變電設(shè)施的防雷接地與安全

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司　錢　軍

變電設(shè)施的防雷接地與安全

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司錢軍

如今，全國(guó)大部分地區(qū)都屬于雷電高發(fā)區(qū)域，雷擊事故對(duì)于變電設(shè)施會(huì)造成巨大的危害，引發(fā)的危險(xiǎn)是不言而喻的，輕則造成設(shè)備的損毀，重則釀成重大的火災(zāi)、爆炸事故，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失將不可估量。接地設(shè)計(jì)是預(yù)防雷擊的重要措施，能夠?qū)⒗讚舢a(chǎn)生的電荷迅速導(dǎo)入大地，從而維護(hù)變電設(shè)施的運(yùn)行安全。本文將論述變電設(shè)施防雷擊接地的設(shè)計(jì)方法，并提出加強(qiáng)變電運(yùn)行安全性的有效措施，以期降低變電站的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

變電設(shè)施；防雷擊接地；安全操作

變電設(shè)施是供電系統(tǒng)的重要組成部分，能夠靈活調(diào)節(jié)電壓和電流，降低輸電線路中的能量損耗，確保電能的持續(xù)供應(yīng)。由于很多變電設(shè)施直接暴露在戶外，無(wú)形中增大了設(shè)施遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn)，為了解決這一問(wèn)題，變電站應(yīng)采取有效的防雷技術(shù)，對(duì)變電設(shè)施形成全面的保護(hù)，才能從根本上預(yù)防雷擊事故的發(fā)生。下面將對(duì)變電設(shè)施接地設(shè)計(jì)的必要性和具體方法加以闡述。

一、變電站接地設(shè)計(jì)的必要性

一般來(lái)說(shuō)，雷電事故的類型較多，常見(jiàn)的有直擊雷和感應(yīng)雷，直擊雷是雷電直接擊穿變電設(shè)施，破壞其絕緣性能，引起變電設(shè)施的損壞；感應(yīng)雷是指在發(fā)生雷擊時(shí)帶電積云會(huì)放出大量的電荷，這些電荷進(jìn)入變電設(shè)施的內(nèi)部會(huì)使其產(chǎn)生較高的電壓，變電設(shè)施在放電的過(guò)程中就會(huì)發(fā)生熱效應(yīng)和電效應(yīng)，從而引發(fā)電擊、火災(zāi)和爆炸事故。為變電設(shè)施安裝接地裝置，就能夠在雷擊時(shí)將電荷盡快導(dǎo)入地下，變電設(shè)施內(nèi)部電壓平穩(wěn)，始終保持在規(guī)定的額定電壓之內(nèi)，變電設(shè)施的安全性也會(huì)得以保證。常見(jiàn)的接地有高低壓電氣設(shè)施接地、主變接地、電纜電線接地、監(jiān)控系統(tǒng)和維修設(shè)備接地等等，這些接地設(shè)計(jì)共同組成了變電系統(tǒng)的接地網(wǎng)，在變電運(yùn)行中具有至關(guān)重要的作用。

二、變電設(shè)施的接地保護(hù)措施

為變電設(shè)施安裝避雷針是預(yù)防直擊雷最為有效的方法，避雷針通常由接閃器和泄流地網(wǎng)組成，在雷云積聚時(shí)避雷針能夠?qū)⒗纂娢^(guò)來(lái)，保護(hù)變電設(shè)施免遭雷擊。但是避雷針的保護(hù)范圍有限，如果被保護(hù)的變電設(shè)施距離避雷針的距離過(guò)遠(yuǎn)，那么避雷針就無(wú)法起到保護(hù)作用，而避雷針離變電設(shè)施過(guò)近又會(huì)引起雷電的反擊。因此在設(shè)置避雷針時(shí)應(yīng)該計(jì)算好避雷針與變電設(shè)施的距離，使其既能充分發(fā)揮保護(hù)作用，又不會(huì)發(fā)生連鎖效應(yīng)。

