變電站二次防雷及接地的設計與探討

周世明

【摘要】隨著我國科學技術的不斷發展和前進，人們在面對自然災害的時候有了更強大的抵抗能力，其中，在對變電站二次防雷的設計已經逐漸完善，但是隨著時間的發展，其在防雷的過程中存在不足之處也逐漸顯現出來。本文通過對變電站二次系統進行全面的了解和掌握，結合實際情況分析了雷電對變電站二次系統的侵入途徑，在這個基礎上，對相關的防雷措施提出幾點相關的參考意見。

【關鍵詞】變電站;二次防雷;接地;設計

1.前言

雷電災害在所有的自然災害中的危害系數都相對較高，是國際上承認的十大最嚴重的災害的一種。隨著我國科學技術水平的不斷進步和提高，人們對變電站設備所開展的自動化系統的改造逐漸深入。但是，在這種背景下，由于綜合自動化變電站的數量不斷增加，雷電災害在發生的時候對變電站二次系統設備所產生的危害也漸漸顯現出來。變電站在遭遇雷電災害之后產生的系統設備的拒動、誤動等情況對電網的安全運行造成了極為嚴重的危害，得到了越來越多的人的關注。

2.變電站二次防雷與接地設計理念

首先，接地網的埋深一般采用0.8m。電氣設備上部接地引下線材質采用扁銅或多股銅絞線，全站應采用統一材質。主接地線在經過電纜溝、電纜隧道等都應在其下方繞過，不應斷開，不得澆注在混凝土中。室內有設備的房間設明敷的環形接地線或臨時接地端子，沿墻敷設的接地干線離地高度為0.2m，每隔1.5～2m固定一次。

其次，接地線由室外引入或在室內穿墻，過樓板處應用鍍鋅鋼管保護。室內接地網可由站區接地網、電纜隧道、夾層及電纜溝的接地干線引入，但連接點不得少于兩處。變電站內應敷設獨立的二次接地網。該接地網全網均由截面不小于100mm2的銅排構成，分為室內和室外二次接地網。二次接地網應滿足一下要求：

一是沿二次電纜溝道敷設專用銅排，貫穿主控室、繼保室至開關場地的就地端子箱、機構箱及保護用組合濾波器等處的所有二次電纜溝，形成室外二接地網。該接地網在進入室內時，通過截面不小于100mm2的銅纜與室內二次接地網可靠連接，同時在室外場地二次電纜溝內，該接地網各末梢處分別用截面不小于50mm2的銅纜與主接地網可靠連接接地。開關場地的端子箱內接地銅排應用截面不小于50mm2的銅纜與室外二次接地網連接。

圖1 室內二次接地網示意圖

二是在主控室、繼電器室屏柜下層的電纜室內，按屏柜布置的方向敷設首末端連接的專用銅排，形成繼電器室的二次接地網。繼電器室內的二次接地網經截面不小于100mm2的銅纜在控制室電纜夾層處一點與變電站主地網引下線可靠連接。不妨設有3排保護屏，圖1中ad、be、cf分別代表此3排保護屏下電纜室內按屏柜布置的截面不小于100mm2的接地銅排，各保護屏內的銅排網P通過截面不小于50mm2的銅纜于a點處與室內二次接地網一點相連;室內二次接地網d處一點經截面不小于100mm2的銅纜與室外二次接地網G相連;整個二次接地網銅排網通過控制室電纜夾層處f一點經截面不小于100mm2的銅纜與變電站主地網引下線D可靠連接。

三是對于10kV保護下放于10kV高壓室的，應在10kV高壓室內的二次電纜溝中敷設截面不小于100mm2二次專用接地銅排，其末端在高壓室內以截面不小于100mm2銅纜一點與變電站主地網引下線可靠連接，該銅排還應通過截面不小于100mm2銅纜與主控室、繼電器室內二次接地網可靠連接，各10kV保護裝置應用截面不小于4mm2的銅導線與該銅排可靠連接。然后，室外二次接地網不可以首尾相連，否則當一次發生故障或者其他干擾侵入時，二次接地網中容易形成環流，會對連接在整個二次接地網上的的設備產生長時影響。

