110kV變電站的防雷接地設計探討

邢建浩 任啟金等

摘 要：110kV變電站的防雷接地系統，主要就是為了確保電力設備可以正常、安全的運營，同時在保護人身安全方面也有著非常重要的作用。但是近年來，由于很多地方的110kV變電站的防雷接地裝置使用了較長時間，導致這些裝置里面的相關設備出現了超期服役、本體性能差、老化以及后期維護脫節等問題，再加上有很多地區110kV變電站的防雷接地系統在設計的過程中，出現構造設計不合理、整體設計不完善以及施工設計較差等問題，導致電網在運行的過程中，出現了潛在的威脅因素，因此需要工作人員在設計的過程中，一定要對其加強重視。接下來文章將對110kV變電站的防雷接地設計展開進一步的探討。

關鍵詞：110kV變電站；防雷接地；設計

我國有很多的沿海城市以及南方地區，因為氣候的緣故，常常會出現很多的雷暴天氣，也因此在這些地區的變電站中出現雷擊的概率非常大，這嚴重的威脅了周圍人們的人身安全，同時也會給變電站內部裝置中的設備帶來較大的損傷，所以，在變電站中安裝防雷接地系統是非常有必要的。其中對于110kV變電站的防雷接地系統的設計，需要設計的工作人員根據110kV變電站的實際情況對其進行設計，重點是根據其本身存在的特點進行分析設計，例如，110kV變電站的危機裝置比較多，它所占據的面積比較小等等。

1 防雷設計

1.1 選擇與校驗避雷設備

一把情況下在發生雷電的時候，如果擊中了110kV變電站，那么就一定會對110kV變電站的建筑物以及相應的電氣設備帶來不同程度的危害，因此，在110kV變電站中應當選擇與校驗好合適的防雷設備，其實也就是在110kV變電站設計的過程中，選擇合適的防雷、避雷器，以用來確保其他相關設備能夠順利、安全的工作。

在選擇與校驗避雷設備的時候，首先就是根據110kV變電站的實際情況，先考慮被保護設備的使用方法以及絕緣情況，對避雷、防雷的設備形式進行選擇。一般是在10kV或者是在它之下的配電系統會直接選擇普通閥型FS；而一般在3kV以上一直到220kV的發電廠或者是變電站，大多數會選用的配電裝置是普通閥型Fz；在220kV或者是在它之下的則要適當的限制電壓，所選用的配電裝置為FCZ型。此外還應注意110kV變電站中所使用的避雷設備，它的額定電壓需要與系統設定的額定電壓相同。

1.2 避雷針

工作人員在進行防雷設計以及防雷措施的時候，一定要嚴格的按照本地區雷電的實際情況出發，對當地以前雷暴情況的數據進行仔細的分析，例如，某地靠近沿海地區，根據以往資料中的記錄內容來看，這個地區的雷暴情況一般是每年中會有四十天的雷暴天氣，是一種中等強度的雷電活動地區。然后工作人員對其的平面設置進行了調查，既110kV變電站的長為66m，寬為63m，該110kV變電站的系統桿塔以及門架構的高度為10m，因此我們將高度定為11m，而35kV的系統桿塔以及門架構的高度為7m，這個變電站初步選用30m高的避雷針，使用3支來保護該變電站的主變、架構、通訊室以及控制等等。工作人員在設計的時候是按照高度為十一米與七米進行計算的，目的就是更加準確的計算出避雷針可以保護的具體范圍。下面我們來介紹一下避雷針的保護范圍是如何進行計算的？首先要確定好避雷針的數量，還有每支避雷針的高度。其次就是對一支避雷針保護的范圍進行計算。一支避雷針能夠保護的范圍是：當被保護物的高度大于或者等于避雷針的實際高度除以二的結果時，可以用避雷針的高度直接減去被保護物的高度，再乘上高度影響系數。高度影響系數就是在避雷針小于等于30m時，它的值為1；如果說被保護物的實際高度小于避雷針除以二的結果，那么它的范圍則是1.5乘上避雷針的高度計算出結果，二乘以被保護物的實際高度計算出結果，讓上面的兩個結果相減之后再乘上高度影響系數，就是最終的保護范圍。

