淺談110kV變電站的防雷接地技術(shù)措施

1、    淺談110kv變電站的防雷接地技術(shù)措施    摘要：變電站是電力系統(tǒng)中變換、集中及分配電能的場(chǎng)站，用于聯(lián)接發(fā)電廠與電力用戶，承擔(dān)著電壓變換及電能分配的重要任務(wù)。雷擊對(duì)110kv變電站造成的災(zāi)害最為嚴(yán)重，變電站一旦發(fā)生雷擊事故，將會(huì)導(dǎo)致大面積的停電，會(huì)嚴(yán)重的影響社會(huì)生產(chǎn)和人們生活，因此對(duì)變電站采取的防雷措施，一定要具有較強(qiáng)的可靠性。本文主要介紹了雷電對(duì)110kv變電站的危害，同時(shí)提出了110kv變電站的防雷保護(hù)措施。關(guān)鍵詞：110kv變電站；防雷措施；接地技術(shù)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，110kv變電站作為電力系統(tǒng)重要組成部分

2、，承擔(dān)著電力輸送及分配的重要任務(wù)，而雷擊事故嚴(yán)重威脅到變電站的安全運(yùn)行，所以必須在110kv變電站采取有效的防雷防護(hù)措施，這對(duì)于110kv變電站運(yùn)行的安全穩(wěn)定性有著重要意義。一、雷電對(duì)110kv變電站威脅及破壞對(duì)于110kv變電站來(lái)說(shuō)，來(lái)自雷電災(zāi)害的威脅有兩方面，分別為直擊雷和感應(yīng)雷。其中直擊雷是對(duì)變電站乃至整個(gè)電力系統(tǒng)危害最大的雷擊方式，是帶電云層放電時(shí)直接擊中110kv變電站的電力設(shè)備而進(jìn)行放電的一種災(zāi)害形式。由于帶電云層直擊放電時(shí)間短、電荷量大，所以產(chǎn)生的瞬間放電具有超高電壓和超強(qiáng)電流，而這些高電壓強(qiáng)電流的沖擊遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了110kv變電站電力裝置的承受范圍，從而對(duì)電力設(shè)備造成大規(guī)模破壞，而

3、直擊雷放電時(shí)一般伴隨著熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)的產(chǎn)生，導(dǎo)致物體遭受嚴(yán)重的撕裂、扭曲以及爆炸等災(zāi)害發(fā)生，對(duì)電力系統(tǒng)造成二次破壞。對(duì)于感應(yīng)雷，顧名思義可以是由于電磁場(chǎng)感應(yīng)而引發(fā)的雷電災(zāi)害，感應(yīng)雷屬于直擊雷的附帶災(zāi)害，當(dāng)有直擊雷對(duì)變電站的電力系統(tǒng)或者附近建筑等發(fā)生發(fā)電時(shí)，強(qiáng)電流通過(guò)金屬管道或者電纜線會(huì)與110kv變電站的控制室中的電力設(shè)備和電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的電磁干擾，進(jìn)而影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一般的，常見(jiàn)的感應(yīng)雷會(huì)在雷擊發(fā)生泄流入地之后，接地電網(wǎng)上會(huì)有一定的反擊現(xiàn)象，進(jìn)行局部放電，造成電氣設(shè)備的絕緣性能降低，或者雷電流經(jīng)過(guò)防雷接地引下線時(shí)周圍的電磁場(chǎng)對(duì)變電站的設(shè)備產(chǎn)生暫態(tài)電壓，影響變電站設(shè)備的正常運(yùn)行

4、。二、110kv變電站的防雷保護(hù)措施（一）在電源入口處安裝浪涌保護(hù)裝置雷電波具有峰值高、能量大的特點(diǎn)，應(yīng)在電源入口處安裝相應(yīng)的浪涌保護(hù)裝置。當(dāng)電源入口遭到雷擊時(shí)，雷電波經(jīng)過(guò)浪涌保護(hù)器后，仍然會(huì)存留一些能量較高的信號(hào)，會(huì)對(duì)電源系統(tǒng)造成一定的損害。因此，當(dāng)安裝了浪涌保護(hù)裝置后，還應(yīng)安裝低通濾波器對(duì)雷電波進(jìn)行過(guò)濾，然后再安裝壓敏電阻。壓敏電阻具有良好的非線性，能夠?qū)㈦妷嚎刂圃诎踩秶鷥?nèi)。上述設(shè)備可有效地吸收雷電波的能量，避免雷電波對(duì)電源造成損害。（二）安裝防雷裝置并定期維護(hù)可通過(guò)引導(dǎo)設(shè)備或雷擊電流攔截裝置將雷電流引入大地，以起到保護(hù)變電站系統(tǒng)和變電設(shè)備的作用。110kv變電站中安裝防雷裝置是在放電未

5、影響變電站設(shè)備或帶電云層未放電時(shí)，及時(shí)地通過(guò)接地裝置將雷擊電流引到地面，防止雷擊電流對(duì)變電站系統(tǒng)和電力設(shè)備造成影響。防雷裝置包括避雷器、接閃線和接閃針等，可根據(jù)變電站的實(shí)際需求選擇相應(yīng)的防雷裝置，例如，在大型變電站中，可在變電系統(tǒng)架構(gòu)上安裝接閃線或者接閃針；在規(guī)模較小的變電站中，可采用獨(dú)立接閃針進(jìn)行防雷保護(hù)；在特殊情況下，接閃線和接閃針可綜合安裝使用。接閃線和接閃針應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行安裝，以保證接地裝置、電流引流線等的安裝質(zhì)量。（三）變電站的接地保護(hù)防雷接地保護(hù)的工作原理是通過(guò)降低雷電流通過(guò)接地保護(hù)裝置時(shí)的對(duì)地電位，以防止雷電流對(duì)變電站設(shè)備造成損害。因此，接地的質(zhì)量對(duì)接地保護(hù)的保護(hù)作用具有

