110kV變電站防雷措施研究

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會各個(gè)層面生產(chǎn)生活對電力的依賴越來越明顯，因此電網(wǎng)安全可靠的提供電能對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。雷擊是危害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，110kV變電站是目前最廣泛也最重要電壓等級的變電站，其往往是作為周邊很大一片區(qū)域的電源點(diǎn)，110kV變電站一旦發(fā)生雷擊事故，很容易造成大面積的停電，給社會生產(chǎn)生活帶來影響。文章從雷擊對110kV變電站的影響分析入手，提出了110kV變電站的防雷措施。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；雷擊；防雷措施；避雷線；避雷針；避雷器

中圖分類號：TM411文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2014）21-0139-02

雷擊對整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的影響都比較大，其中最主要的是降低電氣設(shè)備的絕緣性。當(dāng)雷擊發(fā)生在110kV變電站時(shí)，會給變電站運(yùn)行的穩(wěn)定、安全和可靠帶來嚴(yán)重的影響。而變電站作為電力網(wǎng)絡(luò)的樞紐，其運(yùn)行的可靠和安全直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此必須保證變電站安全可靠的運(yùn)行，而做好變電站的防雷工作是重中之重。

1雷擊影響概述

不論110kV變電站電氣設(shè)備的絕緣性能有多好，一般只能保證設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)沒有問題，但是雷擊造成的高壓往往會使電氣設(shè)備絕緣降低甚至被擊穿，從而導(dǎo)致設(shè)備故障，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。要進(jìn)行有效的防雷，必須從雷擊的影響開始分析。

1.1雷擊的分類

1.1.1直擊雷。直擊雷指雷云與地面某個(gè)集中點(diǎn)之間發(fā)生直接劇烈放電的現(xiàn)象，其電壓峰值最高可以達(dá)到幾百萬伏特，電流峰值最高可以達(dá)到幾百千安，通常放電持續(xù)時(shí)間極短，因此其巨大的能量幾乎瞬間釋放，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或者機(jī)械應(yīng)力等，對建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人造成巨大危害，這是直擊雷破壞性強(qiáng)的主要原因。

1.1.2感應(yīng)雷。感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)雷是指當(dāng)雷云聚集后，地面上的物體由于靜電感應(yīng)作用集聚大量與雷云電荷極性相反的束縛電荷。當(dāng)雷云放電后其電荷雜散成自由電荷，地面上物體原本集聚的大量束縛電荷會產(chǎn)生出很高的感應(yīng)電壓，這種過電壓往往會造成設(shè)備等放電而引起電火花，從而對電力設(shè)備造成的危害。

電磁感應(yīng)雷是指發(fā)生雷電放電時(shí)，由于雷電流劇烈變化，使得雷電流通道附近就形成很強(qiáng)的感應(yīng)電磁場，對建筑物內(nèi)的各類電子設(shè)備造成電磁干擾甚至造成破壞，又或者使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而引起構(gòu)件發(fā)熱甚至引發(fā)火災(zāi)。

1.2110kV變電站雷害成因分析

1.2.1沖擊電壓。依據(jù)以上分析可以得知雷電流具有高峰值的沖擊電壓，會擊穿電力設(shè)備的絕緣引起設(shè)備短路，從而造成設(shè)備損毀甚至發(fā)生火災(zāi)。

1.2.2熱效應(yīng)。由于雷電能量在極短時(shí)間釋放，其巨大的能量第一表現(xiàn)便是高熱效應(yīng)，能夠造成金屬部分的熔化或氣化，從而造成設(shè)備損毀甚至發(fā)生火災(zāi)。

1.2.3機(jī)械應(yīng)力。雷電能量的另一表現(xiàn)是雷電流的機(jī)械應(yīng)力，巨大的應(yīng)力可能會使設(shè)備遭受撕裂、扭曲等，進(jìn)而造成財(cái)產(chǎn)損失等。

1.2.4雷電波侵入。如果對雷電波沒有進(jìn)行有效的限制，雷電波入侵后會造成設(shè)備短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)或者爆炸。

1.2.5雷電反擊。雷電的反擊作用會降低設(shè)備的絕緣性能，造成絕緣擊穿時(shí)還會引起火災(zāi)和爆炸等。

2110kV變電站的防雷措施

2.1避雷線

經(jīng)過以上對雷擊的概述，可以得出防雷措施應(yīng)以疏導(dǎo)為主，為雷電波開辟入地通道從而避免經(jīng)過設(shè)備

入地。

目前110kV線路基本架設(shè)在鐵塔上，為更好地進(jìn)行雷電波疏導(dǎo)保障鐵塔的抗雷擊能力，一般要求其接地電阻值控制在8～10Ω范圍內(nèi)，必須保證接地網(wǎng)的接地電阻值以及避雷線的懸掛高度符合相關(guān)規(guī)定的要求，還要對塔身進(jìn)行加固，保證桿塔具有較好的穩(wěn)定性。

