對變電站防雷接地的技術研究

穆玉禮

國網牡丹江供電公司市場及大客戶服務部

前言：

變電站是電力網的節(jié)點型、樞紐型設備，對于電力的強度、電壓等關鍵參數有調整和穩(wěn)定的功能，變電站的穩(wěn)定運行成為電網結構與性能長期穩(wěn)固和發(fā)揮的基礎。如果變電站出現雷擊故障，會產生直擊雷和雷擊次生災害的影響，不但會造成變電站核心設備的損壞，更有可能對變電站核心功能帶來嚴重威脅，很多的變電站雷擊事故直接造成的是電網大面積電力質量下降，甚至會導致電網停電等重大事故。無論是從維護變電站運行和電力網穩(wěn)定的業(yè)內需要，還是從保障電力供應穩(wěn)定的社會需要出發(fā)，都應該重視變電站的防雷工作，要合理應用防雷接地技術，以設計原則和接地電阻標準的嚴格遵守為前提，做好變電站接地電阻的測量與控制，在避免雷電直擊和次數災害的基礎上，達到變電站抵御雷擊能力的提升，進而做到變電站對雷擊問題的防護，更為長期而有效地實現變電站的穩(wěn)定運行。

1 做好變電站接地的設計

接地是避免變電站主要設備受到雷擊影響的重要途徑和基本措施，在變電站的設計環(huán)節(jié)中要樹立和強化有效接地這一意識，通過系統(tǒng)和技術控制有效引導雷擊電流導入搭地，實現對變電站和關鍵設備的防護作用，在設計中應該強化如下幾點：

1.1 堅持設計變電站接地電阻的控制原則

控制和降低接地電阻是提高雷擊抵御能力的基礎，要將整個變電站盡量通過金屬物的連接形成一個等電位的導體結構，以金屬接地、建筑物鋼筋接地來降低接地電阻，做到對雷擊電流的下泄。要在變電站設計的過程中，選用自然物作為接地基礎，在輔助人工接地體作為補充，這樣可以有效降低變電站的電阻，進而做到防雷效果的保證。要統(tǒng)一變電站接地網的網絡結構和網絡接地方式，以此來避免接地體不足和電流下泄補充分等問題發(fā)生，進而做到對電阻的控制。

1.2 控制變電站接地電阻的標準

在變電站設計過程中要堅持《電氣裝置接地標準》，進行電阻的設計，要控制電阻R的阻值在5Ω的范圍內，對于重要的變電站設備電阻要＜0.5Ω。要根據變電站設計的要求計算出電壓的差值，畫出變電站設備電位分布圖，以便實現對電阻的進一步控制。

1.3 做好變電站接地電阻的精確測量

變電站接地電阻測量精度手測量方法和測量設備的直接與間接影響，對于變電站大型地網的電阻采用電流電壓法測量，而對于接地棒和接地體應該采用三角形測試法測定電阻。

2 提高變電站防雷擊效果的技術要點運用

2.1 變電站對直擊雷的防雷技術運用

一方面，變電站防雷接地設備應該距離避雷針和接入點一定的距離，只有將避雷針遠離電氣設備，才能夠有效預防直擊雷對設備的影響，也才能確保變電站對直擊雷危害的抵抗能力。另一方面，要將變電站接地網和總線地網做到完整連接，對于特殊需要的區(qū)域和設備要加裝有利于控制電阻的接地體和接地裝置，以集中接地的形式來控制接地電阻。此外，要做好變電站主控設備、主控設施、主控建筑的接地保護，以有效的措施做到避雷保護，避免雷擊的直接傷害。

2.2 變電站對雷擊次生災害的預防技術

一方面，應該對變電站和主要設備安裝浪涌抑制器，以此來避免可能出現的雷擊次生災害，在變電站的系統(tǒng)中，由于雷擊的影響，在開關操作過程中會出現靜電放電和閃電放電等問題，進而產生瞬態(tài)浪涌，這種瞬間過電壓對變電站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。另一方面，應該在變電站和主要設備安全避雷針或避雷線，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。此外，應該安全避雷器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(fā)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。最后，做好變電站接地線連接，做到設備屏蔽和保護。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(guī)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(tǒng)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。

結語

變電站穩(wěn)定運行的基礎是變電設備在日常運行穩(wěn)定狀態(tài)，也是變電設備對特殊狀態(tài)的穩(wěn)定能力，應該從變電站的系統(tǒng)與結構出發(fā)，針對變電站各類問題和隱患，以合理應用設備設計、系統(tǒng)防御為基礎，以可靠的變電設備與防雷接地技術應用來實現變電站的穩(wěn)定和運行安全，進而在系統(tǒng)組成、技術環(huán)節(jié)和防護措施上達到對變電設備、變電站功能和狀態(tài)的維護和保證，實現變電站防雷技術為基礎，更為全面而系統(tǒng)地保護變電站的安全與功能。

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