220kV变电站防雷接地设计与施工分析

王东　徐明　张杰　郑春辉　于占龙

(国华(通辽)风电有限公司,内蒙古通辽　028000)

220kV变电站防雷接地设计与施工分析

王东徐明张杰郑春辉于占龙

(国华(通辽)风电有限公司,内蒙古通辽028000)

随着经济迅速发展,为了满足人们的生活和生产用电,电力工程逐渐增加但是很多地区的地理环境恶劣、地形非常复杂因此对于变电站的建造施工产生巨大的影响,本文就对220kV变电站防雷接地设计和施工进行详细的分析,通过利用新材料和新技术解决导致施工困难的问题。

220kV变电站防雷设计施工措施

电力工程的规模逐渐扩大，电线架设的路径逐渐被压缩，也导致接地防雷的设计难度也逐渐增加，变电站的接地设计根据其具体的作用分类为保护接地、工作接地和防雷接地等，保护接地主要是防止电线的绝缘体损坏，避免其对人类动物等造成伤害等，工作接地目的就是帮助电力在传输过程中更加的稳定安全，防雷接地的主要目的就是防止雷电天气避免雷电对电线、设备的损害等。在所有的接地设计中防雷接地是最为重要的，保证电力设备等不会受到雷而损坏，影响正常的生活和生产。

1　变电站接地设计

1.1接地网间距的设置

接地网间距通常的距离为5m、7m或者10m的等间距设计方式，由于受到端部效应和临近效应的影响，中心处的电流的泄露量相对较多，因此中心部位的电势也会比边网孔的电势更高，如果地网的面积逐渐增大，那么电势的差值也会随之变大，如果接地网间距没有等间距设计，那么中部导体泄露的电流密度分布增大，中部导体的利用率也会提升。

1.2地网中垂直接地极布置

由于会受到水平接地极的屏蔽影响，地网接地中的垂直接地不会对其电阻产生较大的影响，但是部分设备的散流效果会在垂直接地的设计下逐渐加强，因此增设垂直接地极可以起到消除变压器中性点、弧线圈中性点、避雷器和构架避雷针，与此同时还可以在地网的周围一圈增设垂直接地极，从而改善散流效果，减小接地电阻。

1.3接地极的热稳定性校验

在进行对接地极热稳定性校验时一般采用短路电流的稳定值来操作，在主干线路中短路电流会直接向左右两侧分流，主干线在采购时应尽量减少考虑金属规格的，主要是因为主干线非常容易遭到腐蚀，主干线的截面积计算公式如下所示:

上式中Sjd指的是最小的接地线截面积，单位用mm2表示;Iid指的是流过接地线的短路电流稳定值，其单位中A表示;td指的是继电保护器实施保护的时间，一般的在计算时220kV一般保护时间为1s; C表示接地线材料的热稳定系数，系数会根据材料的不同而有所区别。

1.4接地引下线设计

在接地引下线的设计过程中对变压器的中性点和和中和各个干线和之地网之间的相互连接，设计时一定要保证其符合热稳定校核的要求。在变电站中比较重要的设备均需要使用2根接地引下线，但是其接线点不能和主接地网相同。

2　接地施工

(1)在施工过程中肯定有很多横向和纵向的接地体，可以通过使用热焊接的方式将各种金属规格的接地体焊接在一起，这样能够提升接地体的使用寿命，研究表明如果将纯度为97%的铜金属连接器相互连接，那么其使用寿命会更长;(2)变电站的主接地网建设完成之后再对其接地电阻进行测量，接地电阻会受到季节和温度的变化而有所浮动，但是全年监测中必须保证其电阻值在0.5Ω以内。如果检测的电阻值较高，那么可以通过增加地网的面积、深埋接地体等方式来起到降低电阻的效果。(3)在变电站室外还应该进行铺设接地网，深度为距地面0.8m，穿道的长度约1m左右。等铺设好接地网络之后在使用接地线将室内的各个设备进行接地连接，一般的接地引上先都会铺设在建筑结构的墙体内，同时在变电站的建筑左右两侧均要装设一个接地电阻的检测点，以供随时了解电阻情况。(4)对于配电综合楼以及电缆沟等的接地网施工，应该在电缆沟或者配电综合楼地下约1m左右进行埋设，埋设时尽量选择使用新鲜土质。(5)在变电站附近很容易差生较大的电势，从而影响人们的生命安全，因此在在进入变电站的公路打造成沥青结合混凝土的地面，四周的围栏尽量选择木质或者其它不会导电的材质，对于已经投入使用的变电站中金属材质的围栏应该做好接地的措施。(6)在变电站内所装设的各种避雷设备，其电压线在接地的过程中尽量采用“就近原则”，对于室外的避雷涉笔在接地是尽量使用垂直接地体。(7)在室外的接地线中务必使用穿墙套管将其包裹，同时对于每组接地线均要引至主干线上，其目的就是保护工作人员和设备的安全。(8)对土壤电阻大地区降阻处理，一般有三种方法，其一是从土壤电阻率低的地区引入接地极，其二是深埋接地极，该种方法非常适用于地下有金属矿体、水位较高或者冻土的地区;其三是使用降阻剂来置换具有高电阻的土壤。

3　设计注意要点

3.1线路避雷器的应用

在配电网络正常运行的过程中造成线路损坏甚至自动跳闸的主要原因线路遭受雷击，因此在遇到线路故障时应该立即进行就地消纳措施，通过统计的数据将雷击的数据进行统计计算，然后在220kV的雷区应该进行线路的防雷措施，比如增设避雷器或者引雷针等设备，阻止雷电电流损伤变电站的其它设备。

3.2配电网络运行中断开断路器设计

在雷击遭受线路损伤的情况下，断路器端口也很容易受到过电压的损伤，因此可以在线路两侧部位增设避雷器。通过安装避雷器等设施能够降低雷击的几率，但是线路的感应雷电流仍然会导致断路器发生断开的情况，因此断路器的安全仍然无法得到保障。已经投入使用的变电站应该根据运行的情况适当的增加避雷器的安装，对于在新建的220kV变电站中特别是那些山区容易遭受雷击的区域，应该设计之初就应该考虑使用线路避雷器。

4　结语

在变电站设计和施工过程中一定要考虑影响配电网络运行安全和稳定的各个因素，在所有的因素中，雷电是危害最大，影响最为严重的因素之一，所以在设计的过程中一定要加强对防雷的设计和施工要求，通过科学合理的防雷接地设计能够使电力企业在投入资金一定的情况下尽可能的提升防雷的效果，在施工的过程中一定要采取相应的措施，比如增设避雷器等，减少雷电对于变电站的影响。再投入使用之后应该加强对防雷设施的维修和养护，促使电力运行的安全可靠。

[1]张九峰,冀红敏,陈如意.岩石地区220kv变电站接地系统施工方法[J].科技与企业,2012(18).

[2]计伟,张国晓.220kV变电站防雷接地设计与施工分析[J].机电信息,2013(18).