除此之外，變電站的電壓等級(jí)不同，采取的接地方式也不一樣：對(duì)于35KV以下的變電站，避雷針應(yīng)獨(dú)立安裝，而110KV以上的變電站可以將避雷針安裝在配電構(gòu)架上，這是因?yàn)榘踩妷旱燃?jí)小的變電站電氣設(shè)備的絕緣性能差，避雷針產(chǎn)生的高電位容易引發(fā)電氣設(shè)備的反擊事故；相反的，安全等級(jí)高的變電站電氣設(shè)備有著較高的絕緣性，則不需要考慮這一問(wèn)題。為了進(jìn)一步提高變電設(shè)施的安全性，可以額外增加幾根接地線路，這樣會(huì)大幅度提高避雷針的靈敏性，削弱感應(yīng)雷過(guò)電壓值?？紤]到在變電站全線架設(shè)避雷線的成本較高，不符合變電站的經(jīng)濟(jì)效益，所以根據(jù)電氣設(shè)備遭受雷擊的概率布設(shè)線路，容易被雷擊的電氣設(shè)備安裝多條線路，雷擊風(fēng)險(xiǎn)小的設(shè)備可不設(shè)置避雷線，只要確保避雷針的覆蓋面積與變電站相適應(yīng)，那么就可以防止變電站內(nèi)部所有的設(shè)備和線路遭受雷擊。

三、變電設(shè)備防雷安全對(duì)策

變電站的技術(shù)人員在設(shè)計(jì)防雷接地線路時(shí)，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和可行性等多方面進(jìn)行考慮，以降低工程造價(jià)，加強(qiáng)變電設(shè)施的安全性。具體而言，可以采取以下措施：第一，布設(shè)多條接地引下線，采用先進(jìn)的屏蔽材料，對(duì)材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保材料的絕緣性能符合要求，這樣可以大幅度改善泄流系統(tǒng)的性能，使系統(tǒng)的各個(gè)結(jié)構(gòu)都能夠發(fā)揮出最大的效用。第二，雖然避雷針能夠起到一定的防雷作用，但是雷電在通過(guò)避雷針進(jìn)入接地裝置時(shí)，變壓器的外殼也會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，因此安裝避雷針時(shí)要將變壓器外殼、低壓側(cè)的中性點(diǎn)與接地線連在一起，防止雷電擊穿變壓器。第三，將變壓器的外殼和高壓側(cè)相連接地，低壓側(cè)中性點(diǎn)和接地線連接接地，這樣變壓器的高低壓兩側(cè)都與地直接相接，在雷電入侵時(shí)就可以防止變壓器兩側(cè)電壓的逆轉(zhuǎn)，從而將雷電事故降到最低。第四，避雷針引下線應(yīng)與電氣設(shè)備保持適當(dāng)?shù)木嚯x，接地裝置要與總線地網(wǎng)連接，并加裝集中接地裝置，以降低雷電的對(duì)地電壓。第五，如果變電站的建筑屋頂含有金屬成分，要將金屬結(jié)構(gòu)與地面相接，降低屋頂?shù)膶?dǎo)電性。對(duì)于導(dǎo)電性較差的屋頂要安裝避雷針和接地引下線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑實(shí)行全面的防護(hù)。

四、提高變電設(shè)備運(yùn)行安全性的有效措施

1、建立完善的變電運(yùn)行安全管理制度

要想保證變電運(yùn)行的安全性，必須制定科學(xué)、完善的安全管理制度，為變電站工作人員的巡檢和維護(hù)工作提供可靠的依據(jù)。同時(shí)，制度還具有強(qiáng)制力，能夠有效的約束員工，使其嚴(yán)格按照變電站的規(guī)章制度執(zhí)行，防止違規(guī)操作的發(fā)生，那么變電設(shè)施的安全性也能得到進(jìn)一步的保障。安全管理制度的內(nèi)容應(yīng)包括變電站的崗位職責(zé)、變電設(shè)施的檢修、操作規(guī)程、設(shè)備的缺陷管理等等。此外，為了激發(fā)工作人員的工作熱情，變電站應(yīng)引進(jìn)獎(jiǎng)懲機(jī)制，為愛(ài)崗敬業(yè)，具有良好職業(yè)道德的員工發(fā)放獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)于那些缺乏責(zé)任心，違反崗位制度的員工應(yīng)給予嚴(yán)厲的懲罰，促使安全責(zé)任意識(shí)深入人心。

