淺談廣播電視臺(tái)站變電所的防雷保護(hù)措施

劉林

摘 要：電力系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜程度極高的系統(tǒng)，其包含多項(xiàng)設(shè)備及環(huán)節(jié)。其中變電所是電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分之一。廣播電視系統(tǒng)中的變電所作為供電企業(yè)與廣播電視臺(tái)站間的有效連接平臺(tái)，其功能在于對(duì)線路電壓和電流進(jìn)行變換、分配，從而為廣播電視節(jié)目制作、播出、傳輸、發(fā)射提供可靠的電能。然而，變電所作為廣播電視系統(tǒng)的重要組成部分，其管理也是一項(xiàng)復(fù)雜工程，尤其是高山臺(tái)站雷擊導(dǎo)致的故障常常發(fā)生，一旦發(fā)生故障將對(duì)安全優(yōu)質(zhì)播出產(chǎn)生非常大的影響。因此，加強(qiáng)變電所防雷擊非常重要，作為廣播電視臺(tái)站更是要加強(qiáng)對(duì)變電所防雷保護(hù)措施的研究與應(yīng)用，保障變電所安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：廣播電視臺(tái)站；變電所；防雷；保護(hù)

1變電所發(fā)生雷擊的原因分析

在正常運(yùn)行狀態(tài)下，受電網(wǎng)額定電壓制約，變電所電氣設(shè)備是處于良好的絕緣狀態(tài)。而一旦雷擊發(fā)生，變電所設(shè)備所承受的電壓遠(yuǎn)超其承受范圍，從而導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響正常供電。通常，對(duì)于雷擊導(dǎo)致的變電所故障分為兩類：一類是對(duì)于變電所設(shè)備直接造成的雷擊；二是架空線路的雷擊感應(yīng)過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓造成的雷電波沿著輸電線路流入變電所。

1.1直擊雷過(guò)電壓

當(dāng)變電所的設(shè)備遭到雷電的直接攻擊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的雷電流，這些電流會(huì)造成相關(guān)設(shè)備的電壓突然增高，產(chǎn)生過(guò)電壓?jiǎn)栴}，從而造成機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)，影響設(shè)備的正常工作。

1.2感應(yīng)過(guò)電壓

如果帶有雷電的烏云位于架空導(dǎo)線上方，架空導(dǎo)線會(huì)受到靜電感應(yīng)作用，累積大量的異性電荷。當(dāng)雷云向大地放電時(shí)，線路電荷被釋放成自由電荷，并向線路的兩端流動(dòng)，容易造成較高的過(guò)電壓，影響電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。

由此可見，架空線路產(chǎn)生的雷電感應(yīng)過(guò)電壓和直擊雷造成的過(guò)電壓都是雷電波沿著線路侵入臺(tái)站變電所，造成嚴(yán)重的雷擊事故，針對(duì)這些問(wèn)題，需要及時(shí)采取措施，減少對(duì)電氣設(shè)備的損害。

2變電所防雷的原則

變電所具有一定的獨(dú)特性，其防雷原則制定的根本依據(jù)為：雷電流直接接閃可以通過(guò)線路引入地下進(jìn)行泄散；對(duì)電源線路、信號(hào)線路、數(shù)據(jù)線路中的過(guò)電壓波進(jìn)行阻塞；對(duì)被保護(hù)電氣設(shè)備產(chǎn)生的浪涌過(guò)電壓值進(jìn)行限制。具體可以從直擊雷防護(hù)、感應(yīng)雷電波侵入的防護(hù)、雷電電磁感應(yīng)的防護(hù)等方面進(jìn)行系統(tǒng)的分析：

2.1外部防雷和內(nèi)部防雷

外部防雷主要包括接閃桿、接閃帶、避雷網(wǎng)引下線以及接地系統(tǒng)等，其目的是避免建筑物遭受雷擊而引發(fā)火災(zāi)事故，減少人們的生命財(cái)產(chǎn)損失；內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要對(duì)雷電以及其他形式的過(guò)電壓進(jìn)行預(yù)防，避免對(duì)電氣設(shè)備的損壞，彌補(bǔ)了外部防雷系統(tǒng)的不足。此外，在內(nèi)部防雷中，還需要對(duì)電纜、金屬管道等安置防雷和過(guò)壓保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)。

2.2防雷等電位連接

對(duì)于雷電引起的電位差事故，變電所需要進(jìn)行等電位連接，以避免嚴(yán)重的毀壞問(wèn)題。對(duì)于電源線、信號(hào)線、金屬管道等需要裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器實(shí)現(xiàn)等電位的連接，各個(gè)內(nèi)層保護(hù)區(qū)界面也需要依次進(jìn)行局部等電位的連接，并且構(gòu)成并排連接網(wǎng)絡(luò)，在主等電位匯流處連接。

3變電所防雷的具體措施

通常而言，襲擊高山臺(tái)站變電所的一般都是直擊雷，變電所的電氣設(shè)備直接受到雷擊影響，或者架空線路產(chǎn)生直擊雷的過(guò)電壓和感應(yīng)雷的過(guò)電壓侵入到變電所。因此，變電所的防雷重點(diǎn)應(yīng)該放在對(duì)直擊雷和雷電波的防護(hù)方面，避免變電所進(jìn)線對(duì)變壓器損害的影響。

3.1變電所裝設(shè)接閃桿對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)

