解析110Kv变电站防雷措施

解析110Kv变电站防雷措施

齐先平

(国网河南省电力公司淮滨县供电公司河南淮滨464400)

摘要：在现代110KV变电站的安全可靠性设计中，探究科学有效的防雷接地措施显得至关重要。因为是影响110kV变电站安全运行的因素，要想确保变电站电力系统在额定电压下正常运行，必须要提高电气设备的绝缘性能。如果雷击产生的电压使电力系统的电压超过出正常值，那么变电站运行的安全稳定性将受到严重影响。研究110KV变电站防雷接地的有效措施，对于变电站自身，以及当地的经济建设来说都至关重要。

关键词：110Kv变电站；防雷措施；原因

前言

电力行业是关系我国国计民生的基础性产业之一，随着社会经济建设水平的提高，电力需求不断扩大。如何有效提高电力系统运行的安全性、稳定性及电力供应质量，成为目前电力行业迫切需要解决的问题。110KV级别的变电站，是我国高压输送电网系统中的重点组成环节，据不完全统计，我国现有的110KV级别变电站数量达数百座，其中很多位于雷电多发区域，而雷电多发区域常常出现雷暴天气，这无疑加大了变电站遭受雷击的概率，一旦变电站系统遭受雷击，严重影响到电力网络建设质量及后期运行质量。

1变电站遭受雷击的主要原因

雷电是雷云层接近大地时，地面感应出相反电荷，当电荷积聚到一定程度，产生云和云之间以及云和大地之间放电，迸发出光和声的现象。供电系统在正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下，但是由于雷击的原因，供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值，通常情况下变电站雷击有两种情况：一是雷直击于变电所的设备上，二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。

2.雷击对110kV变电站的影响

2.1雷击造成的直接损坏

当雷电击中变电站设备时，雷击中的强大电流和电压，通过线路由于发出的大量热量和冲击力使得电力设备受到严重的损坏，这种巨大的强烈电流使所有在承受范围之外的设施发生击穿和绝缘闪络现象，对110kV变电站造成很大的直接严重后果。而且随着目前微机保护系统，远动装置，图象监控装置以及计算机系统的大量使用，变电站在设计的时候应充分考虑雷击事故造成的影响，如果没有周密的设计，那么就会使雷电波直接击毁弱电装置使得弱电装置的摧毁率大大上升，进而影响其他设备的正常工作。

2.2雷击造成的间接损坏

雷击除了造成直接的热效应和机械变形的损坏，它所形成的放电现象和电磁感应脉冲也有很大的破坏作用，这就是感应雷现象。当雷击中防雷系统时，会产生雷电放电和电磁脉冲，雷电过压会通过金属管道以及电缆给变电站控制室中的设备造成严重的电磁干扰，给整个电力系统造成严重的影响。一些研究表明，当雷击中变电站的防雷系统时，会产生的主要危害有：第一，因为雷电流要通过变电站的内接地网才能泄入大地，所以在接地网上会有一定的冲击电位产生。接地网上的某些部位会产生反击现象，还可能发生局部放电现象，就会降低电气设备的绝缘性能；第二，当雷击所产生的电流经过避雷接地引下线时，在周围会产生强大的电磁场，进而在变电站的一些设备上产生暂态的电压，这会影响这些设备的正常运行。