根據上面的計算方法，我們最終能可以通過計算結果看出，使用三支30m的等高避雷針可以讓該變電站全部都在保護的范圍內[3]。

2 接地設計

2.1 接地保護在設計時的基本要求

（1）接地保護在設計的時候，首先考慮的就是要保護人們身體的安全，也就是說在所有的電氣設備里面，都必須要設計相應的接地裝置，除此之外還需要把電氣設備的外殼也要進行接地。（2）在面對多種不同的電氣設備時，不管是用途不同還是電壓不同，都應當將其綜合起來設計一個總的接地裝置。（3）如果說接地裝置在進行接地的時候出現了困難，工作人員可以用絕緣臺來對電氣設備進行相應的維護，但是需要注意的是，此時人們只可以站在臺上才能夠觸及到存在危險沒有接地的那一部分。（4）電氣設備在使用人工接地的時候，要盡可能地把在電氣設備全部所在地點旁邊的對地電壓進行均勻的分配。大接地短路電流電氣設備一定要裝設環形接地體，并加裝均壓帶。除上述講的那些以外，工作人員在設計接地裝置的時候，還有一點需要特別注意，那就是工作人員一定要考慮到一年當中都可以確保接地電阻自身的要求值。

2.2 布置相應的接地網

布置相應接地電網的時候，工作人員需要根據本地區的環境狀況以及自然條件，對土壤的電阻進行測試調查，因為一般情況下電位分布會發生衰減，但是衰減的速度卻很慢，所以工作人員可以使用帶棒的接地裝置。如果在土壤當中含有較大的腐蝕性，可以在較大面積內進行導體鍍鋅[2]。

3 防雷措施

3.1 避雷針的安裝

按照相關規定的要求，一般電壓在110kV或者是在110kV以上的變電站，在進行防雷接地設計的時候，會將避雷針安裝在配電裝置的架構上面，而避雷針使用的保護線路則是直接連接在將配電裝置使用的門架結構上[4]。

3.2 照明燈塔

如果工作人員所在地區110kV變電站上會使用到照明燈塔，那么也需要在燈塔的結構裝置上面安裝避雷針，這樣既可以確保燈塔能夠正常的使用，也可以避免它受到雷暴的直接攻擊。

3.3 直擊雷

變電站的配電裝置在對直擊雷進行防雷的過程中，也需要對其安裝的防雷接地系統進行設計，如果在變電站的頂部為金屬或者是有金屬類的裝置時，工作人員需要把金屬的部分進行接地；如果說變電站的頂部是用鋼筋混凝土搭建的，應該把它焊接為網狀進行接地，可以在相隔八米到十米，或者是十米到二十米的地方安裝上引線進行接地[1]。

4 結束語

通過上述文章內容，從中可以看出，對110kV變電站進行防雷接地設計是非常重要的，也是整個110kV變電站在進行設計的過程中，最重的內容之一。所以工作人員需要重視110kV變電站的防雷接地設計。這不僅是對整個變電站的正常運行有意義，對于人們的身體安全也有著是非重要的意義。文章通過對110kV變電站防雷接地設計的分析，發現工作人員在設計的過程中，一定要嚴格按照當地的實際情況，進行仔細的分析之后再做出合理、科學的設計，也只有這樣才能確保在雷暴天氣發生的時候，防雷接地系統能夠發揮出最好的作用，進而保護整個110kV變電站的安全。

參考文獻

[1]闕照，任曉霞.110kV變電站防雷接地設計[J].電氣制造，2013，5：40-41+50.

[2]郭火慶，邱水平.110kV變電站防雷接地常見問題和對策[C].中國電機工程學會.

[3]全國電網中性點接地方式與接地技術研討會論文集[C].中國電機工程學會，2012：2.

[4]李作洪.太古匯110kV變電站防雷接地設計及施工技術[J].廣東土木與建筑，2012，10：19-21.

[5]郭少玲.梧桐變電站110kV接地設計探討[J].科技促進發展，2012，S1：101-103.