通常与地面距离0.8m-0.9m左右，也就是说地网与一层的楼板（为了避免出现沉降的情况，需要在首层做楼板）保持0.8m-0.9m的距离时，需要思量强化均压效果，在一层楼板设置均匀网。
（2）均压网的设计方式：①采取各层楼板的钢筋：这在很大程度使得投资有所节约，但是需要确保土建施工的安全可靠性，但是土建施工人员通常对于电气原理并不清楚，无法将钢筋的连接依据防雷接地的要求进行有效的电气连接，这给均匀网带来极大安全隐患，而且建筑内的电气接地通常应另外布设接地线且借助于引下线和该层均匀网保持连接，从而取得等电位连接效果。②不采取楼板钢筋作均压，电气专业应另外在楼板上布设均压网，同时也作为电气设备的接地装置，如此不断确保了均压网施工的可靠行，而且也确保了电气设备和防雷装置的等电位连接，不足之处是需要较大投资。从确保人身安全以及设备安全方面思量最好采取第②方法进行布设。
（3）屋面避雷网
依据小型变电站建筑物的要求，屋面通常需做防水层以及隔热层，二者厚度累加大约为60mm,假如采取屋面楼板钢筋作为接闪器，那么势必会对防水层以及隔热层造成破坏。所以最好在防水层以及隔热层上面布设避雷网作为屋面接闪器，其网格应≤20m×20m或者24m×16m。避雷网需要和屋面避雷针、避雷带、均压网以及别的金属物保持连接且通过引下线和地网进行连接。
（4）引下线的布设
依据防雷标准要求，引下线可采取柱内钢筋，还可以采取专用的引下线进行明敷或者暗敷，这样安装更为灵活、可靠。
5.结语
总之，小型变电站防雷接地设计在电力系统运行中起到十分重要的作用。雷击是对变电站运行造成重要影响的主要因素。为了尽可能降低雷击给变电站运行带来不利影响。防雷设计人员应该依据相关防雷设计标准以及小型变电站实际情况制定科学合理的防雷设计措施，从源头杜绝雷击对变电站系统的影响，提升电网系统运行的安全性与稳定性。
参考文献:
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[2]吴海燕.变电站的防雷接地设计[J].工程技术，2013（06）.
[3]黄嘉文.110kV变电站的防雷接地设计探讨[J].科技与创新，2016，（11）：146+149.
作者简介：陈思彤（1988-），女，汉族，云南省曲靖人，本科学历，工程师，从事雷电防护工作。
论文作者:陈思彤
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：变电站论文; 防雷论文; 装置论文; 地网论文; 户内论文; 避雷针论文; 楼板论文; 《防护工程》2018年第14期论文;