110 kV變電站的防雷保護措施探析

鄧園銘

摘 要：雷電對變電站的安全運行有很大的威脅，如果不采取相應的防雷措施，就可能會造成嚴重的后果。因此，110 kV變電站的防雷保護措施必不可少。分析了雷擊對110 kV變電站的危害，并探討了110 kV變電站的防雷保護措施，以供參考。

關鍵詞：110 kV；防雷保護措施；浪涌保護裝置；變壓器

中圖分類號：TM862+1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0035-02

雷擊是一種常見的自然現象，是影響變電站可靠、安全、高效運行的原因之一。根據相關調查顯示，我國約50%的變電站事故是由雷電引起的。我國的110 kV變電站在遭到雷擊時，會產生閃絡和爆炸事故，嚴重危害了高電壓等級變電站的安全運行，同時也影響了供電的安全性、可靠性和穩定性。因此，采用先進的防雷擊設備和措施來改善110 kV變電站的防雷性能是十分重要的。

1 雷電對110 kV變電站的危害分析

雷電對110 kV變電站的危害主要包括兩個方面：①感應雷。當雷電擊中防雷系統后，會產生電磁脈沖和雷電放電，雷電電壓會通過電纜或金屬管道對變電控制室內的設備造成非常嚴重的電磁干擾，并給整個電力系統帶來嚴重的損害。根據相關研究顯示，雷電擊中變電站的防雷系統時，雷擊產生的過電流經過避雷接地引線，會在其周圍產生強大的電磁場，并在變電站內的設備上產生過電壓，影響設備的正常運行；雷電電流經過變電站的內接地網進入到大地時，會在接地網上產生沖擊電位，而接地網會產生一定的反擊現象，導致局部放電，這會嚴重影響變電設備的絕緣性能。②直擊雷。雷電直接擊中變電站的設備時，會產生強大的電流，進而在設備上形成強大的電壓。當雷電流通過變電設備時，會產生機械效應、熱效應等，而這些效應會對各種變電設備造成嚴重的破壞，嚴重危害著變電站的安全運行。

2 110 kV變電站的防雷保護措施

2.1 在電源入口處安裝浪涌保護裝置

雷電波具有峰值高、能量大的特點，應在電源入口處安裝相應的浪涌保護裝置。當電源入口遭到雷擊時，雷電波經過浪涌保護器后，仍然會存留一些能量較高的信號，會對電源系統造成一定的損害。因此，當安裝了浪涌保護裝置后，還應安裝低通濾波器對雷電波進行過濾，然后再安裝壓敏電阻。壓敏電阻具有良好的非線性，能夠將電壓控制在安全范圍內。上述設備可有效地吸收雷電波的能量，避免雷電波對電源造成損害。

2.2 安裝避雷裝置并定期維護

可通過引導設備或雷擊電流攔截裝置將雷電流引入大地，以起到保護變電站系統和變電設備的作用。110 kV變電站中安裝避雷裝置是在放電未影響變電站設備或帶電云層未放電時，及時地通過接地裝置將雷擊電流引到地面，防止雷擊電流對變電站系統和電力設備造成影響。避雷裝置包括避雷器、避雷線和避雷針等，可根據變電站的實際需求選擇相應的防雷裝置，例如，在大型變電站中，可在變電系統架構上安裝避雷線或者避雷針；在規模較小的變電站中，可采用獨立避雷針進行防雷保護；在特殊情況下，避雷線和避雷針可綜合安裝使用。避雷線和避雷針應嚴格按照相關要求進行安裝，以保證接地裝置、電流引流線等的安裝質量。

2.3 變電站的接地保護

防雷接地保護的工作原理是通過降低雷電流通過接地保護裝置時的對地電位，以防止雷電流對變電站設備造成損害。因此，接地的質量對接地保護的保護作用具有很大影響。變電站的獨立避雷針應安裝單獨的接地保護裝置，變電站建筑物中避雷網的引下線應與建筑物的環狀基礎、通長主筋進行焊接，然后與室外的人工接地體進行連接，與工作接地共同接地，形成相應的等電位效應。此外，為了保證接地防雷裝置的安全性和可靠性，引下線應≥2根，對于土壤電阻較高的地區，應采用多根引下線，以此降低雷擊的接地電阻。在安裝引下線時，應保證電氣接觸良好，機械連接牢固，保證引下線能夠充分地發揮作用，防止變電站受到雷擊的損害。

2.4 變壓器的防雷保護

變壓器是變電站的重要組成部分，其運行質量直接影響著變電站的綜合供電服務水平。因此，110 kV變電站應該將變壓器的雷擊防護作為重點。對于110 kV變電站變壓器的防雷保護，應在變壓器的中性點上安裝避雷器，并在變壓器上安裝分級絕緣綜合防雷裝置，相線首端的絕緣性應高出變壓器中性點的絕緣水平。此外，在進行變壓器的防雷保護設計時，應該將中性點設計成無間隙或有間隙的與金屬氧化物相結合的綜合防雷裝置，以提高變電站變壓器的整體防雷性能。

2.5 變電站的進線防雷保護

為了降低閥型避雷器的負擔，保證其能充分發揮作用，應采用進線保護進行配合保護。進線保護能起到兩方面的作用：①利用進線段限制經過避雷器的沖擊電流；②進入變電站的雷電過電壓波在經過進線段時，會受到進線防護的沖擊電暈作用，使雷電電壓波的幅值和陡度降低，可起到對變電站的保護作用。因此，在靠近變電站進線0.5～1.5 km處安裝避雷線，可有效降低雷電對變電站的損害。

2.6 變電站對侵入波的防雷保護

變電站對侵入波的防雷保護是指在進線端安裝閥型避雷保護裝置，將防雷保護裝置安裝在引入端，下端接地、上端接在線路中（通常為變電站母線）。閥型避雷保護裝置的基本元件包括非線性電阻、火花間隙等。目前，普遍采用的閥型避雷保護裝置有SFZ系列閥型避雷器、FS系列閥型避雷器等，應根據變電站的實際需求選用合適的閥型避雷保護裝置，這樣能有效地增強變電站抵御侵入波的能力。

3 結束語

綜上所述，雷電對變電站造成的損害是無法估量的，對社會和電網建設都有很大的影響。因此，110 kV變電站的防雷保護對整個電力系統的安全運行具有非常重要的意義。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕

Lightning Protection of 110 kV Substation

Deng Yuanming

Abstract： Lightning for the safe operation of the substation has great threat， if not take the appropriate measures to lightning， it may cause serious consequences. Therefore， lightning protection measures 110 kV substation is essential. Analyzes of 110 kV substation lightning hazards and discusses lightning protection measures 110 kV substation for reference.

Key words： 110 kV； lightning protection measures； surge protection devices； transformer