2.2避雷針

110kV變電站一般通過裝設(shè)避雷針進(jìn)行戶外設(shè)備的防雷。根據(jù)相關(guān)規(guī)定以及從建設(shè)成本出發(fā)，避雷器一般安裝在110kV變電站鐵桿、照明塔以及屋頂?shù)壬?。同時(shí)要求裝有避雷針的鐵桿支柱都應(yīng)該具備各自良好的接地裝置，接地裝置的溢流電阻不應(yīng)超過10Ω。對于變電站和終端桿之間的一檔線，一般可以采用裝設(shè)避雷線或者在終端桿裝設(shè)避雷針來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。如果采用安裝避雷針的方式，則要求避雷針接地裝置的溢流電阻不能超過5Ω，同時(shí)避雷針和終端桿的接地與變電站的接地回路不能連接在一起。

為有效避免避雷針向相鄰鐵桿或者設(shè)備發(fā)生雷電反擊，要求相關(guān)間隙距離必須滿足以下條件：

S≥0.3Ri+0.1h（1）

式中：Ri為接地沖擊電阻，h為變電站鐵桿或者設(shè)備高度。要求避雷針與鐵桿或者設(shè)備之間的空氣間隙距離S不小于5m。同時(shí)還需要關(guān)注避雷針和變電站接地裝置之間的間隙距離，因?yàn)槿绻麅烧呓拥匮b置之間的土壤擊穿也會發(fā)生雷電反擊，因此要求S'不應(yīng)小于3m。各間隙距離關(guān)系如圖1所示：

圖1

2.3氧化鋅避雷器的安裝

氧化鋅避雷器是目前比較先進(jìn)的防雷設(shè)備，其本質(zhì)上是一種過電壓保護(hù)電器，能夠?qū)τ邢薜倪^電壓（如雷電過電壓或操作過電壓）起到有效的限壓保護(hù)。同時(shí)因其保護(hù)動作只泄放雷電流，而雷電流泄放時(shí)間一般小于100μs，泄放完畢后能夠迅速恢復(fù)到再次動作的狀態(tài)，具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力，這對于多雷地區(qū)的防雷是一項(xiàng)很好的特性。但氧化鋅避雷器的保護(hù)范圍相對較小，利用該項(xiàng)特點(diǎn)并結(jié)合防雷優(yōu)點(diǎn)可以將氧化鋅避雷器安裝在站內(nèi)設(shè)備的低壓側(cè)，能夠較好地限制雷電波侵入的過電壓，增強(qiáng)變電站低壓設(shè)備的防雷擊能力。

2.4防浪涌保護(hù)器的安裝

為使雷電波的能量和峰值極大衰減，可以將防浪涌保護(hù)器安裝在電源入口處。經(jīng)過浪涌保護(hù)器后，雷電波剩余能量還可能會對一些設(shè)備造成影響，這時(shí)需要利用低通濾波器作進(jìn)一步地過濾處理，并通過安裝壓敏電阻（具有較好的非線性，能夠控制電壓降至安全范圍內(nèi)）吸收多余雷電波的能量。

2.5接地裝置

所有防雷措施的目的都是減低雷擊過電壓，避免出現(xiàn)電壓驟升對設(shè)備帶來的危害，而降低雷擊過電壓的途徑離不開雷電流順利導(dǎo)瀉，這與接地是分不開的，因此接地裝置的良好運(yùn)作對于整個(gè)防雷措施的效果十分重要，必須要保證站內(nèi)防雷接地的良好才可以最大限度地保證電氣設(shè)備和人身的安全。

2.6定期巡檢和維護(hù)

為了進(jìn)一步做好110kV變電站的防雷工作，還必須強(qiáng)化站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的巡視維護(hù)（特別是特殊天氣的巡視）工作，這是110kV變電站運(yùn)檢工作的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。著重加強(qiáng)各類觀測設(shè)備的清潔工作以及及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問題等，保證各類觀測設(shè)備運(yùn)行工況的良好。同時(shí)站內(nèi)運(yùn)檢人員還需加強(qiáng)對防雷設(shè)備以及接地裝置的巡檢，特別關(guān)注相關(guān)隱患的排查整治，從而保證110kV變電站內(nèi)防雷設(shè)施有效地工作。

3結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，電能已經(jīng)成為不可或缺的動力資源，社會各層面對電能的需求不斷地加大，對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高，要科學(xué)合理地使用和分配電力，才能提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性以及運(yùn)行效率，因此，本文結(jié)合日常運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并參照防雷研究成果，對雷擊的特點(diǎn)和危害進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的防雷措施，希望能為110kV變電站更好地開展防雷工作提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]闕照，任曉霞．110kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)[J]．電器制造，2013，（5）．

[2]高波．淺析110kV變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（29）．

[3]陳曉鵬．淺析110kV變電站的防雷保護(hù)策略[J]．科技與企業(yè)，2012，（10）．

[4]黃萍．110kV變電站防雷保護(hù)探析[J]．企業(yè)科技與發(fā)展，2012，（19）．

作者簡介：馬靜君（1967—），男，浙江寧波人，國網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司電力工程師，研究方向：變電運(yùn)行、

