變電站的防雷接地技術(shù)研究

余 曉

廣西鴻泰勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣西南寧 530008

變電站作為電力系統(tǒng)的重要樞紐，一旦遭遇雷擊，就有可能造成重要設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，影響其正常的運(yùn)行而導(dǎo)致大面積的停電，因此變電站必須具備良好的防雷的措施，以保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1 變電站接地裝置設(shè)計(jì)

變電站接地技術(shù)是避雷技術(shù)的一個重要的組成部分。采用接地裝置的主要目的是將雷電產(chǎn)生的雷擊電流引入到大地，從而防止電力或電子等設(shè)備遭遇雷擊，達(dá)到保護(hù)建筑物和設(shè)施的目的。

1.1 變電站的接地設(shè)計(jì)原則

變電站的接地網(wǎng)主要指用于變電站防雷保護(hù)及交直流運(yùn)轉(zhuǎn)的重要設(shè)備，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的安全、有效運(yùn)行起到重要作用。變電站的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)，需要遵守下面的這三項(xiàng)原則：接地網(wǎng)盡可能的選擇自然金屬接地物和建筑物地基中的鋼筋的統(tǒng)一連接；盡可能以自然接地物作為基礎(chǔ)，兼用人工地體作補(bǔ)充，盡量選用閉合的環(huán)形作為外觀；選用統(tǒng)一的接地網(wǎng)和一點(diǎn)接地方式來接地。

1.2 變電站的接地電阻標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《交流電氣裝置的接地要求》，變電站中的接地裝置應(yīng)該符合：R≤2 000/I。其中R以Ω為單位，表示考慮季節(jié)變化的最大接地電阻；I以A為單位，是流經(jīng)接地裝置的入地短路電流。在變電站中，一旦出現(xiàn)各級電壓母線故障時(shí)，其電流將會愈來愈大，無法滿足R≤2 000/I的標(biāo)準(zhǔn)要求。在現(xiàn)行的接地標(biāo)準(zhǔn)中，接地電阻值的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)放寬至5Ω，而不是像原接地規(guī)程那樣要求接地電阻值必須達(dá)到0.5Ω。但是放寬接地電阻值是由限制條件的，并不是所有的電阻都可以采用5Ω。即放寬電阻值應(yīng)該在避免轉(zhuǎn)移電位而造成危害的前提下，采取各種的隔離措施；從短路電流非周期性分量影響方面考慮，假如出現(xiàn)接地網(wǎng)電位升高趨勢，3kV～10kV的避雷器不應(yīng)該有所動作，或是即使動作后也不會發(fā)生損壞，就應(yīng)該采取勻壓處理并要計(jì)算出接觸、跨步電位差是不是符合要求，在工程竣工后，還應(yīng)該測量、繪制電位分步曲線。

1.3 變電站的接地電阻測量

接地網(wǎng)是否符合要求，主要是通過接地網(wǎng)的電阻值得大小來判定的。并且接地網(wǎng)電阻的測量結(jié)果也會直接受到測量方法和設(shè)備的直接影響。一般采用電流電壓測量法測量大型地網(wǎng)的電阻。采用三角形由置法布置接地棒和輔助接地體，并且輔助接地體的接地電阻不得超過10Ω。經(jīng)過接地裝置的電流需小于30A，電源電壓采用65V～220V交流工頻電壓，在電壓較低時(shí)測量比較安全。為了減少該云支路的分流作用電壓表應(yīng)該用高內(nèi)阻表計(jì)。

這種測量方法，接地電阻不會受到測量范圍的限制，對于110kV及其以上系統(tǒng)的接地網(wǎng)接地電阻測量和自動化系統(tǒng)接地電阻的測量特別適用，其測量結(jié)果較為準(zhǔn)確和可靠。

2 變電站的防雷措施

變電站的雷害事故主要有兩種：一種是變電站的電氣設(shè)備直接遭受了雷擊；另外一種，則是在雷電時(shí)輸電線路產(chǎn)生了感應(yīng)雷過電壓，或是在雷擊時(shí)產(chǎn)生了直擊雷過電壓，雷過電壓所形成的雷電波沿著線路侵入變電站。因此，直擊雷和防止雷電波入侵對變電站的雷電防護(hù)十分的重要。

2.1 直擊雷的防雷措施

1）設(shè)備的接地點(diǎn)離避雷針接地引線的入地點(diǎn)要盡可能的遠(yuǎn)，并且避雷針的接地引下線離電氣設(shè)備也要要盡可能的遠(yuǎn)；

2）上述接地應(yīng)該和總線地網(wǎng)相連，并且加裝集中接地裝置，其工頻接地電阻應(yīng)該大于10Ω；

3）主控樓、主控室或是網(wǎng)絡(luò)控制樓和室內(nèi)配電裝置的保護(hù)，如果屋頂有金屬結(jié)構(gòu)或是屋頂是金屬做的時(shí)，要將金屬部分接地；如果屋頂是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的，則要將鋼筋焊接成網(wǎng)并接地；如果屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)是非導(dǎo)電的時(shí)候，采用避雷保護(hù)，可以在屋頂設(shè)置8m～10m左右的金屬網(wǎng)，并且避雷帶網(wǎng)絡(luò)設(shè)引下線接地。

2.2 避免雷電波的進(jìn)入和利用保護(hù)裝置將雷電波引入接地網(wǎng)

其具體措施如下：

1）安裝浪涌抑制器

在變電站中，由于開關(guān)操作、靜電放電和閃電放電而產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌過電壓對設(shè)備會產(chǎn)生一定的損害，需要安裝浪涌保護(hù)器，提前將浪涌電流瀉放入地，提高電氣設(shè)備的防護(hù)能力，防止雷電擊壞電氣設(shè)備和電子元件等。涌浪抑制器一般是安裝在控制和通訊的接口處。

2）避雷針或避雷線

雷擊過后，通過攔截引導(dǎo)措施，可以改變其入地的路徑。接閃器主要有避雷針和避雷線兩種。獨(dú)立的避雷針主要是在小變電站中采用。而大變電站在架構(gòu)上大多采用的是避雷線或避雷針，也有將兩者相結(jié)合的。并且，避雷針和避雷線對接地裝置和引流線的要求比較嚴(yán)格。

3） 避雷器

避雷器的主要功能是降低侵入變電所的雷電波，使其達(dá)到電氣裝置絕緣強(qiáng)度允許值以內(nèi)。目前，我們國家的變電所中主要采用了MOA即金屬氧化物避雷器。而西方發(fā)達(dá)國家除了利用MOA外，還安裝了空氣間隙在所有的電氣裝置上，一旦MOA失效，可以作為后備保護(hù)。

4）接地線

接地線就是接地體的外引線，作為連線來連接被屏蔽或被保護(hù)設(shè)施。接地線可設(shè)等電位連接板、分接地線和主接地線。防雷接地裝置的接地線也就是防雷接閃裝置的引下線，可以利用扁鋼或是圓鋼，兩端按規(guī)定的搭接長度焊接達(dá)到電連接。一般采用多股銅芯電纜作為防干擾屏蔽和防靜電保護(hù)的主接地線，采用多股銅芯軟線做分接地線。并且，變電站的防雷接地最大電阻值不得超過1Ω。變電站的接地技術(shù)是變電站防雷系統(tǒng)的重要組成部分，其合理與否直接關(guān)系到變電站的安全運(yùn)行。變電站的防雷接地技術(shù)，目前已經(jīng)成為了一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，它需要在不斷的具體實(shí)踐中不斷的探索和完善。

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