6、很大影響。變電站的獨(dú)立接閃針應(yīng)安裝單獨(dú)的接地保護(hù)裝置，變電站建筑物中接閃網(wǎng)的引下線應(yīng)與建筑物的環(huán)狀基礎(chǔ)、通長(zhǎng)主筋進(jìn)行焊接，然后與室外的人工接地體進(jìn)行連接，與工作接地共同接地，形成相應(yīng)的等電位效應(yīng)。此外，為了保證接地防雷裝置的安全性和可靠性，引下線應(yīng)2根，對(duì)于土壤電阻較高的地區(qū)，應(yīng)采用多根引下線，以此降低雷擊的接地電阻。在安裝引下線時(shí)，應(yīng)保證電氣接觸良好，機(jī)械連接牢固，保證引下線能夠充分地發(fā)揮作用，防止變電站受到雷擊的損害。（四）變壓器的防雷保護(hù)1.三繞組變壓器的防雷保護(hù)。就雙繞組變壓器而言，當(dāng)變壓器高壓側(cè)有雷電波入侵時(shí)，通過(guò)繞組間的靜電和電磁耦合，會(huì)使低壓側(cè)出現(xiàn)過(guò)電壓，但實(shí)際上雙繞組變壓器在正

7、常運(yùn)行時(shí)，高壓和低壓側(cè)斷路器都是閉合的，兩側(cè)都有避雷器保護(hù)，所以一側(cè)來(lái)波，傳遞到另一側(cè)去的電壓不會(huì)對(duì)繞組造成損害。三繞組變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)只有高、中壓繞組工作而低壓繞組開路的情況。這時(shí)，當(dāng)高壓或中壓側(cè)有雷電波作用時(shí)，因處于開路狀態(tài)的低壓側(cè)對(duì)地電容較小，低壓繞組上的靜電分量可達(dá)很高的數(shù)值以致危及低壓繞組的絕緣。因此為了限制這種過(guò)電壓，需在低壓繞組出線端加裝一組避雷器，但若變壓器低壓繞組接有25m以上金屬外皮電纜時(shí)，因?qū)Φ仉娙菰龃螅阋韵拗旗o電感應(yīng)過(guò)電壓，故可不必再裝避雷器。三繞組變壓器的中壓側(cè)雖然也有開路的可能性，但其絕緣水平較高，所以除了高中壓繞組的變化很大以外，一般都不必裝設(shè)限制靜

8、電感應(yīng)過(guò)電壓的避雷器。2.自耦變壓器的防雷保護(hù)。為了減小系統(tǒng)的零序阻抗和改善電壓波形，自耦變壓器除了高、中壓自耦繞組外，還有一個(gè)三角形接線的低壓繞組。在這個(gè)低壓繞組上應(yīng)裝設(shè)限制靜電感應(yīng)過(guò)電壓的避雷器。此外，由于自耦變壓器中的波過(guò)程有其自己的特點(diǎn)，因此其保護(hù)方式與其他變壓器也有所不同。3.配電變壓器的防雷保護(hù)。配電變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)氧化鋅或閥式避雷器保護(hù)，避雷器應(yīng)盡可能靠近變壓器裝設(shè)，其接地線應(yīng)與變壓器的金屬外殼以及低壓側(cè)中性點(diǎn)連在一起共同接地，并應(yīng)盡量減少接地線的長(zhǎng)度，以減少其上的電壓降。這樣避雷線動(dòng)作時(shí)，作用在變壓器主絕緣上的電壓主要是變壓器的殘壓，不包括接地電阻的電壓降，這種共同接地的缺點(diǎn)

9、是避雷器動(dòng)作時(shí)引起的地電位升高，可能危及低壓用戶安全，應(yīng)加強(qiáng)低壓用戶的防雷措施。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，如果只在高壓測(cè)裝設(shè)避雷器，還不能免除變壓器遭受雷害事故，這是因?yàn)椋阂皇抢字睋粲诘蛪壕€或低壓線遭受感應(yīng)雷時(shí)，因低壓側(cè)無(wú)避雷器，使低壓側(cè)絕緣損壞。二是雷直擊于低壓線或低壓線遭受感應(yīng)雷時(shí)，通過(guò)電磁耦合，在高壓側(cè)繞組也出現(xiàn)了與變比成正比的電壓，稱為正變換過(guò)電壓。由于高壓側(cè)絕緣的裕度比低壓側(cè)小，所以可能造成高壓側(cè)損壞。三是雷直擊于高壓線路或高壓線遭受感應(yīng)雷使避雷器動(dòng)作，接地電阻上流過(guò)很大的沖擊電流時(shí)產(chǎn)生的壓降將同時(shí)作用在低壓繞組上，通過(guò)電磁耦合，按變比關(guān)系在高壓繞組上感應(yīng)出過(guò)電壓，稱為反比換過(guò)電壓。由于高壓繞組出線端的電位受避雷器固定，在高壓繞組上感應(yīng)出的這種過(guò)電壓將沿高壓繞組分布，在中性點(diǎn)上達(dá)到最大值，可能擊穿中性點(diǎn)附近的絕緣，也會(huì)危及繞組的縱絕緣。因此，還應(yīng)在配電變壓器低壓側(cè)加裝避雷器。三、結(jié)束語(yǔ)雷擊事故對(duì)變電站造成的破壞是不可想象的，所以變電站采取有效的防雷保護(hù)對(duì)電力措施，對(duì)于維持變電站整體電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有著重要意義。110kv變電站在設(shè)計(jì)且安裝防雷保護(hù)措施