变电站防雷接地技术的应用剖析

陈秀珍

摘 要：防雷接地技术是一种针对雷击的电气系统安全防护技术，其在变电站中的合理应用可以有效避免变电站遭受雷击损坏，为电网运行的稳定性与安全性提供保障。本文从直接雷击过电压、感应过电压以及雷电反击三个方面介绍了电站会遭受雷击的原因，并就设计原则、防雷措施等问题对防雷接地技术在变电站中的具体应用进行了分析，旨在为变电站相关工作人员提供参考。

关键词：变电站；防雷接地技术；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.182

变电站是电力系统的枢纽设备，负责电力强度等参数的稳定与调整，其功能的发挥直接关系到电网运行的稳定性与安全性。如果变电站遭受雷击，就会使其相关电气设备遭到损坏，甚至使其核心功能实效，从而导致大面积的停电，严重者还会造成重大的安全事故。因此，无论是从供电稳定性与社会电能需要出发，还是考虑到社会的公共安全与秩序的维护，都需要加强对变电站防雷工作的重视，坚持防雷接地设计原则，合理应用防雷接地技术，增强电变站的防雷能力，避免其受到雷击损坏。

1 变电站受雷击危害的原因

变电站正常运行时，其相关电气设备受电网的额定电压保护。但在雷电天气下由于雷击会出现过电压现象，从而使电力系统中一些线段的实际电压要远远超过正常工作状态下的电压值，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）直接雷击过电压。当雷电直接击中变电站的电气设备时，会在所击位置瞬间产生巨大的雷电流与超高电压，并随之释放出大量的热能，而这些热将对电气设备产生巨大的损坏，使其失去功效；（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；（3）雷电反击。架空线路形成的过电压与雷电直接击中形成的过电压会对变电站造成损坏，该过程会产生大量热量，如果没有有效的防护措施，这些热量迅速释放，就会损坏电气设备的绝缘层，甚至有可能引发安全事故[1]。

2 接地装置

接地装置在变电站的防雷中起到非常重要的作用，因此，在变电站在进行防雷设计时，一定要重视接地装置的应用，并严格规范安装行为，确保安装是正确、合理的，从而在雷电天气下将其产生的电流有效引入地下，对电气设备起到真正的保护作用。

2.1 变电站防雷接地设计的原则

随着电力系统建设规模的逐渐增大，对变电站的接地系统提出了更高的要求。因为不管雷电防护技术的外在形式是什么，其实现途径都要通过接地装置引入地下，所以接地装置的安装非常重要，其设置的合理与否将直接影响到变电站工作人员和相关设备的安全。变电站中多级母线接地故障的电流越大，在设计时电阻的要求就越难以满足，虽然现在变电站中的接地电阻条件已经从从过去的0.5Ω放宽到了5Ω，但是在使用接地电阻时还需要谨慎对待，尤其要注意以下三项原则：（1）在允许的情况下，尽可能使用建筑物位于地基以上的钢筋，或是使建筑物中自然接地的所有金属统一接地，使之连接成为一个接地网络；（2）以自然接地的物件为基础，以人工设置的接地体为辅助，外形上尽量采用闭合环形；（3）可以实行单点接地，但是前提条件是有一个统一的接地网，且接地方式相同[2]。

2.2 变电站的防雷技术

为了避免变电站受到雷击的危害，首先就要阻止雷电波进入，通过保护装置的使用将雷电波有效引入接地网。拦截导引是较为有效的变更雷击的措施，常用到的接闪器有避雷针和避雷线。在规模相对较小的变电站中，一般只用独立式的避雷针就可以实现较好的功效，但是对于规模较大的变电站，则最好同时在构架上安装避雷线和避雷针。在安装时，要严格按照相关规范要求进行接地装置与接引流线的设置。现阶段我国变电站中的主要防雷措施有以下三种：（1）避雷器。避雷器的安装可以对雷电波进行有效阻绝，使入侵部分降至电气系统相关设备绝缘强度的允许范围以内。目前我国变电站中使用的避雷器多以金属氧化物为生产制造主要原材料；（2）浪涌抑制器。浪涌抑制器主要利用了过压保护，其工作原理是在发生雷击事故时，由后台的监控器对电源防雷模块的使用性能进行鉴定，显示其是否遭到了雷电的损害。实践证明，在控制与通讯接口处进行浪涌抑制器的安装效果最佳；（3）接地线。接地线也就是接地体的外引线，按照功能主要可分为分接地线、电位连板、主接地线等几种类型，其应用的主要目的是对电气设施进行屏蔽和保护[3]。

2.3 直接雷击的防护措施

变电站受到雷击危害的情况主要有两种：直接雷击与间接雷击，其中直接雷击的危害又占大多数，因此，针对直接雷击有专门的防雷措施：（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。

3 结束语

综上可知，增强变电站的防雷能力是电力系统正常运行的需要，是社会对供电质量逐渐提高的需要，是维护公众安全与秩序的需要。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。同时，随着变电站的建设发展还应该不断改进、完善现有的防雷接地技术，保证其具始终具有较高的科学性与有效性。

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]天嗒.防雷接地技术在220kV变电站中的应用研究[J].中国新技术新产品，2014（03）：178.endprint