浅谈变电站接地设计及防雷技术李艳娥

浅谈变电站接地设计及防雷技术李艳娥

李艳娥

广西金源镍业有限公司广西防城港538004

摘要：接地是避免变电站主要设备受到雷击影响的重要途径和基本措施，是确保电力系统可靠运行和人身安全的基础，在变电站的设计环节中，要重视防雷接地的设计与技术的运用。本文从变电站接地设计重要性出发，阐述变电站防雷设计应遵循的一些基本原则，并主要分析提供了变电站防雷接地保护设计及防雷技术的运用措施。

关键词：变电站；接地设计；防雷技术；措施

1变电站接地设计的重要性

雷电灾害是自然界中最严重的灾害之一，随着信息时代社会经济的迅猛发展，雷电造成的损失日益突出。变电站是电力系统的枢纽，如发生雷击事故，将会造成大面积停电，严重影响人们生活和社会发展。接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给出运行人员的安全带来威胁。因此，变电站接地系统是否合理直接关系到人身和设备安全。

2变电站接地设计的原则

2.1应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。

为了尽量避免变电站被雷电破坏，在进行接地网设计的时候，必须遵循以下原则：接地网应使用房屋地基的金属物；接地网必须呈现闭合状，并且形状是环形；接地网一般使用接一点的方式。

2.2注意装置的合理设置

为了进一步提高装置的安全系数和可靠程度，引下线的数量应进行合理的设置（至少保持在两个以上），并且以强度作为依据，适当的增加引下线的数量以降低冲击接地电阻。另外，为了避免发生反击，设备接地点的布置必须和避雷针引线的入地点拉开距离，后者的接地引线必须远离电气设备；注意装置的合理设置，对于有金属结构的部分，必须注意金属结构和地面的结合，针对屋顶是砼结构的特点，必须进行砼的焊接，以形成网接地。

3变电站防雷接地保护设计及技术的运用

3.1变电站防雷接地设计

3.1.1设计相应的接地装置

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。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。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地分配。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。此外，工作人员在设计接地装置的时候，特别需要注意的是，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。

3.1.2布置相应的接地网

布置相应接地电网的时候，工作人员需要根据本地区的环境状况以及自然条件，对土壤的电阻进行测试调查。一般情况下，电位分布会发生衰减，但是衰减的速度却很慢，所以工作人员可以使用带棒的接地装置。如果在土壤当中含有较大的腐蚀性，可以在较大面积内进行导体镀锌。变电站内必须敷设水平接地为主、垂直接地极为辅的封闭复合式接地网，并装设均压带。

3.1.3布置地网中垂直接地极

变电站接地网的设计一般采用以水平接地体为主，辅助多根垂直接地极的敷设方式。垂直接地体的最佳埋深是指能使散流电阻尽可能达到标准的埋置深度。决定垂直接地极的最佳深度，应考虑到三维地网的因素，三维地网是指垂直接地体的埋置深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网。由于受到水平接地极屏蔽的影响，使得垂直接地极对地网接地电阻所产生的改善效果较弱，垂直接地极仅仅对一些设备具有增强散流效果的作用。扩散电流经接地体向远处扩散电流所经过的路径土壤电阻，称散流电阻。决定散流电阻的主要因素是土壤的含水量。因此，除了避雷器、构架避雷针、变压器中性点、除消弧线圈中性点等需要设置垂直接地极以外，还可以在地网边沿一圈中装设多一些垂直接地极，这样能够使得散流的效果有效增强，增设垂直接地极相当于扩大了地网的面积，能够使得接地电阻得以有效减小。

3.2变电站防雷技术运用

3.2.1装设避雷针，合理布置避雷装置位置。

装设避雷针是直击雷防护的主要措施，避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受器。避雷针将雷引到自己的身上，并安全导入地中，从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。装设避雷针时对35kV变电站必须装有独立的避雷针，并满足不发生反击的要求，对于110kV及以上的变电站，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上，也可以做独立避雷针，因情况而定。因此，雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷器时，要尽量靠近变压器，并尽量减少连线的长度，以便减少雷电电流在连接线上的压降。同时，避雷器的接线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起，当侵入波迫使避雷器动作时，作用在高压侧的主绝缘的电压就只剩下避雷器的残压，就减少了雷电对变压器破坏的机会。避雷针在实际使用中需要配套设置接地装置，而且必须实现内部建筑和外部接地体的连接，促进等电位效应的形成。

3.2.2对变电站和主要设备安装浪涌抑制器

在变电站的系统中，由于雷击的影响，在开关操作过程中会出现静电放电和闪电放电等问题，进而产生瞬态浪涌，这种瞬间过电压对变电站设备会产生一定的损害，需要安装浪涌保护器，提前将浪涌电流泻放入地，提高电气设备的防护能力，防止雷电击坏电气设备和电子元件等。在控制、通讯接口处加装浪涌抑制器。采用过压保护，防雷端子等提高电气设备自身的防护能力，防止电气设备、电子元件被击坏。

3.2.2做好变电站接地线连接，设备屏蔽和保护。

接地线可设等电位连接板、分接地线和主接地线。防雷接地装置的接地线也就是防雷接闪装置的引下线，可以利用扁钢或是圆钢，两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。一般采用多股铜芯电缆作为防干扰屏蔽和防静电保护的主接地线，采用多股铜芯软线做分接地线。并且，变电站的防雷接地最大电阻值不得超过1Ω。设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地点，避雷针接地引下线尽量远离电气设备。变电站的接地技术是变电站防雷系统的重要组成部分，其合理与否直接关系到变电站的安全运行。

4结语

雷电是影响电网安全稳定运行的重要原因，要想保证电网安全运行，一定要采取适当的措施进行防雷技术处理。变电站防雷设计是变电站设计的重要组成部分。因此，变电站需要有良好的接地装置，布置相应的接地网和地网中垂直接地极，以实现综合满足防雷接地保护的要求。除此之外，还应该不断增强防雷设施的监测及维护，采取相应雷电防护技术措施，从而尽可能将雷电灾害损失将至最低，切实保证变电站设备的安全稳定运行。

参考文献：

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[2]高玉波.浅谈变电站接地设计及防雷技术[J].中小企业管理与科技，2009（4）：69-72.

[3]何金良，高延庆.电力系统接地技术研究进展[J].电力建设.2004.