圖2為室外二次接地網示意圖。ad、be、cf分別代表室外電纜溝，在各末梢處，均用截面不小于50mm2的銅纜與主接地網D可靠連接接地;開關場地的端子箱內接地銅排P應用截面不小于50mm2的銅纜與室外二次接地網連接;該接地網在進入室內時，通過截面不小于100mm2的銅纜與室內二次接地網N可靠連接。

圖2 室外二次接地網示意圖

最后，避雷針（帶）的接地除滿足上述條件外，還應滿足以下條件：建筑物上的避雷帶應設置多根接地引下線，應在各引下線距地面0.3～1.8m處設置斷接卡。獨立避雷針及其接地裝置與道路或建筑物的出入口等的距離應大于3m。當小于3m時，應采取均壓措施，或敷設卵石、瀝青地面，也可鋪設混凝土地面。獨立避雷針（線）應設置獨立的集中接地裝置。當有困難時，該接地裝置可與接地網連接，但避雷針與主接地網的地下連接點至35kV及以下設備與主接地網的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m。獨立避雷針的接地裝置與接地網的地中距離不得小于3m。

3.二次防雷設計在實際中的應用

下面以110kV華港變電站為例，描述二次防雷設計在現實中的應用。110kV華港站為戶外常規變電站，二次防雷設計主要涉及變電站主控制室、10kV高壓開關柜設備室及戶外電纜溝等場所。

110kV華港變電站主控室及通信機房環形接地網采用φ18圓鋼，盡量靠近四周墻壁敷設，并與墻柱上預留的引下線引出點可靠連接。每排屏柜基礎引接2根φ18圓鋼至該接地環網，經接地環網與主地網可靠焊接。土建施工時先在墻柱內敷設φ18圓鋼做接地上引線，并與主地網可靠焊接。主控室及通信機房的二次接地網采用40*4銅排敷設在控制屏底下，該銅排要求非絕緣，首尾相連并用螺栓固定在屏底基礎槽鋼上靠近屏正面一側。屏內的安全接地均用絕緣銅絞線與該接地銅排相連。主控室及通信機房的工作接地網采用40*4銅排敷設在控制屏底下，該銅排要求非絕緣，首尾相連并用螺栓固定在屏底基礎槽鋼上靠近屏正面一側，屏內的工作接地均用絕緣銅絞線與該接地銅排相連。主控室的二次接地網經一點接入接地環網，工作接地網經一點接入二次接地網。通信機房的二次接地網和工作接地網均用40*4銅排分別與主控室二次接地網和工作接地網對應連接;通信機房工作接地網與二次接地網之間不做直接連接。如圖3所示。

圖3 室內二次接地網效果圖

110kV華港變電站高壓室的二次接地網均用截面積不小于100mm2的絕緣銅纜與主控室的二次接地網連接。高壓室內各開關柜的基礎槽鋼采用接地圓鋼與主地網可靠連接。高壓室的二次接地網采用40*4銅排，與接地變室的二次接地電纜可靠焊接，成環網布置，并通過絕緣銅絞線接至主控室二次接地網。為方便施工，接地變室的二次接地網采用VV22-1.0-120mm2絕緣銅纜，與高壓室二次接地網的銅排可靠焊接，組成一個環形地網。各開關柜上的保護裝置用BVV-0.5-1*4銅導線與二次接地網可靠連接。

4.結束語

綜上所述我們可以得知，隨著我國科學技術水平的不斷進步和提高，人們對變電站設備所展開的全面性的研究逐漸深入。其中，變電站二次防雷技術具有一定的專業性和復雜性，想要對變電站防雷工作進行良好的開展，就需要在變電站實際設計的階段開展全面具體的思考。另外，在日常的活動中，還要注意做好對變電站二次系統防雷設置的定期檢測工作，對防雷系統中存在的問題進行及時的發現和解決，為變電站正常運行的可靠性提供一定的技術保障。

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