110kV变电站防雷接地问题研究

张毅+龚淼

摘 要：在造成110KV变电站运行危害的因素中，雷电可谓最重要的因素之一，为此，在现代110KV变电站的安全可靠性设计中，探究科学有效的防雷接地措施显得至关重要。本文将研究的视角着重放在110KV变电站防雷接地问题的探究，在对防雷接地设计的理论概念进行详细总结的基础上，从内容、流程、注意事项三个方面入手，对110KV变电站防雷接地设计的细节进行了分析，最后，提出了110KV变电站防雷接地设计中的进一步优化思路。

关键词：110KV变电站；防雷接地；接地电阻；避雷器

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）04-0126-01

1 引言

110KV级别的变电站，是我国高压输送电网系统中的重点组成环节，据不完全统计，我国现有的110KV级别变电站数量达数百座，其中很多位于雷电多发区域，而雷电多发区域常常出现雷暴天气，这无疑加大了变电站遭受雷击的概率，一旦变电站系统遭受雷击，不仅会影响到变电站供电的可靠性和持续性，也会对本地区的经济建设带来危害，因此，探究110KV变电站防雷接地的有效措施，对于变电站自身，以及当地的经济建设来说都至关重要。在具体的防雷接地处理中，由于110KV变电站中电压母线接地故障电流比较大，因此工程技术人员需要通过控制接地电阻，设计安全管理措施，安全配置避雷设备等措施去构建立体化、安全系数高的防雷体系。这其中涉及到诸多的设计和运维管理问题，本文将做深入阐述。

2 防雷接地设计理论概述

2.1 防雷接地的概念

防雷接地，即：防雷和接地两个概念之合。首先，防雷，即是采用合理的避雷措施，防止设备或人员遭受雷击；其次，接地，即是采取必要的接地方法，防止静电造成的设备或人员危害。对于现代变电站系统来说，防雷和接地是两项重要的保护措施，其中，防雷分为整体结构性防雷和部分分布性防雷，通过引入避雷针、接地电阻等措施，完成对变电站防雷系统的构建。而接地保护措施，亦可包含避雷接地、零线接地、防静电接地等措施，其目的在于为变电站提供更为可靠的避雷、防静电安全体系。

2.2 防雷接地装置概述

防雷接地装置包含很多，主要分为以下几类：（1）雷电接受装置。是负责在雷击瞬间有效接受雷击的设备，例如避雷针、避雷带、架空地线、避雷器等。（2）雷电疏导装置。负责将雷电接受装置接受的雷电信号疏导至大地端，又包含引下线、接地线、接地体等，其中，引下线负责将雷电信号从避雷针传导至接地体，接地线则为不载流的金属导体，接地体则是深埋入大地的金属导体。（3）接地装置。为接地线和接地体的统称，又可细分为接地网络和接地电阻两大类，其中，接地电阻数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值，在整个防雷接地装置的设计中，需要技术人员予以精准控制。

3 110KV变电站防雷接地设计分析

3.1 防雷接地的设计内容

带电云团和放电通道是雷电形成的两个条件，当带电云团经过变电站时，云团与地面之间形成的电场，会形成一个巨大的导电通道，该导电通道成为雷击发生的主要渠道。对于110KV变电站来说，如何在面临雷击发生时，有效地避免雷击对电站整体和部分系统造成的损害，也成为设计人员需要关注的重点内容。结合110KV变电站的实际情况，建议技术人员从以下几方面着手进行设计规划：（1）防雷设备设计。在110KV变电站防雷设计中，技术人员需要选择合适的避雷设备，进行必要的防雷设计，这是设计中最主要的内容之一。首先，在选择避雷设备时，技术人员要根据110KV变电站的地理位置、站体设备材质等实际情况，进行避雷设备的选取，一般来说，对于变电站设备中低于10KV标准的系统，技术人员可选用普通阀型FS作为避雷设备，而对于超过10KV的系统部件，技术人员应选用其他更为合适的避雷装置，此外，在实际选用时还应考虑避雷设备与系统设备额定电压的匹配性，尽量选用与系统设备额定电压接近的避雷设备。（2）接地设施设计。在进行变电站接地设施设计时，技术人员要考虑接地网的布置措施，例如，要根据110KV变电站坐落区域的周边环境、自然条件，进行细一些必要的调查，在此基础上完成接地网设施的布置。

