有关110kV变电站的防雷接地设计的研究

余秀静 李舜

摘要：对变电站进行防雷接地处理，可以最大程度地避免雷电灾害对电气设备的影响，保证变电站能够安全稳定的运行，减少安全事故的发生。因此，必须要加强110kV变电站的防雷措施，加强其防雷接地技术的效果和作用，从而达到尽可能的完善110kV变电站防雷接地技术，为供电网络提供更可靠安全的供电环境。本文主要分析了110kV变电站防雷接地设计的原则，并探讨了变电站防雷设计要点以及110kV变电站接地设计要点，以供参考。

关键词：110kV；变电站；防雷接地；设计

1分析110kV变电站防雷接地设计的原则

110kV变电站防雷原则就是要将尽可能的降低雷击造成的线路损失。一切从实际出发，根据不同区域的不同情况，在防雷措施方面也同样采取不同的方法，并结合当地自然环境、地理地质条件环境、生态环境以及线路周边环境等要素，经过实地考察后，设计出安全可靠又符合实际的防雷措施，以此达到110kV变电站的防雷目的。此外，还需要进行对110kV变电站分段评估，对有可能发生事故，或已经破损的线路进行维修或评估补充等，将可能造成的雷击现象的影响尽可能的减少，以此使110kV变电站能够更加安稳运行。

2变电站防雷设计要点分析

2.1合理选择避雷器

如果雷电直接作用于电气设备，将会产生过大雷电流，进入电气设备后对其造成损害，影响设备的正常运行，甚至会发生安全事故。在进行防雷设计时，需要选择合适的防雷设备进行安装，来降低雷电流对电气设备的影响。对于避雷器的选择，需要以110kV变电站实际运行状态为依据，考虑被保护设备运行方法与绝缘情况，并分析当地雷电气候发生概率与影响范围，然后选择避雷、防雷设备形式。一般情况下，不大于10kV的配电系统可以选择用普通阀型FS；3～220kV范围内的发电厂与110kV变电站，配电装置则应选择普通阀型Fz；不大于220kV的配电系统则应更具其限制电压，选择用FCZ型。另外，对于选择的避雷设备，要保证其额定电压符合系统设计额定电压要求。

2.2避雷设备安装

对避雷设备设计安装时，要保证能够充分发挥其所具有的功能，一般对于电压为110kV及以上变电站，防雷接地设计时，将所选择的避雷针安装在配电装置架构上，且要将保护线路与配电装置门架结构进行有效连接，提高避雷效果。在实际作业中，对变电站进行防雷设计，应提前分析当地雷电发生实际情况，确定避雷针数量与高度，确保避雷针防护范围可以将变电站全部囊括在内。其中，以其中一支避雷针为对象进行计算。即当被保护设备高度大于或等于避雷针实际高度的2倍时，则（避雷针高度-被保护设备高度）×高度影响系数=避雷针保护范围。其中，如果避雷针高度小于等于30m，则高度影响系数为1；如果被保护设备实际高度小于避雷针高度的1/2，则保护范围为避雷针高度的1.5倍与被保护设备实际高度2倍的差。其中，如果避雷针高度大于30m，则高度影响系数为5.5。

3分析110kV变电站接地设计要点

3.1接地网材料

在110kV变电站接地时，必须保证接地网材料的接地电阻和接地电流符合专业标准，尽可能延长接地电网的使用寿命。一般接地网使用寿命与地上设施设计使用年限相符合。所选接地网材料要具有较高的稳定性，尤其是随着外界环境的变化接地电阻值的变化。如果选择将铁材料磨碎，在长期使用过程中会导致严重腐蚀程度的增加；如果选择铜质材料接地网，其受外界环境影响较小，因腐蚀问题造成电阻的增加也比较缓慢，接地网性能更为稳定。但是铜的成本高，不适合综合应用。为了解决这个问题，可以使用人造地线降低接地电阻。例如，电离器早期的离子接地将导致较低的电阻，接地电阻随着时间的推移趋于稳定。技术原理即通过化学药剂产生大量离子向周围土壤渗透，使得周围土壤电阻率改变，但是要重点做好防腐处理。另外，也可以选择应用石墨接地体，在长期使用过程中接地电阻可以维持在一个稳定性的状态，而且具有较高的性能稳定性。

3.2接地网设计

在设计接地网时，需要明确提高设备运行可靠性，以及确保人身安全的目的，要对变电站内所有电气设备外壳进行接地处理。110kV变电站内所存电气设备种类、数量众多，而且具有不同的作用，为了保证其进行统一设备接地，需要设置一个总接地装置。对于部分存在接地困难的110kV变电站，可以选择用绝缘台进行电气设备维护。对于人工接地部分，要保证电气设备所处位置附近区域电压可以均匀分配，而且大接地短路电流电气设备要安装环形接地体与均压带。

3.3接地網布置

选择地面扁钢的尺寸，然后设置接地网。变电站配有水平接地和垂直接地的封闭接地网，并提供压力带。以某110kV变电站接地网布局为例，对混凝土设计进行了说明。其具体布局参数为水平网格，矩形，垂直13，水平16，每间距约5m，地面深度约0.8m，接地网格外缘封闭，外缘角应为制成电弧，不小于压力带间隔半径的一半，内部接地压力水平与站台入口设置为压力带的“上限”。所有这些做法都应在施工图中进行说明。站内垂直接地极采用直径50mm，长度为2.5m的钢管，敷设于地下0.8m处，顶端与水平接地体焊接，间距应大于接地极长度的2倍。由于在大中型地网中，垂直接地体对降低接地网工频接地电阻的作用很小，为2%～8%。所以，本站只是在主变压器、避雷针和避雷器下面为加强冲击电流扩散而装设集中接地体，其他部位只设计少量接地极。如果今后实测接地电阻过大，则可以打入长达几米甚至十几米的深井接地极来降低总接地电阻。为减少屏蔽，深井接地极最好放在接地网四周。

4结语

总之，对110kV变电站进行防雷接地设计，应该要明确110kV变电站安全运行的目的，确定防雷接地技术要点，遵循专业设计标准，做好各个环节的分析。在设计过程中，要针对不同情况选择相应的处理措施，确保所有参数的合理性，提高设计方案可操作性与有效性，降低雷电灾害对电气设备的影响。

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（作者单位：池州电力规划设计院1

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