變電所的防雷措施

張連輝

摘 要：變電站的安全運行是關鍵中的關鍵，所以在每年雷雨季節到來前，要對各變電所、生產裝置、罐區、電力線路避雷器、配電裝置的防雷防靜電接地進行測試檢查，以保證裝置區及變電站的防雷接地完好、可靠。

關鍵詞：變電所，防雷保護，雷擊原因，防雷原則，具體措施

變電所是電力系統中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所，是聯系發電廠與生產裝置的紐帶，擔負著電壓變換和電能分配的重要任務。如果變電所發生雷擊事故，會給生產造成巨大的損失。所以變電所的防雷是保證裝置安全平穩運行的關鍵。

1 變電所遭受雷擊的主要原因

①直擊雷過電壓。雷云直接擊中電力裝置時，形成強大的雷電流，雷電流在電力裝置上產生較高的電壓，雷電流通過物體時，將產生有破壞作用的熱效應和機械效應。

②感應過電壓。當雷云在架空導線上方，由于靜電感應，在架空導線上積聚了大量的異性束縛電荷，在雷云對大地放電時，線路上的電荷被釋放，形成的自由電荷流向線路的兩端，產生很高的過電壓，此過電壓會對電力網絡造成危害。

因此，若不采取防護措施，勢必造成變電所電氣設備絕緣損壞，引發事故。

2 變電所防雷的原則

針對變電所的特點，其總的防雷原則是將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散；阻塞沿電源線或數據、信號線引入的過電壓波；限制被保護設備上浪涌過壓幅值。這三道防線，相互配合，各行其責，缺一不可。應從單純一維防護轉為三維防護，包括：防直擊雷，防感應雷電波侵入，防雷電電磁感應等多方面系統加以分析。

3 外部防雷和內部防雷

避雷針或避雷帶、避雷網引下線和接地系統構成外部防雷系統，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災事故及人身安全事故；而內部防雷系統則是防止雷電和其它形式的過電壓侵入設備中造成損壞，這是外部防雷系統無法保證的。為了實現內部防雷，需要對進出保護區的電纜，金屬管道等都要連接防雷、及過壓保護器，并實行等電位連接。

4 變電所防雷的措施

變電所遭受的雷擊是下行雷，主要是雷直擊在變電所的電氣設備上，或架空線路的感應雷過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所。因此，避免直擊雷和雷電波對變電所進線及變壓器產生破壞就成為變電所雷電防護的關鍵。

5 變電所裝設避雷針對直擊雷進行防護

架設避雷針是變電所防直擊雷的常用措施，避雷針是防護電氣設備、建筑物不受直接雷擊的雷電接收器，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入大地中，從而起到保護設備效果。變電所裝設避雷針時應使所有設備都處于避雷針保護范圍之內。按照折線法計算保護范圍。

5.1 單支避雷針的保護范圍應按下列方法確定

①避雷針在地面上的保護半徑，應按下式計算：

r=1.5h

式中 r—保護半徑，m；

h—避雷針的高度，m.

②在被保護物高度hX水平面上的保護半徑，應按下式確定：

A.當hX≥h/2時：

rX=（h-hX）p=hap

式中 rX—避雷針在hX水平面上的保護半徑，m；

hX—被保護物的高度，m；

ha—避雷針的有效高度，m；

p—高度影響系數，h≤30m，p=1；

30m﹤h≤120m，p=5.5/；

h>120m時，取其h等于120m。

B.當hX﹤h/2時：

rX=（1.5h-hX）p

5.2 兩支避雷針的保護范圍應按下列方法確定

①兩針外側的保護范圍，應按單支避雷針的計算方法確定。

②兩針間的保護范圍，應通過兩針頂點及保護范圍上部邊緣最低點O的圓弧確定。圓弧的半徑為R0，O點為假想避雷針的頂點其高度應按下式計算：

h0=h-D/7p

式中 h0—兩針間保護范圍上部邊緣最低點高度，m；

D-兩避雷針間的距離，m。

兩針間hX水平面上保護范圍的一側最小寬度，應按下式計算：

bX=1.5（h0-hX）

式中 bX—保護范圍的一側最小寬度，m。

5.3 多支避雷針的保護范圍應按下列方法確定

①三只等高避雷針所形成的三角形的外側保護范圍，應分別按兩只等高避雷針的計算方法確定。如在三角形內被保護物最大高度hX水平面上，各相鄰避雷針間保護范圍的一側最小寬度bX≥0時，則全部面積受到保護。

②四支及以上等高避雷針所形成的四角形或多角形，可先將其分成兩個或數個三角形，然后分別按三支等高避雷針的方法計算。如各邊的保護范圍一側最小寬度bX≥0時，則全部面積受到保護。

根據防雷設計規范具體要求，在獨立避雷針與配電裝置帶電部分的最短途徑為五米。避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構架的接地導體埋在地中部分在土壤中的距離最小為三米，主接地網接地裝置電阻不大于4Ω，主接地網埋于凍土層1m以下。人工接地網的外緣閉合，外緣各角做成圓弧形。

變電所是電力系統防雷的重要保護設施，如果發生雷擊事故，將造成大面積的停電，嚴重影響裝置的安全運行。因此要求變電所的防雷措施必須十分可靠。