110kV變電站綜合防雷措施研究

劉文煌

摘? ?要：電力系統在運行過程中，雷擊是影響其安全運行的重要因素之一，當下電力企業也將變電站綜合防雷作為確保電力系統安全運行、減少經濟損失的重要措施。為保證110 kV變電站的安全、穩定運行，保證電力企業的經濟效益，為人們提供更加可靠的電力服務，電力企業需做好110 kV變電站綜合防雷措施。文章通過對110 kV變電站雷害的成因與防雷原則進行分析，進而提出綜合防雷措施，希望為我國電力系統的可持續發展提供一些參考意見。

關鍵詞：110 kV變電站;雷擊;防雷措施;避雷針

110 kV變電站在電力系統中是十分重要的組成部分，對整個電力系統的安全、可靠運行具有重要影響，一旦變電站遭受雷擊，就會使其穩定性、安全性下降，對人們的正常用電造成一定影響。110 kV變電站雷害的成因也有很多，比如沖擊電壓、熱效應等，需要通過避雷線、避雷針等多種措施進行防護，降低雷擊對110 kV變電站造成的影響。

1? ? 110 kV變電站雷害成因分析

1.1? 沖擊電壓

110 kV變電站遭受到雷擊后，在雷電流高峰值的沖擊下，會形成沖擊電壓，電力設備的絕緣會被擊穿，導致短路的發生，嚴重時會對設備造成毀滅性的損害，比如火災的發生。

1.2? 熱效應

當110 kV變電站受到雷擊之后，在短時間內雷電能力會被釋放，形成高熱效應，設備的金屬部位也會發生氧化，嚴重時會發生火災[1]。

1.3? 機械應力

除了熱效應，雷電能量還會表現為熱電流的機械效應，這設備會在應力下出現扭曲等問題，對電力企業造成巨大的經濟損失。

1.4? 雷電反擊

當出現雷電反擊后，設備的絕緣性能會受到影響，有可能擊穿絕緣體引發爆炸、火災等危險事故。

1.5? 雷電波侵入

雷電波有一個很大的影響，能對110 kV變電站的設備造成影響，使得設備發生短路，嚴重時會出現爆炸或者火災等情況，因此，要對雷電波進行有效的限制，確保設備的安全運行。

2? ? 變電站防雷原則

2.1? 對直擊電保護不留死角

在電力系統中使用較為廣泛的是避雷針、避雷線等，以此防范直擊雷電帶來的影響。將避雷針安裝在變電站內部，并且將避雷線沿著變電站進線與出線段進行架設，有效降低雷擊對變電站內部設備造成的影響，減少設備的損害，從而降低電力企業的經濟損失。

2.2? 加強沿輸電線路傳雷電侵入波的防護

變電站內部設備在雷擊的影響下發生損害的主要原因是雷電侵入波。因此，在設計變電站時，要將金屬氧化物避雷器科學加設在變電站中，來有效防護雷電侵入，降低對設備造成的損害。此外，將母線避雷器加裝在站內母線上，來有效限制入侵雷電波的電壓幅值，防止對設備造成損害。

2.3? 構筑完善接地網

不同的防雷裝置被設置在變電站內，能對雷電流進行有效的捕獲，捕獲的雷電流在接地網絡的幫助下，安全的通入大地。為防止在雷電直擊變電站設備后產生的雷電流出現瞬間高壓情況，需將雷電流安全的引入大地合理泄流[2]，以對變電站相關設備進行有效的保護。

3? ? 110 kV變電站綜合防雷措施

3.1? 避雷線

在進行110 kV變電站綜合防雷措施時，以疏導為主，避開雷電波對變電站設備造成的損害[3]。我國目前110 kV的線路通常都是架設在鐵塔上，因此，要提升鐵塔的抗雷擊能力，確保鐵塔的雷電波疏導能力。避雷針的設置要科學、合理，確保接地阻值控制在合理的范圍，一般為8 Ω以上，10 Ω以下，保證避雷線懸掛的高度符合相關的要求，提升鐵塔塔身的穩固性。

