变电站防雷接地技术探析

变电站防雷接地技术探析

朱丹桂

（榆林国远风电有限公司陕西省榆林市719000）

摘要：变电站的防雷接地技术是关系着整个电力系统的重要因素。变电站防雷接地技术不到位将会使得变电设备遭到损害从而造成不安全事故发生，在一定程度上阻碍了电力系统的正常运行，甚至威胁到人们的生命安全。由此看来，变电站的接地防雷问题需要提到日程上来，从而确保电力系统正常稳定运行以及人身安全。文章主要就变电站防雷接地技术进行探析。

关键词：变电站；防雷；接地技术

应针对变电站遭受雷击的原因，结合变电站自身的结构与运行特点，合理使用防雷设备、科学设计防雷系统，通过可靠的防雷接地技术的应用，增强变电站运行的稳定性与安全性。

1变电站雷击过电压的分类

通常情况下，在电力系统正常运转时，变电站电气设备会处在电网额定电压的保护之下。但是在雷雨天气时由于雷击过电压现象的存在，供配电系统中某些部分线路电压要远远大于常值，从而使变电站受到损坏。根据途径的不同，变电站的雷击情况可分为以下三种：

1.1直击雷过电压

雷云直接击中电力装置时，形成强大的雷电流，雷电流在电力装置上产生较高的电压，雷电流通过物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应。

1.2感应过电压

当雷云移动到架空导线的上空时，受静电感应的影响，会有大量异线束缚电积聚于架空导线上。随着雷云对大地产生放电行为，架空导线上空会有很高的过电压形成，从而危害到电网的正常运行

1.3雷电侵入波

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站，是导致变电站雷害的主要原因，若不采取防护措施，势必造成变电站电气设备绝缘损坏，引发事故。

2变电站的防雷保护

2.1变电站的直击雷保护

（1）安装集中式的接地装置。使所有接地线与总线地网相通，在此基础上增设集中式接地装置，并对其工频接地电阻进行严格控制，确保其不小于10Ω。（2）防止反击。雷电泄地时常常会发生反击现象，为解决该问题，应使避雷针的接地引线、引下线的入地点与电气设备的接地点保持较远的距离。（3）如果建筑物的屋顶材质为金属或安装有金属设备，应使金属部分与地相接；如果屋顶材质为钢筋混凝土，应将钢筋框架焊接成网并与地相接；如果屋顶结构不导电，要设9m左右的网络避雷带，并引下线接地。

2.2侵入波的防护措施

变电站限制侵入波的主要设备是避雷器。在进行避雷器安装时，一定要严格确定避雷器的型式、参数、台数和装设位置。

（1）母线段的防雷保护。在变电站的每组母线上应根据电压等级装设相应的金属氧化物避雷器或阀式避雷器，并且避雷器要以最短接地线与配电装置的主接地网相连[3]。另外，要注意避雷器与被保护设备之间距离必须满足最大距离要求，且保证保护范围完全覆盖被保护设备。

（2）进线段的防雷保护。进线段是指距离变电站1～2km的进线线路，由于临近变电站，所以极易受到侵入波侵扰。进线段的防雷保护最为重要的是限制雷电流幅值和侵入波陡度来降低线路残压。对于全线都没有加装避雷线的线路，还应在变电站的进线段架设避雷线，其保护角可设为20°左右。

2.3变压器的防雷保护

变压器是变电站最为重要的设备之一，其防雷保护也是变电站防雷的关键。若变压器中性点为全绝缘，则无需采取防雷保护措施，但在变电站内只有一台变压器且进线只有一路的情况下，则需在中性点位置加装一组避雷器。若变压器中性点为分级绝缘，则必须加装与该点位绝缘等级相同的避雷装置。

3变电站接地技术

电气设备的接地是保证人身安全及电气设备正常工作的重要组成部分，也是防雷技术最重要的环节。变电站采用防雷接地技术主要是为了避免变电站中所具有的电力以及电子等仪器设备遭受雷击，影响其正常工作。防雷接地技术实施的工作原理是通过将雷电生成的雷击性电流导入大地，避免该电流途径需要保护的仪器设备，导致设备中电容器件的损坏，从而实现保护作用。