3.2 防雷接地的设计流程

110KV变电站防雷接地系统的设计中，技术人员需要按照严格的流程操作，具体来说，在整个设计过程中需要引入“全过程”的思路，将设计的流程分为前、中、后三个阶段，在每一个阶段中引入详细的设计内容和步骤，依据严格的标准进行工作，确保设计能够同时满足安全、可靠、经济等要求。具体来说，本文建议在“全过程”思路下，技术人员对于110KV变电站防雷接地的设计可按照以下流程进行：（1）前期调查统计。在110KV变电站防雷接地体系建构之前，施工技术人员应对变电站周边的环境进行细致的调查，具体的调查指标应尽可能的详细，例如：变电站区域的气候环境、年降水量、温湿度、年均雷击数量、土壤电阻率、粘稠度、土质结构、对变电站建材的腐蚀情况等，在基础上，通过专业的模型工具，对所获数据进行精确分析，为后期的项目防雷接地建设提供科学依据。（2）中期设施建设。在前期调查统计工作完成后，技术人员即可着手设计具体的系统防雷接地体系，具体的工作又包含：图纸设计规划、施工材料准备、施工建设、可靠性验证等环节，此外，由于110KV变电站系统的特殊性，在具体的设计建设中，还有很多计算环节，例如：入地故障电流计算、接地网导体材料和截面的计算、接地网布置面积的计算等，上述工作中技术人员都应选择科学的公式进行计算求解，得出最为有效的数据，为变电站建设提供科学依据。（3）后期竣工验收。完成所有的系统设计和建造后，需要进行竣工驗收，验收的主要工作为：对系统的质量、经济性进行评估，确保设计施工能够符合预期要求。

3.3 防雷接地的注意事项

在110KV变电站防雷接地系统的设计和建设中，有很多细节问题需要技术人员引起注意。首先，避雷针的选取注意事项。具体来说，避雷针的选额应根据变电站的地理条件、高度、建设面积等参数确定，切不可盲目选取。例如，某110KV变电站建设位于年均40天雷暴天气的区域，为中等强度雷电活动地区，在前期调查中，技术人员测定该电站的长度为65m，宽度为62m，系统杆塔与门架构高度为12m，根据高度影响系数的计算，如果说被保护变电站的实际高度小于避雷针除以2的结果，那么它的范围则是1.5乘以避雷针的高度计算结果，根据这一计算思路可得：该变电站的避雷针<30m时，它的避雷有效值较低，因此在实际建设中，该变电站的避雷针会少应选择30m高度。其次，接地保护设计的注意事项。在构建110KV变电站接地保护系统时，技术人员还应综合考虑多方面因素，具体来说包含以下几方面：（1）人为安全因素，即：接地保护网的构建必须覆盖变电站中的所有电器设备。（2）均匀分配对地电压，在进行人工接地保护时，技术人员应尽可能地均匀分配变电站电气设备的旁路对地电压，并安装环形接地体，同时加装均压带，以确保整个系统的接地可靠性。（3）有效控制接地电位。为了降低接地电位，技术人员应加强整座变电站系统的分流处理，首先，主接地网应尽量与线路的避雷线相连，其次，在设计中应人为地制造更多的连接点，以便测量接地电阻，为接地电位的有效控制提供便利。

4 结语

总而言之，在110KV变电站防雷接地保护系统的设计和建设中，技术人员应从宏观和微观两个角度出发，在充分调查变电站区域环境的基础上，为系统构建集立体化、安全性、可靠性为一体的现代化防雷接地体系，在具体的防雷接地设备选取上，应严格选材、科学计算，在后期的建设过程中，也应严谨施工，多元化着手确保整个变电站防雷接地系统的有效性。

参考文献

[1]黄嘉文.110kV变电站的防雷接地设计探讨[J].科技与创新，2016（11）.

[2]邢建浩，任启金，孟庆江，张志强.110kV变电站的防雷接地设计探讨[J].科技创新与应用，2015（35） .

[3]田冲.110kV变电所防雷接地[J].内蒙古煤炭经济，2015（06）.

[4]马静君.110kV变电站防雷措施研究[J].中国高新技术企业，2014（21）.

[5]赵先堃.氧化锌避雷器泄露电流的测量原理及实现方法的研究[J].电子设计工程，2014（05）.