变电站防雷接地系统探究

俞聪

摘要：人们生活水平不断提高，居民生活用电和工业用电量显著增加。变电站是重要的电压转换场所，可以实现低压电和高压电转换，将发电设备产生的低压电转换成高压电用于电力输送。变电站电力系统的稳定运行对供电质量有着非常重要的影响。自然雷电给人们生活带来了很大危害，电力系统愈加重视防雷接地系统安全设计。随着电网规模不断扩大，变电站电力系统管理工作变得更加复杂。为提升供电质量，实现变电站稳定运行，应采取相应的雷電防护措施，做好变电站防雷接地线路设计和安装，保证变电站安全可靠运行。防雷接地主要是消除雷电和静电对变电站电力系统的危害，防止发生触电事故和断路故障。安装时，要按规范安装防雷接地装置和线路，确保变电站正常运行。应明确变电站防雷接地设计的重要作用，了解变电站遭受雷击灾害原因，制订变电站防雷接地有效应对措施，保证变电站电力系统良好运行，提升供电系统稳定性。

关键词：变电站;防雷接地;系统

1 变电站防雷接地设计的重要作用

变电站是电力系统的重要组成部分，它可以实现高低压转换，将发电厂的高压电转化为供人们使用的低压电，其正常运行对于稳定供电有着非常重要的作用。当遇到雷电暴雨天气时，雷电产生的静电会损害变电站电力系统，轻则导致系统断路，严重的可能导致变电站装置损坏，所以雷击对变电站电力系统的危害较大。如果雷电进入了控制保护系统中，有可能导致保护设备发生误动和拒动，造成严重事故，带来巨大经济损失。合理设计防雷接地系统，可以尽快将雷击静电产生的负荷转移到大地，静电负荷互相中和，使电压消失，以避免雷电对变电站的危害。为提升电力系统运行的稳定性，保证变电站正常运行，一定要按照规范要求设计和安装防雷接地措施，及时消除雷电电压，防止电力系统出现故障和安全事故。

2 变电站遭受雷击灾害的原因

在雷电多发地区，变电站极有可能遭受雷击，如果没有按照规范要求安装防雷接地安全保护措施，雷电产生的电荷将通过电线进入系统，造成电力系统断路等故障。变电站遭受雷击灾害的原因主要有以下几方面：

2.1 电源线引入雷电

变电站安装防雷接地保护时，没有考虑到电源线的防雷节点保护措施。雷雨天气时，变电站附近上空的雷电产生瞬时高压电荷，通过电源线进入电力系统，直接导致电源系统崩溃，使得系统断路，电源停止工作，情况严重的可能会损坏电源内部元件，引发系统故障。

2.2 通信线及网线引入雷电

发生雷电时，高压产生的瞬时电荷会影响变电站系统中信息网络的正常运行，过高的电荷会对信号产生干扰，影响通信功能。如果雷电电压较大，电势差过大，会使通信端口损坏，引发通信故障。

2.3 接地不规范

进行变电站防雷接地安装时，最主要的是将雷电产生的电负荷传递到大地中，与大地中的电荷抵消。进行防雷接地时，如果没有按照标准和规范安装，会导致接地点之间存在电位差，这样产生的电压会再次进入系统，影响系统正常运行，如果电势差过高，电压会损坏系统中的设备，引发设备故障，不利于变电站电力系统的正常运行。

2.4 地网结构问题

通常情况下，变电站使用的接地装置是水平接地极，外缘不开启，内部采用相应的接地网。传统设计采用的是等间距布置，由于端部效应和邻近效应的作用，导体之间的电流不均匀，接地网周围的导体散流是中间导体散流的3倍，所以，地网边缘的电场强度较高，且电网电位分布不均匀，造成地网面积不断扩大，网孔电量不断增加。点位分布不均匀容易导致雷电产生的电荷顺着接地线传递至大地产生瞬时电压，影响变电站的正常运行。所以，在布置导体间距时，间距最好不相等，这样可以有效解决电位梯度不均匀的问题。

3 做好变电站防雷接地的有效措施

为保证变电站电力系统的稳定运行，一定要做好变电站防雷接地工作，接线时，要按照防雷接地设计原则和规范进行线路安装，避免雷电电荷进入变电站电力系统，通过保护接地将雷电电荷及时抵消。对于一些重要的通信装置，要消除雷电电压对通信系统的干扰，可以安装抗干扰器，防止雷电带来的影响。

3.1 准确屏蔽雷电流

为避免雷电产生的瞬时电压进入电力系统，一定要做好电源线路和电力系统的保护，要保证线缆质量，尽量使用抗干扰线缆，以有效屏蔽雷电流。为确保变电站的正常运行，要在系统中加入保护装置，如果雷电电压进入系统，要能及时识别并自动断路，断路过程中，可以将雷电电压降为0，然后尽快恢复电力系统的正常运行，避免雷电电压损坏设备。

3.2 安装防雷接闪器

对于雷电天气较多的地区，可以安装防雷接闪器来引导雷电电压。在电力系统前端安装拦截装置，当发生雷电时，拦截装置可将产生的电荷引导至大地中，避免系统产生电压，保证变电站稳定运行。

3.3 安装变电站避雷器

在变电站最高的位置安装避雷器可以有效避免雷电对变电站造成危害。避雷器是一种特殊的金属装置，它可以将雷电产生的电压降到允许范围内，这样即使线路进入了部分电压，也不会产生很大的影响。我国主要安装避雷器和接地线来消除雷电危害，这种防雷接地措施成本较低，效果较好。

3.4 合理布置避雷装置位置

为提升变电站运行的安全性，大多数保护装置会设置在高压电室，传输电力信息时，由主控台电缆传送，使信息接口和通信终端机实现信息互通。但通信电缆常受到失误开关操作、电力负荷和强电电缆磁场的影响，导致电力信息误码率升高。为消除雷击对通信的干扰，要合理确定避雷装置安装位置，保证变电站安全运行。

4 结语

变电站是电力系统重要的电压转换场所，它的正常运行对供电质量有着重要影响。我国用电需求不断增加，提升供电水平已成为电力行业研究的重点。为保证变电站稳定运行，消除雷电对变电站的影响，要按照防雷接地设计原则和规范做好防雷接地安装，消除雷电对电力系统和通信系统的影响。针对不同雷电灾害和原因，合理设计防雷接地装置，加强接地保护措施，消除雷电危害，提升我国变电站电力系统运行的稳定性。

参考文献

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