變電所可以通過(guò)架設(shè)接閃桿對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)。接閃桿是一種雷電接收器，主要是幫助電氣設(shè)備、建筑物等避開直接雷的影響。接閃桿將雷電吸收到接閃桿自身的器件中，然后將雷電產(chǎn)生的電流直接引入大地，實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)的效果。變電所在安裝接閃桿的時(shí)候要保障相關(guān)電氣設(shè)備處于保護(hù)范圍之內(nèi)，同時(shí)還需要通過(guò)相關(guān)措施，避免雷擊接閃桿造成反擊事故。針對(duì)高山臺(tái)站的變電所，需要將接閃桿安裝在室外設(shè)備以及架構(gòu)中，保障其安全運(yùn)行。在安裝時(shí)要注意，接閃桿以及配套的接地裝置需要與建筑物等保持一定距離，一般大于5m，主接地網(wǎng)和接閃桿的地下距離大于3m，埋接閃桿的獨(dú)立接地裝置的引下線接地電阻小于10Ω。

3.2變電所對(duì)侵入波的防護(hù)

針對(duì)侵入波，變電所需要采取的措施是將閥型避雷器安裝在進(jìn)線上。閥型避雷器主要由火花間隙和非線性電阻構(gòu)成，能夠?qū)讚羟秩氩ㄆ鸬搅己玫姆雷o(hù)作用。其中SFZ系列的閥型避雷器可以用來(lái)針對(duì)中等或者大容量的變電所的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，而FS系列的閥型避雷器可以對(duì)小容量的配電裝置進(jìn)行保護(hù)。

3.3變電所的進(jìn)線防護(hù)

變電所的進(jìn)線保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)避雷器雷電電流幅值的限制，同時(shí)控制雷擊波的陡度。如果線路中發(fā)生過(guò)電壓?jiǎn)栴}，行波導(dǎo)線會(huì)向變電所運(yùn)動(dòng)，線路絕緣沖擊閃絡(luò)電壓的一半為起幅值，同時(shí)與變電所的沖擊耐壓相比，線路的沖擊耐壓會(huì)高出很多。因此，需要在變電所的進(jìn)線上加裝接閃線，避免雷擊造成的線路損壞。

3.4變壓器的防護(hù)

變壓器的防雷保護(hù)需要將SPD安裝在靠近變壓器的位置，減少雷擊波的入侵傷害。SPD要盡量安裝在接近電壓器的位置，并且減少線路的連接長(zhǎng)度，從而有效減少雷擊電流在連接線上的過(guò)電壓。同時(shí)，將變壓器的金屬外殼、低壓側(cè)中性點(diǎn)和避雷器的連線有效連接在一起，避免雷電對(duì)變壓器的破壞。變電站的每組主母線和分段母線中都應(yīng)該進(jìn)行閥式避雷器的裝設(shè)，從而對(duì)電氣設(shè)備以及變壓器進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)，并且各組避雷器與變電裝置總接地網(wǎng)之間的連線要盡量短。

3.5變電所防雷感應(yīng)

在科學(xué)技術(shù)推動(dòng)下，變電所的直接雷防護(hù)系統(tǒng)越來(lái)越完善，戶外設(shè)備的安全性提高。雷擊防護(hù)系統(tǒng)也有一定的不足之處，雷擊防護(hù)中產(chǎn)生的放電問(wèn)題和電磁脈沖會(huì)影響變電設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)雷擊造成的過(guò)電壓可能會(huì)通過(guò)金屬管道和電纜產(chǎn)生電磁干擾，影響相關(guān)弱電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，變電所需要進(jìn)行防雷感應(yīng)保護(hù)：設(shè)置多分支接地引線，將引線雷擊電流降低；優(yōu)化匯流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將引下線對(duì)弱電設(shè)備的感應(yīng)降低；將限制過(guò)電壓的裝置安裝在電源入口，例如壓敏電阻，還可以將光耦元件安裝在信號(hào)線上；控制室采用屏蔽電纜，并且設(shè)置相同的接地極；通信室和控制室需要進(jìn)行等電位設(shè)置，并且實(shí)現(xiàn)與設(shè)備外殼的等電位匯流連接。

3.6變電所的防雷接地

變電所的防雷接地需要進(jìn)行共用接地網(wǎng)的敷設(shè)，增加接閃桿和避雷器的接體，還可以通過(guò)單獨(dú)人工接地體的敷設(shè)達(dá)到防雷要求。通常而言，小變電所可以采用獨(dú)立接閃桿，而大變電所需要在獨(dú)立接閃桿的基礎(chǔ)上安裝配電裝置，并且相關(guān)的連接途徑大于5m，接閃桿接地引下線埋在地中部分與配電裝置結(jié)構(gòu)埋入地下的接地體需要保持3m以上的距離，變電所的電氣設(shè)備需要通過(guò)水平接地方式進(jìn)行接地裝置的布置，水平接地極采用扁鋼50mm×5mm，垂直接地極采用角鋼50mm×5mm，垂直接地極間距5m～6m，主接地網(wǎng)接地裝置電阻還要小于4Ω，主接地網(wǎng)埋于凍土層1m以下。此外，對(duì)于大變電所，接閃桿和主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)到變壓器接地線地下連接網(wǎng)的距離要在15m以上。

4結(jié)語(yǔ)

變電所是廣播電視臺(tái)站系統(tǒng)進(jìn)行防雷保護(hù)的重點(diǎn)部位，變電所發(fā)生雷擊故障容易造成大范圍的停電事故，因此，廣播電視臺(tái)站需要提高重視程度，積極采取措施，做好防雷保護(hù)裝置的安設(shè)，從而保障安全優(yōu)質(zhì)滿功率不間斷播出。

參考文獻(xiàn)：

【1】邱曉英.淺談變電站的防雷保護(hù)[J].中國(guó)西部科技，2011（2）：29-31.endprint