变电站防雷接地技术

变电站防雷接地技术

丁斌 ,刘世垒

山东鲁中电力工程设计有限公司  山东济南250000

摘要：近些年来，中国经济的发展带动了技术进步，电力系统发展得越来越完善，整个电力系统的运行安全也得到了很大的保障。但值得注意的是，对于雷电这种自然因素的预防依然应得到重视。特别是在某些多雨的地区和春秋季节，雷电发生的频率增大，使得安全事故发生得越来越多。雷击不仅会对供电系统的安全稳定产生影响，也严重威胁着工作人员的生命安全。为应对该问题，对变电站的防雷接地技术进行了探讨。

关键词：变电站；防雷接地技术；应用要点

中图分类号：TM862

文献标识码：A

引言

变电站在整个电力系统中占据着不可替代的位置，不但可对电力参数进行控制、调节，而且其运行会直接对电网中的设备产生影响。如果雷击等自然灾害对变电站造成损害，则会导致整个电网中的设备出现故障，更严重的会导致大面积停电，引发安全事故。因此，必须严格执行变电站的防雷工作。技术人员应提高对防雷工作的重视度，加大对防雷接地技术研究的投入，结合具体环境灵活应用技术，从而防止变电站遭受雷击而导致设备受损的情况发生。本文在对常见的雷击危害类型及雷击对变电站的影响进行分析之后，对变电站的防雷接地技术进行详细分析，可为未来变电站预防雷击方面的工作提供一定的技术指导。

1雷击对变电站设备及供电系统的影响

变电站供电系统正常工作状态下，其电压始终保持在安全的工作电压范围之内，但雷击导致整个系统电压过大，使得设备承载过大，造成损伤。一般来说，变电站受到雷击的影响主要表现为：a)雷电直接击打于变电站设施上；b)雷击所产生的电流通过导线对变电站设备产生影响；c)变电站通讯系统受到雷击作用。雷电现象与其变电站所在的位置息息相关。一般来说，内陆地区比沿海地区发生雷电现象的次数多。但无论可能性大小，雷击所带来的危害都不可忽视。雷电在产生的过程中会伴随着过大的电流，电流穿过大气层后会产生大量的能量。如果发生雷击，这部分能量将会全部施加到变电站设备上，对设备及供电系统造成很大的损害，更严重的情况下还会发生触电事故，威胁着人员生命安全。传统的防雷击技术只对直接雷击有预防作用。随着技术的不断进步，防雷击技术也有了很大提升。其中最常见的就是接地装置的应用，其在变电站防雷击技术中占据着关键位置，它主要是将雷击所产生的电流通过该装置传输到地下的接地体，以实现对设备及供电系统的有效保护。

2雷击对变电站设备及供电系统的影响

a)雷电直接击打于变电站设施上；b)雷击所产生的电流通过导线对变电站设备产生影响；c)变电站通讯系统受到雷击作用。雷电现象与其变电站所在的位置息息相关。一般来说，内陆地区比沿海地区发生雷电现象的次数多。但无论可能性大小，雷击所带来的危害都不可忽视。雷电在产生的过程中会伴随着过大的电流，电流穿过大气层后会产生大量的能量。如果发生雷击，这部分能量将会全部施加到变电站设备上，对设备及供电系统造成很大的损害，更严重的情况下还会发生触电事故，威胁着人员生命安全。传统的防雷击技术只对直接雷击有预防作用。随着技术的不断进步，防雷击技术也有了很大提升。其中最常见的就是接地装置的应用，其在变电站防雷击技术中占据着关键位置，它主要是将雷击所产生的电流通过该装置传输到地下的接地体，以实现对设备及供电系统的有效保护。

