變電站的防雷保護技術研究

邱開

摘 要：變電器作為電力系統中一個重要的組成部分，非常容易受到雷擊的影響而發生意外事故，導致電力系統無法為人們正常輸送電流，給人們的生活與生產帶來一定的影響，嚴重的情況下會造成一定的經濟損失。因此要不斷對變電站的防雷保護技術進行研究，不斷強化變電站防雷保護措施，以保證電力系統的有效運行。鑒于此，本文主要分析變電站的防雷保護技術。

關鍵詞：變電站；防雷保護；技術

一、雷電災害發生的特點

伴隨著人類社會的不斷進步，雷電災害發生時的特點，它和以往有著很大的不同，主要特點有以下幾點：首先是雷電災害會導致受災面積不斷地擴大，從電力行業到大部分的行業，這主要是因為目前我國的很多領域中都是與高新技術密切相關的，比如航天航空郵電通信，計算機，電子工藝，金融證券等等，另外雷電災害從傳統的二維空間入侵變成了三維空間入侵。這種入侵方式是可以入侵到空間中的任何一個角落的，能夠對我們造成巨大的影響。再其次就是雷電災害的發生在一定程度上對于我們的經濟損失和危害程度是不斷增加的他所襲擊本身所造成的直接經濟損失并不是太大，但是因為雷電災害而產生的間接性經濟損失影響就非常的大，產生雷電災害出現變化的原因是因為隨著科學技術的發展。我們的國家和人群都屬于微電子設備的大規模使用者，所以雷電改變的并不是它本身，而是隨著科學技術的不斷發展，人們的生活狀況產生了變化，所以才會導致雷電災害的變化。

二、變電站防雷擊的原則研究

根據當前變電站的運行特點可以看出，其防雷擊的原則就是要將大多數的雷電流直接引入到地下，然后進行泄散，這種方法屬于外部保護；而內部保護主要是指將阻塞電源線等引入的過壓波。在變電站進行實際的防雷過程中，相關人員應該從一維防護逐漸轉變成三維保護，確保變電站可以安全穩定的運行。除此之外，管理人員還要從防止雷擊以及防雷電電磁感應等多個方面進行考慮和分析。具體可以體現在兩個方面，一方面，從外部防雷以及內部防雷兩個方面進行考慮和研究。在實際的防雷過程中，采用避雷針或者是避雷網，其作用主要是可以保護建筑物不會受到雷擊，降低安全事故發生的幾率，從而進一步推動電力企業的發展進程。同時，為了能夠更好的實現內部防雷，相關人員需要對保護區的電纜以及金屬管道等連接防雷保護器，確保變電站的運行質量可以得到全面提高。另一方面，做好防雷等電位的連接工作。在實際的變電站防雷過程中，為了能夠最大程度的降低雷電帶了的破壞和損失，相關人員在工作中，需要將電源線以及信號線等進行等定位連接，確保各個局部的等定位連接棒可以相互連接，從而進一步提高變電站運行的質量和效果，推動電力企業的良好發展。

三、變電站的防雷保護技術

（一）加強變電站進線防護

變電站遭受雷擊最主要的形式就是下行雷，變電站中的設備需要承受直擊雷，直擊雷對變電站的電氣設備造成的雷電波會對變電站輸電線路造成直接損害。因此降低直擊雷對變壓器造成的損害是至關重要。對變電站的進線方式進行加強，對避雷器的雷電波以及雷電電流進行控制，當遇到雷擊時，線路中的電壓會向變電站的方向運動。變電站中的電氣設備抗壓能力較小，沖擊能力加到，遭受雷擊會造成線路的損壞，因此將避雷線安裝在變電站的進線中，能夠起到一定的防雷效果。

（二）安裝避雷針

不管是變電站的電氣設備還是建筑物，為了方式設備遭到雷擊，都會使用避雷針設備吸引雷電，通過避雷針將雷電流導入地面，起到保護電氣設備的效果，這是方式直擊雷最有效、最直接的一種方式。安裝避雷針時，要采取有效的措施對避雷針進行安裝，避免出現反擊情況；利用避雷針對變電站設備進行全面的保護；對于較大的變電站，要安裝一定數量的避雷針設備；獨立使用避雷針時要與地下保持一定的距離和電阻，金屬物體與建筑物之間的距離要控制在 5m 的范圍內。

