極保護在變電站防雷接地中的作用探討

周正李娟任冠民

（1.國網河南省電力公司經濟技術研究院，河南鄭州 450000；2.國網南陽供電公司，河南南陽 473000）

極保護在變電站防雷接地中的作用探討

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（1.國網河南省電力公司經濟技術研究院，河南鄭州 450000；2.國網南陽供電公司，河南南陽 473000）

現階段，接地網已經成為現代變電站防雷接地技術中最常見技術。現代變電站防雷接地設計不僅與整個電力系統相關，更與相關操作人員及設備有一定聯系，防雷接地設計質量的高低更是關乎著整個變電站能否安全運行。本文從變電站防雷接地技術與陰極電極保護原理著手，重點研究陰極電極保護在變電站防雷接地中所發揮的重要作用。

電極保護 變電站 防雷接地 作用研究

隨著電力系統的發展，防雷接地網技術取得了較大進步，但同時其安全維護受到了一些挑戰，被埋藏于地下的接地金屬不斷受到腐蝕，嚴重影響到變電站系統的安全建設。為做好變電站防雷接地工作，首先要面對的是解決存在于防雷技術中的挑戰。經過仔細研究發現，在變電站防雷技術中應用陰極電極保護技術最為理想，這一技術投資較少，但前所起到的效果卻很好，同時也較為方便操作。

1　對變電站防雷接地技術的分析

1.1變電站防雷接地技術

變電站防雷接地技術有很多，根據作用方式的不同可以分為兩種：一種是在特定防雷防護裝置的幫助下將雷電引進接地網，以便完成防雷接地保護工作；另一種是防止雷電入侵。本文所研究的則是第一種防雷接地技術，所選用的防雷防護裝置則是接閃器，它能很好的將電流攔截，并對其起到導引作用，實質裝置就是安裝避雷針與避雷線［1］。針對小型變電站，通常只要安裝避雷針就能完成防雷任務，但對那些大中型變電站，除了安裝避雷針與避雷線以外，還應嚴格設置引流線參數，以便達到防雷作用。接地線所起到的作用是將屏蔽設施與被保護者聯系在一起，將兩者聯系在一起的引線就是接地線，它主要有三種形式，分別為主接地線、分接地線、電位接地板。

1.2變電站防雷接地中防腐蝕辦法

變電站防雷接地技術中面臨的最大問題是怎樣做好防腐蝕工作。從材料方面看，若將以往的碳鋼換成鋼就能有效減少材料腐蝕度，但鋼的價格較為昂貴，難以實現防腐蝕計劃。若在接地網材料表面涂上防腐蝕材料也可以降低腐蝕，但所耗費時間與金錢較多。因此，只有在變電站防雷接地中采用陰極電極保護法才是最為理想選擇。

2　對陰極電極保護技術的分析

陰極電極保護技術原理主要是不斷向被保護金屬補充電子，防止金屬原子因失去電子而被溶入溶液中，以致于出現負電位情況。將陰極電極保護技術應用于變電站防雷接地，就可以源源不斷的為接地網補充電子，從而形成大型陰極，這樣的過程就叫做陰極電極保護［2］。由于陰極保護的實現方法不同，可將其分為兩種，一種是外加電流法，另一種則是犧牲陽極法。外加電流法主要在陰極保護的同時，能夠將電源負極與被保護者聯系在一起，降低其電位，最終形成陰極，從而使被保護金屬不受腐蝕。但這種陰極保護法在土壤電阻率較高環境和大中型變電站應用較多。 犧牲陽極保護法通常是將被保護金屬電位更低的金屬聯系在一起，借助轉移的方式將電子轉到被保護金屬中，這就是犧牲陽極保護法。犧牲陽極保護法與外加電流法相比，操作十分方便，不僅不需要搭設外界電源，在工作時，還不會出現干擾，但這種方法使用壽命較短，一般只能使用三到五年，有時還會在陽極外表上形成硬殼，阻礙導電和電子輸出，從而導致保護失敗。

3　兩種陰極電極保護技術在實際應用中應注意的主要問題

無論是哪種保護方法都要了解在實際應用中應注意的主要問題，以便發揮其真正作用。

在應用犧牲陽極保護法時，最先要進行的就是測定周邊的土壤電阻率，了解不同時間段所發生的變化；其次，依照測定出來的電阻率選擇適合材料作為犧牲陽極金屬材料，如果所測土壤電阻率在100歐姆以上，則不要使用犧牲陽極保護法。

在選用外加電流保護法時，依照土壤腐蝕性進行最小電流計算。對于陰極保護電網要依照接地網自然腐蝕電位確定，在選擇電位時，如能將電流密度降到最低，則不需要考慮電位。選用陰極電極保護技術完善變電站防雷接地系統，能使變電站運行更加安全、可靠。

4　陰極電極保護在變電站防雷接地中的施工

4.1在施工中應注意的主要問題

如果選用犧牲陽極保護法，在選擇和設計階段一定要按照國家規定的相應標準執行，并交由專業公司或專業人士操作。對于具體施工方案和實施程序，在滿足國家規定標準的同時，也要滿足專業設計要求。

4.2分析兩種保護技術存在的優缺點

犧牲陽極保護法的優點是在使用時可以不外加電源，干擾性較小。無論是在管理上還是在維護上都很簡單，工作期間電流分布也很均勻，工作效率較高，在工程上的投資與保護長度基本成正比［3］。但其缺點則是一定要使用高質量覆蓋層，難以對被保護電流進行控制，且不能在土壤電阻較高環境中使用，更要定期更換陽極金屬材料。

外加電流保護法的優點主要有不會影響外界環境電阻率，對于覆蓋物的要求也不高，無論是在大型變電站還是在工程量較大的環境中都能使用，也可以隨意控制輸出電流，使用壽命也很長，即便不更換也更長時間使用。但這種保護法也有一定的缺陷：首先，一定要外加電源才能正常工作，嚴重干擾在其附近的金屬建筑物；其次，需要經常對其管理與維護。因此，要選用哪種保護技術一定要結合變電站防雷接地技術的實際情況［4］。

5　結語

通過以上研究了解到陰極電極保護在變電站防雷接地中所發揮作用較大，由此得知，應用陰極電極保護技術以后，在降低腐蝕速度的同時，還能確保接地網穩定性，進而延長接地網使用壽命，保證電力系統正常運行。

［1］李勇.陰極電極保護在變電站防雷接地中的作用［J］.中國新技術新產品，2013，21：184-185.

［2］蘇荔.淺談陰極保護在變電站防雷接地中的應用［J］.中國電業（技術版），2012，09：25-27.

［3］田志崗.變電站二次系統防雷接地及現場測試方法研究［D］.西華大學，2013.

［4］郝祉，竇衛東.新型復合接地裝置在變電站防雷接地中的應用［J］.科技傳播，2011，22：162-164.