2、嚴(yán)格執(zhí)行巡檢制度

（1）嚴(yán)格按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)范依照低壓電氣線路的固定路線進(jìn)行巡檢。主要的檢查內(nèi)容包括：架空線路的安全距離是否達(dá)標(biāo)；所內(nèi)各線路的導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度是否合格；線上的所有自動(dòng)保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)是否正常。

（2）運(yùn)行線路中的各項(xiàng)開(kāi)關(guān)和保護(hù)裝置是否齊全。保護(hù)電器的安裝位置和周邊環(huán)境是否達(dá)標(biāo)，是否存在易燃易爆物品，以及能否危害操作員的人身安全。

（3）運(yùn)行線路如途徑各種樓板或墻面時(shí)，應(yīng)該采取外套的保護(hù)裝置；如果所套保護(hù)裝置的材質(zhì)為金屬，管口應(yīng)該配有絕緣套；運(yùn)行線路如果有埋設(shè)部分，也應(yīng)該在埋設(shè)前安裝好保護(hù)層。

（4）接地線路應(yīng)遠(yuǎn)離危險(xiǎn)源，危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的線路要用絕緣材料保護(hù)，并埋地或架高，用托盤、槽盒等裝置保護(hù)；危險(xiǎn)性低的線路應(yīng)盡量埋設(shè)在較低的位置，通過(guò)埋砂來(lái)保護(hù)線路。

（5）根據(jù)不同的接地保護(hù)型式，電纜芯數(shù)的選擇應(yīng)準(zhǔn)確，切忌用其他形式的電纜替代。對(duì)于三相回路來(lái)說(shuō)，保護(hù)線與中性線合用同一導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)選用四芯電纜；保護(hù)線與中性線各自獨(dú)立時(shí)，宜選用五芯電纜；受電設(shè)備外露可導(dǎo)電部位的接地與電源系統(tǒng)接地各自獨(dú)立時(shí)，應(yīng)選用四芯電纜。對(duì)于單相回路來(lái)說(shuō)，保護(hù)線與中性線合用同一導(dǎo)體時(shí)，應(yīng)選用兩芯電纜；保護(hù)線與中性線各自獨(dú)立時(shí)，宜選用三芯電纜；受電設(shè)備外露可導(dǎo)電部位的接地與電源系統(tǒng)接地各自獨(dú)立時(shí)，應(yīng)選用兩芯電纜。此外裝置外可導(dǎo)電部分嚴(yán)禁用作PEN線，PEN導(dǎo)體必須與相導(dǎo)體具有相同的絕緣水平。

（6）電纜的金屬護(hù)套、金屬電纜橋架、線槽應(yīng)接地可靠。

五、結(jié)語(yǔ)

雷擊事故引發(fā)的危害是巨大的，不但會(huì)破壞供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，給變電站造成難以彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)嚴(yán)重威脅工作人員的人身安全，因此采取必要的安全防護(hù)措施預(yù)防雷擊事故的發(fā)生是十分必要的。變電站工作人員應(yīng)始終保持較高的警覺(jué)性，嚴(yán)格執(zhí)行變電站運(yùn)維制度，確保將變電設(shè)施的檢查和維護(hù)工作落實(shí)到位。同時(shí)制定科學(xué)完善的事故處理策略，以便發(fā)生變電事故時(shí)能夠第一時(shí)間采取應(yīng)急措施，從而創(chuàng)建安全、可靠的變電運(yùn)行環(huán)境。

［1］王春杰，祝令瑜，汲勝昌，張喬根.高壓輸電線路和變電站雷電防護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.電瓷避雷器，2010，3（12）.

［2］孫正來(lái).余傳兵.變電站35kV終端安裝構(gòu)架避雷針的研究［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，1（23）.

［3］陳偉.基于滾球法的變電站直擊雷防護(hù)設(shè)計(jì)［J］.南方電網(wǎng)技術(shù).2011，3（34）.