3.对110kV变电站雷电危害分析

雷击作为一种常见的自然灾害，雷击会使变电站的电气设备的绝缘性能降低，会影响设备的正常运行，给变电站运行的安全性和可靠性带来严重的威胁。

第一，由于雷电流的高压效应会产生强大的冲击电压，电压会冲击电气设备，毁坏电力系统中的一些设备，引起短路，可能会引起火灾和爆炸等灾害的发生；

第二，雷电流的高热效应可能会金属熔化或者是气化，会引起火灾和爆炸事故的发生；

第三，雷电流的机械效应可能导致物探遭受严重的撕裂、扭曲以及爆炸等现象，会造成严重的财产损失和人员伤亡；

第四，雷电流的电磁感应和静电感应可以引起火花放电，进而造成火灾发生；

第五，雷电波在侵入建筑物时可以造成短路，可能会导致建筑物内易燃品燃烧和爆炸；第六，雷电的反击作用会破坏电气设备的绝缘性能，严重还会引起火灾和爆炸事故的发生。

4.防雷的具体措施

4.1装设避雷针对直击雷进行防护

架设避雷针是变电所防直击雷的常用措施。变电站装设避雷针时应使所有设备都处于避雷针保护范围之内，此外，还应采取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。将避雷针直接装设在配电装置的构架上,因而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。装设避雷针的配电构架,应装设辅助接地装置,该接地装置与变电所接地网的连接点,距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时,在避雷器接地装置上产生的高电位,沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减,使侵入的雷电波在达到变压器接地点时,不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱,同时变压器又是变电所的重要设备,故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。

4.2采取防雷感应

随着电力技术的发展，变电所均有完善的直击雷防护系统，户外设备直接遭受雷击损坏的可能很小。但雷击防护系统时所产生的雷击放电及电磁脉冲，以及雷电过电压通过金属管道电缆对变电所控制等各种弱电设备产生严重的电磁干扰，这就可能影响到变电设备的正常运行。

采取防雷感应保护的措施主要有：多分支接地引线，减少引线雷电流；改善汇流系统的结构，减少引下线对弱电设备的感应；除了在电源入口装设处压敏电阻等限制过压装置外，还可在信号线接入处使用光耦元件；所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽层共用一个接地极；在控制室和通信室铺设等电位，所有电气设备的外壳均与等电位汇流牌连接。

4.3埋地电缆和地下接引线

为了防止雷击引起的雷电感应，变电站内部的设施，线路和管道等金属物，应接引埋地电缆或电气设施的地下接引装置，且地下接引线不少于2根，为了保证雷电中的强电流造成的高热效应，应将电缆的金属外部线路皮接地，同时将变电站的管线进行等电位处理。正常的接地设施可以使由于雷击引起的高压电流导入地下，避免出现电位的升高，接地设施的检测和日常管理不但可以保证变电站电力设施的安全以及正常运作，从而使人们的生活更加便利，还会保证人们的生命安全和财产安全，接地网能够很好的起到引导雷电，避免发生电位过高的现象，这些防雷击的措施和装置应用于多方面，包括各种电压等级的输出，配电网络，以及各种变电所，是保障电气装置和人身安全的有效方法，所以接地设施的检测和日常管理尤为重要。

4.4使用浪涌保护器

浪涌保护器就是针对雷电中蕴含的强大能量和高峰值特点而采用的避雷装置，在电源的进线处接入浪涌保护器，这时雷电中仍会有巨大能量冲击电气设备，对供电设施造成损害，因此还要采用低通滤波器进行雷电电波的过滤，还要安装压敏电阻来消弭雷击高电流中携带的能量。压敏电阻拥有很好的非线性特点，能很好的把电压降到可控的安全范围内，保证电力设施安全稳定，避免出现漏电，爆炸事故。

4.5定期的维护

对于这些防雷设施应安排专职人员进行日常的检查，还要对气象站点进行巡逻，保证各种观察仪器的正常使用，对线路进行日常维护，使得站点内部的设备能够很好的正常工作。尤其要注意对雨量检测器和传感器的维护，以及对接地线路和避雷线的检测，做完后应及时把检测后的数据进行上传和备份，从而保证各个站点的设备正常运转。

5.结束语

总之，110kV变电站的防雷保护措施，应该在工程设计阶段就给予充分重视和考虑，结合110kV变电站的实际情况，针对不同的雷击与雷害所具备的特点和薄弱环节，选用切实可行的110kV变电站的防雷设计方案。同时选用质量合格、性能可靠的电气设备以便更好地防雷，从而提升110kV变电站的防雷工作质量。

参考文献：

[1]李韶军.110kV变电站雷电侵入波过电压的探讨[J].自动化应用,2017(07):128-129+145.

[2]李韶军.对110kV变电站综合防雷措施分析[J].内燃机与配件,2017(12):147-148.

[3]高维朝.煤矿110kV变电站防雷电侵入波仿真研究[J].煤炭与化工,2017,40(04):118-120.