关于变电站的防雷措的探讨

关于变电站的防雷措的探讨

欧冠华

（广东电网有限责任公司清远供电局广东省清远市511500）

摘要：变电站一旦受雷击的影响，造成局部范围内的供电中断，影响了供电可靠性和工农业生产的正常运行，城乡居民的日常生活也受到不同程度的影响。因此变电站防雷显得格外重要。

关键词：变电站雷电防雷措施

1、变电站遭受雷击的主要原因

雷电是带电荷的雷云引起的放电现象，雷电从形式上可以分为直击雷和感应雷。直击雷直击于变电站的设备上，可以造成线路的开断、跳闸及其他设备故障。这些设备对雷电的耐受力很低，一旦遭受雷电损坏，后果将不堪设想。架空路线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，它是导致变电站雷害的主要原因，对变电站的破坏主要有对变电站的调度、载波、通信、监控设备和基本设备的危害，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、常用的防雷设施

2.1防雷器

现多数防雷器的工作方式采用开路与短路两种方式。短路方式指在防雷器在遇到瞬间高电压时对地短路，将雷电流导入大地，进而保护变电站内的电子设备。开路是指在同样情况下开路，从而将设备隔离。

2.2避雷针

变电站安装避雷针的原则是所有被保护的设备均应处在避雷针保护范围之内，以免受到雷击破坏。如果避雷针与被保护设备之间绝缘不够的话，就有可能在避雷针遭受雷击之后，使避雷针与被保护设备之间发生放电现象。这时，避雷针将高电位加于被保护设备之上，造成无法弥补的损失。被保护设备与避雷针之间无放电现象的距离称为最小距离。由于变电站的配电装置跟变电站的出线的第一杆塔之间的距离比较大，如果条件允许可将避雷线引致变电站的构架上，这样该段的导线保护比用避雷针要经济些。

2.3其他防雷设施

传统的建筑防雷并未考虑电子设备的保护问题，导致许多建筑存在防雷缺陷。电子设备的防雷措施主要是靠外壳和内部机构完成，安全率低。

3、雷电侵入波影响变电站的防护

变电站对侵入的雷电波防护的主要措施是在其进线上安装WGMOA（氧化锌避雷器），对多雷地区的架空线路易击部位均可适当安装，如高压开关室进线端安装高压避雷器，高压避雷器接地应以最短的距离就近接地，控制线路的二次线路引入处应安装相应的低压电源避雷器，避免感应雷电过电压侵入而造成控制仪表失控或损坏。将避雷器并联装设在被保护设备的附近，当过电压超过一定值时，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。

3.1变电站的进线双重防护

只要使避雷器电流幅度值不超过5kA（在330kV～500kV级为10KA），来波陡度不超过允许值，避雷器才能可靠地保护电器设备。为了确保避雷器的可靠性，在靠近变电站的进线（35kV～110kV无避雷线的）1公里～2公里处架设避雷线是变电站的进线防雷的主要措施，在进线段以外落雷时，由于进线段导线的阻抗，使电流幅度值受到限制，而且沿导线的来波陡度也将由于冲击电晕作用而大为降低，导线及大地的电阻对波的衰减变形也会有一定影响。如果没架设避雷线，当靠近变电站的进线上遭受雷击时，流经避雷器的雷电电流幅值可超过5kA（在330kV～500kV级为10kA），且其陡度也会超过允许值，势必会对线路造成破坏。对变电站进线实施双重防雷保护，其目的就是限制流经避雷器的雷电流幅值和雷电波的陡度。

3.2变压器的防护

变压器是交流电系统的重要设备，对变压器采取防雷电波侵入的保护措施，可以防止变压器自身受到雷电过电压的损坏，提高供电可靠性，也可以防止雷电过电压通过变压器传播到变电站电源系统。配电变压器高压侧一般采用阀型避雷器保护，低压侧安装氧化锌避雷器，接地端直接接在变压器的外壳上，这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。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，避雷器的接地线应与变压器的金属外壳及低压侧中性点连接在一起，这样，当侵入波使避雷器动作时，作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器和接地电阻上的电压，从而减少了雷电对变压器破坏的机会。

自耦变压器一二次绕组之间有电的直接联系，当高压侧过电压时会引起低压侧过电压，在自耦变压器的中压套管与断路器之间以及自耦变压器的高压侧套管与断路器之间都必须各加装一组避雷器。当低压侧开路运行时，不论冲击波从高压端或中压端过来，都会经过高压或中压对低压绕组之间的电容静电耦合，使低压绕组出现过电压。由于低压绕组是开路的，所以它对地的电容不大，于是在低压绕组上出现的电位可能达很高而使低压绕组损坏，因此低压绕组的直接出口处也应该对地安装一组避雷器。

变压器中性点的保护。中性点不接地或经大电感接地的35kV～60kV电网中的变压器中性点一般不需要保护。中性点非直接接地的110kV～154kV电网中的变压器，由于线路有避雷线且绝缘较强，中性点可以不需要保护，但在多雷区域装有消弧线圈的变压器且有单路进线运行的可能时，要加装避雷器保护，以限制消弧线圈的磁能可能引起的操作过电压。对于中性点直接接地的10kV～330kV电网，由于变压器中性点的绝缘水平比相线端低得多，需要加装避雷器保护。

3.3变电站二次设备的防护

为防止二次设备免遭雷击电脉冲和其它电击方式的影响和干扰，保证二次设备的正常运行，可以采取以下几个措施：（1）采用多分支接地引下线，通过接地引下线大大减小雷电流的强度；（2）改变泄放系统的结构，改进弱电设备的同时更好地发挥原有的屏蔽网；（3）改善屏蔽设备；（4）所有进出控制室的电缆都要采用屏蔽电缆。

3.4变电站的防雷接地

防雷接地的作用是减小雷电流通过接地装置时的对地电位升高，其接地是否良好，对保护作用的发挥有着直接的影响。同时在变电站防雷保护满足要求以后，还要根据安全和工作接地的要求敷设一个统一的接地网，然后在避雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷的要求，或者在防雷装置下敷设单独的接地体。垂直接地体之间的距离为5m左右，顶部埋深0.5m～0.8m。接地体与道路或通道出入口的距离不小于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。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。独立避雷针要求单独设置接地装置；建筑物避雷网的引下线应与建筑物的通长主筋（不少于2根）及建筑物的环状基础钢筋焊接，并与室外的人工接地体相连，与工作接地共地，形成等电位效应。为了保证防雷装置的安全可靠，引下线应不少于2根，在高土壤电阻系数地区，可采用多根引下线以降低冲击接地电阻，引下线要求机械连接牢固，电气接触良好。变电站的防雷接地电阻值要求不大于1Ω。

4、结语

电力系统的防雷保护是一项比较复杂的工作，但对变电站的安全使用，电气设备的正常运行有着至关重要的作用，因此应加强变电站的防雷，保证它的正常运行。