變電站的防雷接地技術研究

余 曉

廣西鴻泰勘察設計有限公司，廣西南寧 530008

變電站作為電力系統的重要樞紐，一旦遭遇雷擊，就有可能造成重要設備的嚴重損壞，影響其正常的運行而導致大面積的停電，因此變電站必須具備良好的防雷的措施，以保證電力系統的安全運行。

1 變電站接地裝置設計

變電站接地技術是避雷技術的一個重要的組成部分。采用接地裝置的主要目的是將雷電產生的雷擊電流引入到大地，從而防止電力或電子等設備遭遇雷擊，達到保護建筑物和設施的目的。

1.1 變電站的接地設計原則

變電站的接地網主要指用于變電站防雷保護及交直流運轉的重要設備，能夠對電力系統的安全、有效運行起到重要作用。變電站的接地網設計，需要遵守下面的這三項原則：接地網盡可能的選擇自然金屬接地物和建筑物地基中的鋼筋的統一連接；盡可能以自然接地物作為基礎，兼用人工地體作補充，盡量選用閉合的環形作為外觀；選用統一的接地網和一點接地方式來接地。

1.2 變電站的接地電阻標準

根據《交流電氣裝置的接地要求》，變電站中的接地裝置應該符合：R≤2 000/I。其中R以Ω為單位，表示考慮季節變化的最大接地電阻；I以A為單位，是流經接地裝置的入地短路電流。在變電站中，一旦出現各級電壓母線故障時，其電流將會愈來愈大，無法滿足R≤2 000/I的標準要求。在現行的接地標準中，接地電阻值的標準已經放寬至5Ω，而不是像原接地規程那樣要求接地電阻值必須達到0.5Ω。但是放寬接地電阻值是由限制條件的，并不是所有的電阻都可以采用5Ω。即放寬電阻值應該在避免轉移電位而造成危害的前提下，采取各種的隔離措施；從短路電流非周期性分量影響方面考慮，假如出現接地網電位升高趨勢，3kV～10kV的避雷器不應該有所動作，或是即使動作后也不會發生損壞，就應該采取勻壓處理并要計算出接觸、跨步電位差是不是符合要求，在工程竣工后，還應該測量、繪制電位分步曲線。

1.3 變電站的接地電阻測量

接地網是否符合要求，主要是通過接地網的電阻值得大小來判定的。并且接地網電阻的測量結果也會直接受到測量方法和設備的直接影響。一般采用電流電壓測量法測量大型地網的電阻。采用三角形由置法布置接地棒和輔助接地體，并且輔助接地體的接地電阻不得超過10Ω。經過接地裝置的電流需小于30A，電源電壓采用65V～220V交流工頻電壓，在電壓較低時測量比較安全。為了減少該云支路的分流作用電壓表應該用高內阻表計。

這種測量方法，接地電阻不會受到測量范圍的限制，對于110kV及其以上系統的接地網接地電阻測量和自動化系統接地電阻的測量特別適用，其測量結果較為準確和可靠。

2 變電站的防雷措施

變電站的雷害事故主要有兩種：一種是變電站的電氣設備直接遭受了雷擊；另外一種，則是在雷電時輸電線路產生了感應雷過電壓，或是在雷擊時產生了直擊雷過電壓，雷過電壓所形成的雷電波沿著線路侵入變電站。因此，直擊雷和防止雷電波入侵對變電站的雷電防護十分的重要。

2.1 直擊雷的防雷措施

1）設備的接地點離避雷針接地引線的入地點要盡可能的遠，并且避雷針的接地引下線離電氣設備也要要盡可能的遠；

2）上述接地應該和總線地網相連，并且加裝集中接地裝置，其工頻接地電阻應該大于10Ω；

3）主控樓、主控室或是網絡控制樓和室內配電裝置的保護，如果屋頂有金屬結構或是屋頂是金屬做的時，要將金屬部分接地；如果屋頂是鋼筋混凝土結構的，則要將鋼筋焊接成網并接地；如果屋頂的結構是非導電的時候，采用避雷保護，可以在屋頂設置8m～10m左右的金屬網，并且避雷帶網絡設引下線接地。

2.2 避免雷電波的進入和利用保護裝置將雷電波引入接地網

其具體措施如下：

1）安裝浪涌抑制器

在變電站中，由于開關操作、靜電放電和閃電放電而產生的瞬態浪涌過電壓對設備會產生一定的損害，需要安裝浪涌保護器，提前將浪涌電流瀉放入地，提高電氣設備的防護能力，防止雷電擊壞電氣設備和電子元件等。涌浪抑制器一般是安裝在控制和通訊的接口處。

2）避雷針或避雷線

雷擊過后，通過攔截引導措施，可以改變其入地的路徑。接閃器主要有避雷針和避雷線兩種。獨立的避雷針主要是在小變電站中采用。而大變電站在架構上大多采用的是避雷線或避雷針，也有將兩者相結合的。并且，避雷針和避雷線對接地裝置和引流線的要求比較嚴格。

3） 避雷器

避雷器的主要功能是降低侵入變電所的雷電波，使其達到電氣裝置絕緣強度允許值以內。目前，我們國家的變電所中主要采用了MOA即金屬氧化物避雷器。而西方發達國家除了利用MOA外，還安裝了空氣間隙在所有的電氣裝置上，一旦MOA失效，可以作為后備保護。

4）接地線

接地線就是接地體的外引線，作為連線來連接被屏蔽或被保護設施。接地線可設等電位連接板、分接地線和主接地線。防雷接地裝置的接地線也就是防雷接閃裝置的引下線，可以利用扁鋼或是圓鋼，兩端按規定的搭接長度焊接達到電連接。一般采用多股銅芯電纜作為防干擾屏蔽和防靜電保護的主接地線，采用多股銅芯軟線做分接地線。并且，變電站的防雷接地最大電阻值不得超過1Ω。變電站的接地技術是變電站防雷系統的重要組成部分，其合理與否直接關系到變電站的安全運行。變電站的防雷接地技術，目前已經成為了一門多學科的綜合技術，它需要在不斷的具體實踐中不斷的探索和完善。

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