變電站防雷接地技術的應用剖析

陳秀珍

摘 要：防雷接地技術是一種針對雷擊的電氣系統安全防護技術，其在變電站中的合理應用可以有效避免變電站遭受雷擊損壞，為電網運行的穩定性與安全性提供保障。本文從直接雷擊過電壓、感應過電壓以及雷電反擊三個方面介紹了電站會遭受雷擊的原因，并就設計原則、防雷措施等問題對防雷接地技術在變電站中的具體應用進行了分析，旨在為變電站相關工作人員提供參考。

關鍵詞：變電站；防雷接地技術；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.182

變電站是電力系統的樞紐設備，負責電力強度等參數的穩定與調整，其功能的發揮直接關系到電網運行的穩定性與安全性。如果變電站遭受雷擊，就會使其相關電氣設備遭到損壞，甚至使其核心功能實效，從而導致大面積的停電，嚴重者還會造成重大的安全事故。因此，無論是從供電穩定性與社會電能需要出發，還是考慮到社會的公共安全與秩序的維護，都需要加強對變電站防雷工作的重視，堅持防雷接地設計原則，合理應用防雷接地技術，增強電變站的防雷能力，避免其受到雷擊損壞。

1 變電站受雷擊危害的原因

變電站正常運行時，其相關電氣設備受電網的額定電壓保護。但在雷電天氣下由于雷擊會出現過電壓現象，從而使電力系統中一些線段的實際電壓要遠遠超過正常工作狀態下的電壓值，從而使變電站受到損壞。根據途徑的不同，變電站的雷擊情況可分為以下三種：（1）直接雷擊過電壓。當雷電直接擊中變電站的電氣設備時，會在所擊位置瞬間產生巨大的雷電流與超高電壓，并隨之釋放出大量的熱能，而這些熱將對電氣設備產生巨大的損壞，使其失去功效；（2）感應過電壓。當雷云移動到架空導線的上空時，受靜電感應的影響，會有大量異線束縛電積聚于架空導線上。隨著雷云對大地產生放電行為，架空導線上空會有很高的過電壓形成，從而危害到電網的正常運行；（3）雷電反擊。架空線路形成的過電壓與雷電直接擊中形成的過電壓會對變電站造成損壞，該過程會產生大量熱量，如果沒有有效的防護措施，這些熱量迅速釋放，就會損壞電氣設備的絕緣層，甚至有可能引發安全事故[1]。

2 接地裝置

接地裝置在變電站的防雷中起到非常重要的作用，因此，在變電站在進行防雷設計時，一定要重視接地裝置的應用，并嚴格規范安裝行為，確保安裝是正確、合理的，從而在雷電天氣下將其產生的電流有效引入地下，對電氣設備起到真正的保護作用。

2.1 變電站防雷接地設計的原則

隨著電力系統建設規模的逐漸增大，對變電站的接地系統提出了更高的要求。因為不管雷電防護技術的外在形式是什么，其實現途徑都要通過接地裝置引入地下，所以接地裝置的安裝非常重要，其設置的合理與否將直接影響到變電站工作人員和相關設備的安全。變電站中多級母線接地故障的電流越大，在設計時電阻的要求就越難以滿足，雖然現在變電站中的接地電阻條件已經從從過去的0.5Ω放寬到了5Ω，但是在使用接地電阻時還需要謹慎對待，尤其要注意以下三項原則：（1）在允許的情況下，盡可能使用建筑物位于地基以上的鋼筋，或是使建筑物中自然接地的所有金屬統一接地，使之連接成為一個接地網絡；（2）以自然接地的物件為基礎，以人工設置的接地體為輔助，外形上盡量采用閉合環形；（3）可以實行單點接地，但是前提條件是有一個統一的接地網，且接地方式相同[2]。

2.2 變電站的防雷技術

為了避免變電站受到雷擊的危害，首先就要阻止雷電波進入，通過保護裝置的使用將雷電波有效引入接地網。攔截導引是較為有效的變更雷擊的措施，常用到的接閃器有避雷針和避雷線。在規模相對較小的變電站中，一般只用獨立式的避雷針就可以實現較好的功效，但是對于規模較大的變電站，則最好同時在構架上安裝避雷線和避雷針。在安裝時，要嚴格按照相關規范要求進行接地裝置與接引流線的設置。現階段我國變電站中的主要防雷措施有以下三種：（1）避雷器。避雷器的安裝可以對雷電波進行有效阻絕，使入侵部分降至電氣系統相關設備絕緣強度的允許范圍以內。目前我國變電站中使用的避雷器多以金屬氧化物為生產制造主要原材料；（2）浪涌抑制器。浪涌抑制器主要利用了過壓保護，其工作原理是在發生雷擊事故時，由后臺的監控器對電源防雷模塊的使用性能進行鑒定，顯示其是否遭到了雷電的損害。實踐證明，在控制與通訊接口處進行浪涌抑制器的安裝效果最佳；（3）接地線。接地線也就是接地體的外引線，按照功能主要可分為分接地線、電位連板、主接地線等幾種類型，其應用的主要目的是對電氣設施進行屏蔽和保護[3]。

2.3 直接雷擊的防護措施

變電站受到雷擊危害的情況主要有兩種：直接雷擊與間接雷擊，其中直接雷擊的危害又占大多數，因此，針對直接雷擊有專門的防雷措施：（1）安裝集中式的接地裝置。使所有接地線與總線地網相通，在此基礎上增設集中式接地裝置，并對其工頻接地電阻進行嚴格控制，確保其不小于10Ω；（2）防止反擊。雷電泄地時常常會發生反擊現象，為解決該問題，應使避雷針的接地引線、引下線的入地點與電氣設備的接地點保持較遠的距離；（3）如果建筑物的屋頂材質為金屬或安裝有金屬設備，應使金屬部分與地相接；如果屋頂材質為鋼筋混凝土，應將鋼筋框架焊接成網并與地相接；如果屋頂結構不導電，要設9m左右的網絡避雷帶，并引下線接地。

3 結束語

綜上可知，增強變電站的防雷能力是電力系統正常運行的需要，是社會對供電質量逐漸提高的需要，是維護公眾安全與秩序的需要。應針對變電站遭受雷擊的原因，結合變電站自身的結構與運行特點，合理使用防雷設備、科學設計防雷系統，通過可靠的防雷接地技術的應用，增強變電站運行的穩定性與安全性。同時，隨著變電站的建設發展還應該不斷改進、完善現有的防雷接地技術，保證其具始終具有較高的科學性與有效性。

參考文獻：

[1]吳敬柱.淺析變電站防雷接地技術的應用[J].中國高新技術企業，2015（34）：35-36.

[2]穆玉禮.對變電站防雷接地的技術研究[J].科學中國人，2015（02）：20.

[3]天嗒.防雷接地技術在220kV變電站中的應用研究[J].中國新技術新產品，2014（03）：178.endprint