110kV变电站防雷措施分析

110kV变电站防雷措施分析

陈淼

（江苏中电科电力设计院有限公司江苏南京210000）

摘要：雷电对变电站的安全以及电力系统的正常运行存在很大的威胁，如果不重视变电站的防雷措施就会造成很严重的后果，本文首先分析了雷电对110kV变电站的危害，同时阐述了110kV变电站的防雷措施，最后对全文进行了总结。

关键词：110kV变电站；防雷措施；变压器

一、雷电对110kV变电站的危害

雷电是最常见的自然现象之一，雷电天气直接影响着变电站的安全问题以及供电网络的稳定运行。根据相关的调查显示，我国的变电站事故中有52%都是雷电引发的，110kV变电站遭受到雷击的话就会出现闪络以及爆炸事故额发生，同时也会影响供电网络的稳定运行，给人们的用电带来不便。下面根据雷电对110kV变电站的危害进行分析，雷电对110kV变电站的危害具体体现在两个方面：

（一）感应雷

当雷电击中变电站的防雷系统之后，就会产生电磁脉冲以及雷电放电的现象（如下图1所示）。雷电的电压会通过金属管或者是变电站的电缆对变电站室内的设备进行电磁干扰，给整个电力系统带来很严重的损害。根据相关的数据调查显示，雷电击中变电站的防雷系统时所产生的电流就会经过避雷接地引线，形成强大的电磁场，影响设备的正常运行。雷电的电流会经过变电站内的接地网出现电流反击的现象，导致接地连线上的雷电流和各点电位差异很大，当雷电流超过连接在不同地网上工作的电气设备内的电位差异最大承受能力时，将导致设备的损坏，直接影响着变电站设备的可靠运行。

（二）直击雷

直击雷就是雷电直接击中变电站的户外高压设备，一次雷击的电流一般为几万安培甚至十几万安培，瞬间产生强大的电流，在变电站的户外高压设备上形成强大的电压层。当雷电的电流通过变电站高压设备的时候，电流就会带动高压设备产生机械效应。热能效应等，这些效应对变电站设备的危害极大，会引发火灾，阻碍着电气设备的正常运行以及变电站电能传输的稳定性。

二、110kV变电站的防雷措施

（一）在电源的接口处安装保护装置

雷电中的雷电波具有能量大、峰值高的特点，在电源接口处应该安装相应的保护装置，在电源接口遭到雷电击打的时候，雷电波经过保护装置之后，相对会减少一些能量，需要注意的是，保护设置不能够完全将雷电的能量进行分散，还需要安装独立的避雷针对电源的接地线路进行单独的保护，例如：安装了浪涌保护装置之后还必须要安装压敏电阻。压敏电阻是近几年电源接口保护装置中最实用的一种，压敏电阻拥有良好的非线性，能够将电压控制在安全的范围内，可以有效的吸收电波的能量，避免电波给电源设备带来点危害。

（二）在变电站安装避雷设备

110kV安装避雷设备，不会影响变电站的设备，能够及时的将雷击电引入到地下，防止雷击电流对变电站的电力系统带来影响。避雷设备主要包括：避雷针（如下图2所示）、避雷线以及避雷器等。大型的变电站，可以在变电系统的构架上安装避雷针，也可以根据实际的情况安装避雷线。小型的变电站，安装独立的避雷针进行防雷即可。对于一些雷雨天气频发的地区可以采用避雷针和避雷线综合使用的方式进行变电站有效的防雷，在安装的过程中需要注意的是要保证接地装置以及电流引线的安装施工质量。

（三）变电站的接地保护

接地保护的原理是：降低雷电流经过接地保护的相关装置进行对地电位，从而防止雷击电流对变电站设备的危害。因此，接地保护的施工质量非常重要，变电站除了独立的避雷针或者是避雷线的安装以外。还要安装其他的接地保护设备。变电站的建筑物中的避雷网的安装应该呈环形，将建筑物进行包围。通过焊接的方式进行室内外的人工接地线路设置，形成等电位效应。为了保证接地防雷装置的安全、可靠性，引下线的根数设置应该不得小于2根。

（四）变压器的防雷保护

变压器是变电站电力系统正常运行的重要部分，变压器的运行质量直接影响着变电站的总体供电水平。因此，为了电力系统的稳定运行，110kV变电站要将变压器的防雷措施作为重中之重。在110kV变电站变压器的防雷保护措施上，可以在变压器的中性点上安装小型的避雷器，要需要在变压器上安装分级的绝缘综合防雷装置，安装的绝缘必须要大于变压器的绝缘水平。在进行变压器防雷保护施工设计的时候，要对变压器的中性点进行特殊的设计，在变压器上加入金属氧化物同变压器结合的防雷装置，以此提高变电站变压器的整体防雷水平。

（五）变电站进线部位的防雷保护

变电站使用的避雷器大多都是阀型的避雷器，为了降低避雷器的雷电负担，保证避雷器能够发挥作用，要对变电站的进线部位进行保护，对进线采取保护措施主要是：1、利用进线部位的线段，对经过避雷器的冲击电流进行限制；2、对于一些进入变电站的雷电电压波可以起到冲击电晕的作用，将雷电的电压降到最低，对变电站进行有效的保护。在变电站进行1-2km的范围内安装避雷线可以有效的降低

雷电对变电站的损害。

（六）变电站侵入电波的防止保护

侵入电波入侵变电站会造成变电站的电力设备故障，引发电力设备短路，严重的话还可能会引发爆炸甚至火灾。为了变电站更好的进行运作，需要对变电站的侵入电波进行有效的防范。变电站的侵入波电波防雷保护主要是在进线端安装阀型的避雷装置，将防雷保护装置安装在引入部位，保护设备的下部分接地，上部分连接在变电站母线的位置。阀型避雷器的零件主要有非线性电阻、火花间隙等。

（七）定期维护和检查

为了更好的落实110kV变电站的防雷保护工作，除了安装相应的防雷设备以外，还需要进行定期的设备检查维护以及设备的巡视工作。特别是在大风、雷雨、台风天气的时候。对设备进行定期的维护巡视工作是110kV变电站运检工作的重要步骤，在巡视和维护的时候着重加强对机械设备的观测和清理工作，及时发现机械的故障，做好相应的防范措施，确保各类设备的正常运行。同时，还需要组建专门的团队进行避雷设备的检查和维护，对故障设备及时进行更换，保证110kV变电站防雷设备的正常运行。

三、结束语

综上所述，随着各行各业的用电需求增大，对电能可供应量的要求也越来越高，提高供电的可靠性，提高变电站电气设备的安全性，是电力设计项目的重点和难点之一。通过本文的相关分析，笔者希望电力相关部门能够重视变电站的防雷措施，提供更加安全、可靠的电能。

参考文献：

[1]吴昊.江苏省如皋地区110kV输电线路雷击跳闸率分析及防雷措施研究[D].华北电力大学（北京），2016.

[2]石鑫，白晓丹.油田110kV输电线路综合防雷措施分析[J].科技风，2015，12：43.

[3]邓园铭.110kV变电站的防雷保护措施探析[J].科技与创新，2014，17：35+37.