3变电站的防雷接地技术应用

3.1防雷接地装置的应用

3.1.1防雷接地装置的组成

通常来说，防雷接地装置包括接地体和接地线。a)接地体。接地体可根据其装置构造的区别区分为人工接地体和自然接地体两大类型。人工接地体主要是为满足需求以人工形式在地下安装的集电装置，而自然接地体则是利用地下原有的管路或其他导电类装置进行电流疏通的装置。接地体的设计施工应满足以下几点：(a)应对接地体附近的土壤质量进行合理处理，降低其冻结温度和土壤间的阻力作用，以保障接地体的接触电压能得到有效降低。(b)接地体本身的材料应具有良好的热稳定性，防止雷电能量产生的巨大热量对接电体构成损伤。(c)地下土壤环境潮湿，接地体长期埋藏在地下会受到各种腐蚀作用，因此应对其做好良好的防腐蚀保护处理。(d)地上环境的变化也会对接地体产生一定的影响，接地体所处位置应在地下的一定深度，最好大于1m。接电体之间的距离也应符合一定的标准。

3.1.2接地线

接地线是雷电作用到变电站时将电流引入接地体的唯一路径，其主要由导线组成。接电线的铺设主要分为明线和暗线。一般来说，明线铺设时只需在所设计的路线上标点记号即可，而暗线铺设的记号主要位于地面入口位置。和接地体类似，接电线也极有可能受到土壤或其他外力作用的腐蚀、破坏等，因此应对其进行有效防护，主要措施有涂防锈漆、镀锌等。而对接地线进行施工铺设时，应关注以下几点：(a)导线之间一般利用焊接连接，焊接时应注意，其搭接长度应为扁钢宽度的2倍、圆钢直径的6倍；(b)导线与管道之间利用焊接方式进行连接，管路之间通过导线连通；(c)接地线与变电站设备之间大多数使用螺栓固定方式，但与接地体之间通常为焊接处理。

3.2变电站防雷接地装置的设计

整体装置设计应关注以下几点：a)在现有条件的基础上一般会优先考虑统一设计自然接地体；b)尽可能设计为闭合回路的接地方式，使过电流尽可能被吸收；c)在保障每一个点接地的前提下，尽量形成统一的接地网络。

3.3浪涌抑制器的应用

浪涌抑制器又叫防雷器，主要是安装在设备上防止电路中过电压过高对设备造成损伤，有效保障了变电站中设备的安全稳定工作。供电系统中产生过电流时，该装置可迅速做出反应，对供电系统中的电压和电流进行分配以达到疏通的效果，对变电站设备起到了很好的保护作用。浪涌抑制器可分为开关型、限压型和分流型，其主要分类依据是作用原理的差别。开关型浪涌抑制器在正常工作状态下电阻极高，一般不会有电流通过，但雷击所带来的过电流通过时，其电阻会瞬间变低，对过电流进行吸收；限压型浪涌抑制器与开关型浪涌抑制器原理较为类似，不同的是过电流通过使得其电阻值呈现非线性的降低趋势；分流型浪涌抑制器通常与其所保护的设备处于并联状态，正常运行情况下由于其处于断开状态并不会有电流通过，当过电压通过时，该浪涌抑制器会立刻切换至短路情况，将电压进行分流。

3.4直接雷击的防护

直接雷击指的是雷击所产生的过强电流直接对变电站设备进行作用，造成极大的过电压，对设备及导线产生较大的损伤。在设计防雷接地装置对直接雷击进行防范时，以下几点不可忽视：a)其接地体位置应尽可能远离变电站，防止雷击所产生的过电流在接地传输过程中由于装置原因发生反噬。b)对于某一块区域内的防雷接地装置，应在地下构建统一的接地网络，并确保其电阻够小，以起到对接地体和接地线保护的作用。此外，变电站的控制室还应再加一层防雷技术设计。

结束语

综上所述，变电站的安全问题不可忽视。影响变电站安全的因素诸多，雷击是为最常见的一种，具有自发性，不可控。雷击对变电站的损伤不仅会使其设备发生故障、停止运行，造成大面积停电，也时刻威胁着人们的生命安全。并且，设备和供电系统在遭遇雷击之后寿命缩短、功能严重下降，也存在着巨大的安全隐患。因此，针对雷击危害的形式设计出防雷接地装置，以起到防止雷击对变电站中设施产生破坏的作用，进而保障人们的生命财产安全。

参考文献：

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