3.2? 避雷針

避雷針能對110 kV變電站的戶外設備進行有效的防護，降低雷擊造成的損害。在安裝避雷針時，位置的確定十分重要，通常都會將其安裝在110 kV變電站鐵桿上，也可以將其設置在照明塔上。對避雷針進行裝設時，對鐵桿也有很高的要求，要確保其具有良好的接地裝置，將該裝置的溢流電阻控制在10 Ω以下，通過避雷線的裝設對變電站與終端桿之間的一檔線進行保護。當最終的選擇為避雷針時，要確保接地裝置溢流電阻在5 Ω以下，并且變電站接地回路與避雷針不能連接在一起。

在實際應用中會出現，避雷針對鄰近的鐵桿、設備等進行雷電反擊問題，因此，還需滿足一個條件：S≥0.1 h+0.3 Ri。式中，h與Ri分別代表接地沖擊電阻與變電站鐵桿或者設備的高度。同時也對避雷針與鐵桿或者設備之間的空氣間隙有一定要求，要求距離S控制在5 m以上，也對避雷針與變電站接地裝置之間的距離有很大的要求，確保其距離控制在3 m以上。相關的距離如圖1所示。

3.3? 氧化鋅避雷器的安裝

目前在眾多的防雷設備中，氧化鋅避雷器是較為先進的設備，該設備是過電壓保護電器，能發揮限壓保護的效果。氧化鋅避雷器在應用過程中，實施保護動作時，主要是通過對雷電流的泄放實現的，要求泄放的時間控制在100 μs，在完成泄放工作后能再次進行動作狀態，從而實現對雷電沖擊的連續保護效果。在實際應用中，氧化鋅避雷器也有一個缺陷，就是保護的范圍較小，所以，該設備在進行綜合防雷時，一般會將其應用到變電站站內設備的保護中，提升實際應用價值。

3.4? 防浪涌保護器的安裝

防浪涌保護器的安裝能起到良好的效果，主要是在雷電波的能量來臨時，能有效衰減能量的峰值，一般情況下，防浪涌保護器安裝的位置在電源的入口。立 防浪涌保護器在安裝之后，雷電波還會剩余一些流量，對設備造成一定的影響，所以，還要借助低通濾波器，利用低通濾波器進行過濾，再在壓敏電阻的應用下，將多余的雷電波能量進行吸收，降低對設備造的損害。

3.5? 接地裝置

防雷的一個重要目的就是對雷擊過電壓進行有效的減低，防止設備在電壓快速升高下出現損害，在對雷擊過電壓進行降低時，需要雷電流的有效倒泄，具有良好的接地效果，只有保證接地裝置的安全性與可靠性，才能確保變電站設備、相關人員的安全。

3.6? 定期巡檢與維護

綜合以上多種防雷措施，裝設防雷設備后，隨著時間的推移，長時間運行極會出現一些問題，影響防雷設備的工作質量，因此，電力企業要加強對110 kV變電站防雷設備的巡檢與維護，確保防雷設備的可靠性與安全性。尤其是在較為特殊的天氣，能及時發現防雷設備出現的故障、損害等，并及時進行補救，降低雷擊對變電站造成的損害。在巡檢過程中也要對各類設備做好清潔工作，對發現的問題及時解決，保證110 kV變電站防雷設備的安全運行。最后，對發現的問題進行詳細的記錄，并將維護記錄留下書面痕跡，方便下一次檢修，進而提升防雷設備檢修的質量，降低電力企業的經濟損失。

4? ? 結語

電能在我國社會經濟的快速發展中發揮著重要作用，同時也成為我國人民生活、工作等離不開的能源。為了確保人們生活與工作的正常開展，降低電力企業的經濟損失，提升其服務質量，需做好綜合防雷措施，確保電力系統的安全、可靠運行，促進我國電力行業的可持續發展。

[參考文獻]

[1]方偉鋒.110 kV輸電線路防雷技術綜合應用以及運維管理探析[J].科技資訊，2017（30）：53.

[2]曹曉斌，田明明，張血琴，等.PW線升高或架設避雷線雷電防護效果綜合評估[J].高電壓技術，2015（11）：3590-3596.

[3]郭永喜，伍銀波.1 000 kV交流輸電系統中變電站防雷措施的研究[J].廣東技術師范學院學報，2015（2）：52-54.