淺析變電所的防雷保護問題

摘要:變電所是電力系統的重要組成部分，變電所發生雷擊事故，將繪造成大面積的停電，給人們的生產生活帶來影響。本文對變電所的防雷保護問題提幾點粗淺建議。

關鍵詞:變電所 防雷保護 問題 措施

0 引言

在某種大氣和大地條件下，潮濕的熱氣流進入大氣層冷凝而形成雷云，大氣層中的雷云底部大多數帶負電，它在地面上感應出大量的正電荷，當空間電場強度超過大氣游離放電的臨界電場強度時，就會發生雷云之間或雷云對地的放電，形成雷電。變電所遭受的雷擊主要來自兩個方面:一是雷直擊在變電所的電氣設備上;二是架空線路的感應雷過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站。因此，對變電所進線及變壓器的防護十分重要。

1 變電所的防雷保護措施

1.1 變電所的直擊雷防護

雷擊是無法阻止的，只能通過攔截導引改變其入地路徑。裝設避雷針是直擊雷防護的主要措施，避雷針是保護電氣設備、建筑物不受直接雷擊的雷電接受器。它將雷吸引到自己的身上，并安全導入地中，從而保護了附近絕緣水平比它低的設備免遭雷擊。對直擊雷的防護由攔截受雷、引流、接地散流防護系統組成。接閃器有避雷針，小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構上采用避雷針或避雷線，或這兩者結合，對引流線和接地裝置都有嚴格的要求。避雷針的攔截雷效應，即對被保護物的保護作用，與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導頭部電位、放電定位高度、避雷針的數量和高度、被保護物的高度以及相互之間的位置、當時的大氣條件和地理條件等因素有關。一般地說，地理條件影響雷擊先導階段電場分布，從而影響到主放電的發展;大氣條件的影響是空氣濕度和溫度愈高，避雷針保護效果就愈小;雷電流幅值愈大，避雷針攔截雷范圍就愈大，即保護范圍愈大。攔截雷的避雷針保護范圍與這么多因素有關，而且這些因素中許多是隨機性的，能完全免遭雷擊的避雷針絕對保護范圍是沒有的。所謂保護范圍是指被保護物在此空間范圍內遭受雷擊的概率在可接受值之內。避雷針保護范圍受很多因素影響，其中一些因素的影響至今無法定量。裝設避雷針時對于35kV變電所必須裝有獨立的避雷針，并滿足不發生反擊的要求;對于110kV及以上的變電所，由于此類電壓等級配電裝置的絕緣水平較高，可以將避雷針直接裝設在配電裝置的架構上，因此，雷擊避雷針所產生的高電位不會造成電氣設備的反擊事故。

1.2 變電所對雷電侵入波的防護

雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路或在空中金屬管道上產生的沖擊電壓沿線路或管道的兩個方向迅速傳播的雷電波。變電所對雷電侵入波防護的主要措施是在其進線上裝設閥型避雷器或保護間隙。閥型避雷器的基本元件為火花間隙和非線性電阻，目前，FS系列閥型避雷器為火花間隙和非線性電阻，其主要用來保護小容量的配電裝置SFZ系列閥型避雷器，主要用來保護中等及大容量變電站的電氣設備;FCZ1系列磁吹閥型避雷器，主要用來保護變電所的高壓電氣設備。

