由高疃泵站防雷改造对防雷技术的探讨

高盟　张萌

【摘要】目前，避雷器制造水平的提高，使泵站一次系统的防雷保护有了保证，但自动化设备，如保护、控制、通信等电子设备的应用，对泵站二次系统的防雷提出了更高的要求。本文针对雷电产生的形式提出了综合防护措施，是泵站安全稳定运行的重要前提。

【关键词】防雷；自动化；二次系统；运行

1、概述

高疃泵站防雷接地于2007年春季完工，采用不加接地极铺设方式施工，当时地质较好，接地电阻符合设计要求。但近年来被盗挖采砂后回填砂砾石，土壤电阻率增大，接地电阻远超规范，而且有接地扁鋼已严重锈蚀。因此，2015年对泵站主副厂房采取了增设环保型无腐蚀组合接地极、更换接地扁钢、将接地带的砂砾石换成粘土带等改造措施，使接地电阻达到规范要求。

雷电有两种基本形式：一、直接雷击，是直接击中建筑物、架空线路或设备；二、雷电感应，是对线路、设备等电磁感应产生的过电压。泵站防直击雷，主要是对主副厂房、电源进线和主变压器等高压一次设备的防雷；泵站防感应雷，主要是对电子设备等二次系统的防雷；泵站高压电动机的防雷主要是防止雷电波的侵入。

2、泵站防直击雷

当泵站遭受直接雷击时，避雷带或避雷线等接闪器将雷电流经由引下线流入接地网。主要措施有以下几个方面：

2.1 装设避雷带

泵站主副厂房应装设避雷带，不宜采用避雷针，因为泵站保护室内部自动化设备耐压水平较低，容易造成危害。引下线宜采用镀锌圆钢，沿建筑物外墙敷设，并经最短路径接地，避免弯曲。在接地电阻较大地区，采用人工接地极，并将所有接地极由镀锌扁钢连接成等电位体，焊接处做好防锈处理。

2.2 装设避雷线

避雷线，又称架空地线，工作原理和避雷针一样，但保护宽度比避雷针要小。在35kV及以上的架空进线上架设避雷线，尽量遮住导线，使雷落在避雷线上，以消除进线上的闪络，避免雷电侵入波对泵站电气装置的危害。

2.3 装设避雷器

装设避雷器是防止雷电侵入电气装置的主要措施，各级变压器、母线应装设避雷器。泵站高压电源进线处、架空线路的终端杆应装设阀式避雷器或排气式避雷器，一次系统中每组高压母线上均应装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器，并以最短的接地线与接地网连接。避雷器在遇过电压时，电阻变小，所以避雷器应与被保护设备并联，且安装在被保护设备的电源侧。

3、泵站防感应雷

二次系统发生雷击事故，绝大部分是由感应雷引起的，在雷云对地放电时，在附近的电源线、信号传输线等上感应出过电压，使线路上的电子设备遭受损坏。主要措施有以下几点：

3.1 安装浪涌保护器SPD

浪涌保护器有电源线路浪涌保护器和信号线路浪涌保护器，原理和避雷器原理大致相同，泄放过电压，增强线路传输的可靠性。

电源浪涌保护器采取三级防护：第一级应在总低压进线侧电源线路上安装高通容量的SPD，主要泄放变压器高压侧流入的过电流；第二级应在重要设备专用配电母线处，主要泄放第一级残压，分流其他配电线路过电压，并抑制电磁干扰；第三极在各配电箱及自动控制设备熔断器后电源线上，如UPS电源输出端等。

信号线路，应根据不同用途的通信及网络设备等，配置相应功能的SPD。信号线等弱电线路在接入电子设备前应接入信号SPD，用来防护电子设备遭受过压入侵。

3.2 接地、屏蔽与等电位连接

防雷接地系统可分为设备防雷和建筑防雷，设备防雷接地措施主要是通过安装避雷器而埋设的防雷接地装置将过电流引入大地。接地装置由接地体和接地线组成，接地体根据泵站所处地质环境设置人工接地体或自然接地体，接地电阻值大于10欧姆时需装设人工接地体。

泵站屏蔽措施主要是线缆屏蔽，弱电线路采用屏蔽电缆，屏蔽层两端应良好接地。当连接建筑物间的电缆采用非屏蔽电缆时，应将电缆敷设在金属管道内，金属管道应接地良好。

等电位连接应用在中控室、保护室、敷设二次电缆的沟道、就地端子箱等处，采用铜排方式，形成等电位接地网，有效的防止由雷电引起的系统间的电位差出现的反击。等电位接地网与主接地网连接时，应远离高压母线、避雷器的接地点。二次设备的金属外壳、屏蔽线缆外层等，应以最短距离与等电位接地端子相连。

4、高压电动机的防雷措施

高压电动机是泵站内的主要动力设备，其定子绕组一般采用固体介质绝缘，长期运行时，固体介质还要受潮、腐蚀和老化，其冲击耐压水平较低。高压电动机防雷措施主要有：一、安装FCD型磁吹阀式避雷器，或有串联间隙的金属氧化物避雷器；二、在电动机前加一段100～150m的引入电缆，并在电缆头处安装一组阀式或排气式避雷器，降低沿线路入侵的雷电波陡度；三、在电动机电源端安装一组并联有电容器（0.25～0.5μF）的FCD型磁吹阀式避雷器。

5、结语

防雷是保护泵站内设备安全的一个重要环节，分析雷电入侵途径，采取有效防范措施，将雷害事故减少到最低程度，对泵站安全运行有着极其重要的意义。

参考文献：

[1]蒋伟，曹克军. 变电站综自设备防雷对策[J]. 中国电力企业管理.2010（20）

[2]陈永春. 配电线路防雷与接地措施[J]. 现代建筑电气. 2011（02）

[3]赵玉微，施明芳. 变电所综合自动化系统防雷探讨[J].现代农业科技，2010年第10期.

[4]周永辉. 220kV高压输电线路防雷接地技术研究[D]. 华北电力大学 2014

[5]田志岗. 变电站二次系统防雷接地及现场测试方法研究[D]. 西华大学 2013