3.1变电站接地设计原则

随着变电站各级电压母线接地故障电流的增大，在接地设计中要满足R≤2000/I是非常困难的，因此，为防止电流转移引起的危害，应首先考虑短路电流对周期分量的影响；其次在施工之后还要进行测量和绘制电位曲线。在接地网的设计时应遵循以下原则：（1）尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地体统一连接起来作为接地网；（2）在以自然接地物为基础上，加之人工接地体的配合，尽可能做到闭合回路；（3）电路设计中尽量采用统一的接地网，并用一点接地的方式接地。

3.2接地装置

变电站需要避雷接地装置，而接地技术正是其重要的组成，有了接地装置才能将雷电所产生的电击电流引入大地，从而防止了电力系统中的电力电子设备受到雷击，进而达到了保护建筑物及设备的最主要目的。

3.3工作接地

工作接地方法的主要是为了让变电站电网以及内部的各种电力设备都可以稳定的运行，同时确保系统测量和控制信息精度。工作接地包括机器逻辑接地、信号回路接地以及屏蔽接地。机器逻辑接地也可以称之为主机电源地，它属于控制中心内部逻辑的电平正端，即6V等低压电源的电流输出地；信号回路接地，例如各个变送器负端需要同时接地，开关量的信号负端接地等；屏蔽接地包含模拟信号屏蔽层面的接地。

3.4变电站接地保护

变电站接地工作对防雷十分重要，主要有工作接地、保护接地、雷电保护接地三种形式。其中，工作接地时电力系统电气装置为运行需要而进行的接地；保护接地时气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔为防止绝缘破坏，给变电站人身安全带来危害而进行的接地；雷电保护接地就是雷电保护装置向大地泄放雷电流而进行的接地。变电站接地的安全性与很多因素有关，除了接地阻抗外，还与接地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等有密切联系。变电站的接地网主要指用于变电站防雷保护及交直流运转的重要设备，能够对电力系统的安全、有效运行起到重要作用。变电站的接地网设计，需要遵守下面的这三项原则：接地网尽可能的选择自然金属接地物和建筑物地基中的钢筋的统一连接；尽可能以自然接地物作为基础，兼用人工地体作补充，尽量选用闭合的环形作为外观；选用统一的接地网和一点接地方式来接地。

3.5变电站接地技术装置的电阻要求

变电站防雷接地技术装置电阻的大小与接地的埋设方式，以及土壤的电阻率，接地极的几何形状等有着重要的关系，而与接地材料的材质无关。对于接地装置的接地电阻，要控制在一定的范围内，否则可能达不到相应的防雷效果和降低雷电危害的效果。

4防雷接地技术实施方式

对于变电站的防雷接地技术来说，其实施的方式多种多样，主要有单点防雷接地方式、多点防雷接地方式以及混合型的防雷接地方式等。其中，单点防雷接地方式又可以被分为串联型的单点防雷接地以及并联型的单点防雷接地两种方式。通常情况下，对于简单的电路来说，我们采取单点型接地方式实施变电站的防雷接地技术。然而，当变电站的电路的频率为高频时，单点型接地方式已经无法满足变电站的防雷需要，此时需要采取多点防雷接地方式实施变电站的防雷接地技术。混合型的防雷接地方式在实施过程中由于技术需求较高，经济成本较大，一般只用于一些大型的变电站建筑的防雷措施中。

5结语

变电站防雷接地技术的应用对于保护电力变电站有着重要的作用，其不仅减少了电力企业的经济损失，还降低了电力设备给人们带来的安全隐患，对于电力企业的安全生产运行有着积极的意义和作用，对于社会的安全用电也有着重要的作用。要做好变电站防雷接地技术，减少雷电对变电站设备的影响，变电站中的相关工作人员要不断完善技术设施，在具体应用中必须结合实际情况，合理选择与应用防雷与接地保护措施，只有这样才能保证变电站的安全、稳定、可靠运行，保证我国电力事业的安全生产。

参考文献：

[1]吴敬柱.浅析变电站防雷接地技术的应用[J].中国高新技术企业，2015（34）：35-36.

[2]穆玉礼.对变电站防雷接地的技术研究[J].科学中国人，2015（02）：20.

[3]陈秀珍.变电站防雷接地技术的应用剖析[J].山东工业技术，2015（24）

[4]刘津津.浅析变电站防雷接地技术的应用[J].商品与质量，2015（29）.