（三）變電站接地保護技術

在變電站接地系統中，經常使用的一種保護措施就是保護接地，高壓系統接地與低壓系統接地都是保護接地的最好方式；屏蔽接地最常見的接地形式有建筑物接地、弱電設備接地，通過屏蔽接地的方式降低電磁干擾，減少變電器帶來的阻礙，從而保證設備的穩定運行；當設備的數據線進行通信時，有時會發出高頻的電噪聲，導致傳輸的質量受到外界因素的干擾而受到影響。因此，信號接地要慎重，強電和弱電的連接要合理處理，母線接地與強接地的距離要適中，同時還要保證母線的長度。

（四）接地屏蔽技術

接地是為電路系統提供參考的等電位點，接地是防雷技術的重要環節。所有形式的雷擊最終都是將雷電流導入大地。接地具有維持正常運行、保護防雷等作用。電力系統分為保護接地、防雷接地和工作接地。 保護接地指電氣裝置金屬外殼構架等。工作接地指為保障電力系統電氣裝置正常運行所設計的接地。雷電保護接地為保護裝置向大地泄放雷電流設計。

防雷基地利用各類接地極將雷電流泄放到大地，以達到保護電氣設備安全的目的。與電網連接的所有儀器設備都應可靠接地，需保護的二次設備必須采取等電位連接保護措施，而各防雷保護裝置必須配備合適的接地裝置。防雷工程接地以下線路的布線工程非常重要，決定了整個工程的防雷效果。

雷電流通過接地極進入大地，接地附近土壤中電流密度大時會被擊穿。此時，接地極附近土壤導電性增大，土壤成為良好的導體。雷電流等值頻率較高，導致接地電感影響增大，使接地體得不到充分利用。因此，在同一接地裝置沖擊下具有不同的電阻值。

接地線與接地極總和為接地裝置。變電站可利用自然接地體，如與大地可靠連接的建筑物及其金屬結構，或埋設在地下的金屬管道等。防雷接地裝置多用于垂直接地體，對泄放電流的進出線構架的接地均應設置人工集中接地。獨立避雷針應設立獨立的集中接地裝置，接地電阻小于 10 Ω。要防止避雷針對被保護設備反擊。

屏蔽是防止本身電磁場輻射對外界干擾的措施，利用銅鋁等低電阻材料將需要隔離的部分包裹，從而防止某制定空間內外部靜電感應影響。建筑物屏蔽利用建筑物及其金屬結構相互連接形成初級屏蔽網。設備屏蔽要求屏蔽材料的導磁率較高，能增強阻擋外界電磁干擾的能力。線纜屏蔽采用屏蔽電纜，建筑物間的互聯電纜應敷設在與其等電位有電氣連接的金屬管道內。

（五）能夠變電站運行的穩定性及安全性

在變電站運行過程中，合理的應用防雷電系統，不僅可以很好的加強對電力系統進行實時監督，保證變電站可以安全、穩定的運行，還可以在變電站運行過程中，合理的處理好一些安全隱患和問題，有利于電力企業的良好發展和進步。在變電站運行過程中，應用防雷電系統，相關工作人員一定要做好對整個電力系統的保護和管理工作，以免由于一些外部或內部因素的影響，對防雷電系統造成一定的傷害，保證變電站可以穩定運行。從目前我國電力企業的發展來看，防雷電系統已經在變電站中得到了廣泛的應用，有利于電力企業的可持續發展。

總之，變電站防雷是一項綜合性工程，要了解變電站所處的自然環境、土壤地質條件、設備的配置情況等，需對變電站進行有針對性的防雷保護。通過合理設置避雷針等設備，對弱電系統配置有效的電涌保護器，與接地系統可靠連接，從而實現有效的防雷保護。

參考文獻：

[1]申莉華，楊帥.110kV變電站的電氣設計與防雷保護研究[J].內燃機與配件，2018（12）：223-224.

[2]王剛. 變電站防雷接地保護的設計與研究[D].長春工業大學，2016.

[3]鄧園銘.110kV變電站的防雷保護措施探析[J].科技與創新，2014（17）：35+37.

[4]方遒.110kV變電站的防雷保護措施探析[J].電子制作，2014（01）：214+165.

[5]陳賢彬，明哲.變電站二次系統防雷保護初探[J].廣東電力，2004（05）：15-18.