1.3 變電所的進線防護

對變電所進線實施防雷保護，其目的就是限制流經避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度。雷擊進線保護段首端及以外時，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導線侵入變電所。雷電波沿架空線路導線傳播時，受沖擊電暈和大地效應影響而衰減，能降到變電所電氣裝置絕緣強度的允許值。變電所的主要危險是來自進線保護段之內的架空線路遭雷擊，反擊導線或繞擊導線產生雷電侵入波，因此進線段又稱危險段。加強進線段防雷保護是十分重要的，要求避雷線具有很好的屏蔽和較高的耐雷水平。變電所設防要求的進線保護段愈短愈好，這樣允許侵入波的陡度和幅值較大。當線路上出現過電壓時，將有行波沿導線向變電所行進，其幅值為線路絕緣的50%沖擊閃絡電壓。線路的沖擊耐壓比變電所設備的沖擊耐壓要高很多。因此，在靠近變電所的進線上加裝避雷線是防雷的主要措施。如果沒架設避雷線，當靠近變電所的進線上遭受雷擊時，流經避雷器的雷電電流幅值可超過5kA，且其陡度也會超過允許值，勢必會對線路造成破壞。選用沿架空輸電線路導線侵入到變電所的雷電陡度和幅值不應“一刀切”。侵入到變電所的雷電波陡度和幅值是隨機變量，非固定值，按概率分布。選用多大侵入波陡度和幅值實際上反映了被保護電氣裝置耐雷的可靠性程度。因此，應視被保護物的重要性不同，分別選用不同的侵入變電所雷電波的陡度和幅值，那種同一電壓等級，不管容量大小、事故影響程度的差異，一律“一刀切”，選用同一雷電波陡度和幅值的方法是不可取的。確定侵入到變電所的雷電波需要進行大量試驗研究工作，特別是運行經驗總結和統計分析。

1.4 變壓器的防護

近年來，夏秋兩季雷電活動較頻繁，變壓器受雷電波侵害趨于嚴重，雷擊事故呈現上升態勢，影響了供電部門供電的可靠性，也造成了一些損失。為了防止雷電波對變壓器的侵害，保障其安全可靠的運行，變壓器的基本保護措施是靠近變壓器安裝避雷器，這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝設避雷器時，要盡量靠近變壓器，并盡量減少連線的長度，以便減少雷電電流在連接線上的壓降。同時，避雷器的接線應與變壓器的金屬外殼及低壓側中性點連接在一起，這樣，當侵入波使避雷器動作時，作用在高壓側主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了，就減少了雷電對變壓器破壞的機會。在多雷區變壓器低壓出線處，應安裝一組低壓避雷器，以用來防止由于低壓側落雷或由于正、反變換電壓波的影響而造成低壓側絕緣擊穿事故。低壓避雷器可選用FS系列低壓閥式避雷器或或FYS型低壓金屬氧化物避雷器。

1.5 變電所的防雷接地

變電所防雷保護滿足要求以后，還要根據安全和工作接地的要求敷設一個統一的接地網，然后避雷針和避雷器下面增加接地體以滿足防雷的要求，或者在防雷裝置下敷設單獨的接地體。接地裝置安裝質量的好壞決定了為配電變壓器的防雷裝置是否起到良好的保護作用的關鍵，因此接地可靠，符合技術規范，才能很好地起分流作用，才能保護變壓器，減少事故跳閘率，提高供電可靠性。避雷器防雷接地引下線采用“三位一體”的接地方法。即避雷器接地引下線、配電變壓器金屬外殼與低壓側中性點這三點連在一起。

2 結束語

變電所的防雷保護是一個系統工程。由以上各分支系統防線構成一個完整的變電所防雷保護系統。這五道防線各負其責，缺一不可，不存在誰替代誰的問題。只是視具體情況不同，哪一道防線設置保護元件多少不同而已。現在市場上的各種防雷保護裝置，實際上只是整個防雷保護系統中的一個保護元件，只起某一方面的保護作用，那種把這五道防線割裂開來，孤立設置的方法是錯誤的。五道防線之間關系密切，互相影響，尤其是第二和第四道防線之間，若第四道防線能力強，可縮短第二道防線危險段的長度，提高變電所耐雷的可靠性;若第二道防線能力很強，可以減輕第四道防線負擔，變電所耐雷可靠性將得到顯著提高。

參考文獻:

[1]黃梅梅.變電站二次防雷保護措施分析[J].中國高新技術企業.2010.15.

[2]張進.加強高壓架空線路防雷保護的措施探析[J].北京電力高等?？茖W校學報:自然科學版.2010.06.

[3]孫要紅.淺談輸電線路的防雷保護措施[J].科技資訊.2010.17.

[4]潘書玲.變電所的防雷保護措施[J].管理觀察.2010.17.

[5]呂俊霞.電力系統的防雷保護方法[J].潔凈與空調技術.2010.02.

[6]楊民.淺談變電所的防雷保護措施[J].今日科苑.2010.08.