淺析貴州省山區變電站防雷接地技術

接地技術的引入是為了防止電力或電子等設備遭雷擊而采取的保護性措施，目的是把雷電產生的雷擊電流引入到大地，從而起到保護建筑物和設施的作用。同時，接地也是保護人身安全的一種有效手段，當某種原因引起相線和設備外殼碰觸時，設備的外殼就會有危險電壓產生，由此生成的故障電流就會流經PE線到大地，從而起到保護作用。

由于貴州省變電站在多山地區的特殊環境，如強電磁場、雷電等眾多，土壤電阻率普遍較高，接地條件困難等因素的影響，使變電站的自動化系統受到各種各樣的干擾，為提高其運行的安全和工作的可靠性，應根據不同的干擾源，采取相應的防雷及抗干擾措施。

1、變電站防雷保護區域劃分

1.1 防雷保護區域的劃分

現代防雷技術要求實施系統防雷工程，即防直接雷擊，感應雷擊和防雷接地系統的有機結合，達到壘方位、立體化的防雷目的。變電站內的電源系統防雷工程是一項要求高、難度大的綜合工程，涉及多方面的因素，需要對不同的系統分別加以保護。因此在遵守國家標準的基礎上，引入國際電工委員會的先進防雷技術和標準要求，以達到更好的防護要求。

根據IEC61312-1防雷分區的定義:將需要保護和控制雷擊電磁環境的建筑物空間，從外部到內部劃分為多個不同的雷電防護區域(LPz)，以規定各部分LPz空間內的雷電電磁脈沖(LEMP)的強度變化的嚴重程度，以便采取不同的防護措施。

1.2 防雷器分級保護原理

IE C61312定義了防雷的保護分區，根據保護分區的要求需要在每個分區的交界處，安裝相對應的防雷器，在LPZOB區與LPzl區的交界處安裝B級(即首級)防雷器在LPzl區與LPZ2區的交界處安裝c級(即次級)防雷器，在LPZ2區內的設備前端安裝D級(即末級)防雷器其工作原理是:利用分級的防雷器。層層泄放雷電或感應過電壓，逐級減低浪涌電壓，從而保護用戶端設備。B級防雷器一般采用具有較大導通電流的防雷器，可以將較大的雷電流泄放入地，達到限流的目的，同時將危險過電壓減小到一定的程度。C、D級防雷可采用放電電流較小的防雷器，可以將線路中剩余的雷電流泄放入地，從而將放電殘壓限制在設備能承受的水平。

2、貴州省山區變電站防雷接地存在的問題

在貴州省山區變電站施工中由于施工單位對防雷接地不能足夠重視，在防雷接地問題上出現了很多問題:

(1)在變電站敷設主接地網時，接地扁鐵埋深不夠，引出線的焊接部位未補刷防腐材料。

(2)橫向和縱向接地體交叉處未焊牢，接地體續按時搭接倍數不夠，焊接不飽滿，焊接處有焊瘤、焊渣等。

(3)主接地網施工完畢后，在后續的各項基礎施工時，由于基礎開挖將已完成的主接地網破壞。

(4)用鋼結構代替避雷針(網)及其引下線，鍍鋅焊接破壞層不刷防銹漆。

(5)接地線跨建筑物變形縫時，未加補償器，穿墻體時未加保護管。

(6)綜合繼電器室和站用電室、500kV繼電器室的屋頂防雷系統(屏蔽網，避雷器等)未與屋面金屬物如管道、設備外殼等相連。

(7)電纜溝的接地扁鐵未與主接地網相連，與端子箱的連接不到位。

(8)監控室、計算機室、通信機房內的屏蔽網、立柱內鋼筋等未與接地網連接。

(9)電器設備接地(接零)的分支線，未與接地干線連接，實行串聯或通過支架、基礎槽鋼過渡。

(10)避雷帶嚴重變形、支架脫落、引下點間距偏大、不預留引下線外接線。

(11)用金屬管PE線、等電位連接，橋架及金屬管、電器的柜、箱門等跨接地線的線徑不足。

當然，施工中對防雷接地還存有很多質量問題，這些問題或者是粗心大意沒有做到位，或者是對設計理念不清楚而誤解設計意圖未做到位，不管什么原因變電站內的防雷接地沒有做好，都有可能造成很大的事故。

3、貴州省山區防雷接地方式及抗干擾措施

防雷措施整體概況為兩種:一種是避免雷電波的進入，另外一種是利用保護裝置將雷電波引入接地網。在不同的場所應根據具體現場常見豹雷電形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點采取適宜的保護措施。

3.1 正確接地與屏蔽

對于微機保護裝置、自動化控制系統的通信信號線最好采用帶屏蔽層的雙絞屏蔽電纜，應盡可能與強電導線分開安裝，并且保證電纜屏蔽層接地始終只有一點。因為變電站自動化系統裝置既有模擬電路又有數字電路，因此數字的與模擬的必須要分開，最后只在一點相連，如果兩者不分，則會互相干擾，嚴重時還會損壞設備。

接地系統就是為了使進人防雷系統的閃電電流順利地流人大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統的某處對被保護物體產生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發生反擊。現在，防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITu相關標準中都不提倡單獨接地，美國標準IEEEStd1100-1992更尖銳地指出:不建議栗用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點。防雷接地是防雷系統中最基礎的環節，也是防雷安裝驗收規范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發揮出來。

由于國家對基本農田保護政策，加之各地經濟建設迅速發展，目前變電站站址的選擇受到很大的限制。所以經常會出現站址土壤電阻率較大，接地比較困難，接地電阻難以達到相關規程規范要求的的情況。很多情況下，要達到規程中R≤2000/I的要求較難且不經濟，因此很多實際工程要求站內接地電阻滿足最大跨步電勢及最大接觸電勢小于允許值即可。

貴州省變電站接地裝置常采用水平接地體為主的復合接地裝置，水平接地體布置采用不等間距布置方法。并輔以各種降阻措施，如電解接地極、接地模塊、填充導電水泥的空腹式接地裝置等，以保證接地電阻滿足接觸電勢、跨步電勢的要求。

3.2 加裝浪涌保護器

變電站的開關操作、靜電放電和閃電放電產生的瞬態浪涌過電壓將會對設備造成物理上的摧毀或加速老化。

對浪涌的防護方法主要是加裝浪涌保護器。浪涌保護器是采用等電位的原理，提前將浪涌電流泄放入地，典型原理如圖所示。當過電壓出現時，瞬變電壓抑制二極管(TVS)作為速度最快的元件首先動作，開始泄放電流，并將輸出鉗位在其截止電壓上，有效地防止了過電壓對設備的損害。當加在TVS上的放電電流隨著幅值的上升而使充氣式放電器(GDT)兩端電壓超過其點火電壓uG(即us+△U≥uG]時，GDT動作，也開始泄放電流。此時GDT呈低阻狀態，兩端僅有10-30V的電弧電壓，因此可以避免因過電壓持續時間較長而將TV8燒毀。

3.3 避雷針或避雷線

雷擊后可以通過攔截的方式，引導改變其人地路徑。接閃器有避雷針、避雷線。小變電站大多采用獨立避雷針，大變電站大多在變電站架構上采用避雷針或避雷線，或兩者結合，而且對引流線盒接地裝置都有嚴格的要求。

4、結 論

對貴州省山區110kV-500kV變電站的防雷接地的常見問題通過采取有效的措施和對策，可確保110kV-500kV變電站防雷接地網的可靠性。能為設備的安全穩定運行提供有力的保障。