檢修。

endprint

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會各個(gè)層面生產(chǎn)生活對電力的依賴越來越明顯，因此電網(wǎng)安全可靠的提供電能對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。雷擊是危害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，110kV變電站是目前最廣泛也最重要電壓等級的變電站，其往往是作為周邊很大一片區(qū)域的電源點(diǎn)，110kV變電站一旦發(fā)生雷擊事故，很容易造成大面積的停電，給社會生產(chǎn)生活帶來影響。文章從雷擊對110kV變電站的影響分析入手，提出了110kV變電站的防雷措施。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；雷擊；防雷措施；避雷線；避雷針；避雷器

中圖分類號：TM411文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2014）21-0139-02

雷擊對整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的影響都比較大，其中最主要的是降低電氣設(shè)備的絕緣性。當(dāng)雷擊發(fā)生在110kV變電站時(shí)，會給變電站運(yùn)行的穩(wěn)定、安全和可靠帶來嚴(yán)重的影響。而變電站作為電力網(wǎng)絡(luò)的樞紐，其運(yùn)行的可靠和安全直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此必須保證變電站安全可靠的運(yùn)行，而做好變電站的防雷工作是重中之重。

1雷擊影響概述

不論110kV變電站電氣設(shè)備的絕緣性能有多好，一般只能保證設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)沒有問題，但是雷擊造成的高壓往往會使電氣設(shè)備絕緣降低甚至被擊穿，從而導(dǎo)致設(shè)備故障，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。要進(jìn)行有效的防雷，必須從雷擊的影響開始分析。

1.1雷擊的分類

1.1.1直擊雷。直擊雷指雷云與地面某個(gè)集中點(diǎn)之間發(fā)生直接劇烈放電的現(xiàn)象，其電壓峰值最高可以達(dá)到幾百萬伏特，電流峰值最高可以達(dá)到幾百千安，通常放電持續(xù)時(shí)間極短，因此其巨大的能量幾乎瞬間釋放，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或者機(jī)械應(yīng)力等，對建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人造成巨大危害，這是直擊雷破壞性強(qiáng)的主要原因。

1.1.2感應(yīng)雷。感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)雷是指當(dāng)雷云聚集后，地面上的物體由于靜電感應(yīng)作用集聚大量與雷云電荷極性相反的束縛電荷。當(dāng)雷云放電后其電荷雜散成自由電荷，地面上物體原本集聚的大量束縛電荷會產(chǎn)生出很高的感應(yīng)電壓，這種過電壓往往會造成設(shè)備等放電而引起電火花，從而對電力設(shè)備造成的危害。

電磁感應(yīng)雷是指發(fā)生雷電放電時(shí)，由于雷電流劇烈變化，使得雷電流通道附近就形成很強(qiáng)的感應(yīng)電磁場，對建筑物內(nèi)的各類電子設(shè)備造成電磁干擾甚至造成破壞，又或者使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而引起構(gòu)件發(fā)熱甚至引發(fā)火災(zāi)。

1.2110kV變電站雷害成因分析

1.2.1沖擊電壓。依據(jù)以上分析可以得知雷電流具有高峰值的沖擊電壓，會擊穿電力設(shè)備的絕緣引起設(shè)備短路，從而造成設(shè)備損毀甚至發(fā)生火災(zāi)。

1.2.2熱效應(yīng)。由于雷電能量在極短時(shí)間釋放，其巨大的能量第一表現(xiàn)便是高熱效應(yīng)，能夠造成金屬部分的熔化或氣化，從而造成設(shè)備損毀甚至發(fā)生火災(zāi)。

1.2.3機(jī)械應(yīng)力。雷電能量的另一表現(xiàn)是雷電流的機(jī)械應(yīng)力，巨大的應(yīng)力可能會使設(shè)備遭受撕裂、扭曲等，進(jìn)而造成財(cái)產(chǎn)損失等。

1.2.4雷電波侵入。如果對雷電波沒有進(jìn)行有效的限制，雷電波入侵后會造成設(shè)備短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)或者爆炸。

1.2.5雷電反擊。雷電的反擊作用會降低設(shè)備的絕緣性能，造成絕緣擊穿時(shí)還會引起火災(zāi)和爆炸等。

2110kV變電站的防雷措施

2.1避雷線

經(jīng)過以上對雷擊的概述，可以得出防雷措施應(yīng)以疏導(dǎo)為主，為雷電波開辟入地通道從而避免經(jīng)過設(shè)備

入地。

目前110kV線路基本架設(shè)在鐵塔上，為更好地進(jìn)行雷電波疏導(dǎo)保障鐵塔的抗雷擊能力，一般要求其接地電阻值控制在8～10Ω范圍內(nèi)，必須保證接地網(wǎng)的接地電阻值以及避雷線的懸掛高度符合相關(guān)規(guī)定的要求，還要對塔身進(jìn)行加固，保證桿塔具有較好的穩(wěn)定性。

2.2避雷針

110kV變電站一般通過裝設(shè)避雷針進(jìn)行戶外設(shè)備的防雷。根據(jù)相關(guān)規(guī)定以及從建設(shè)成本出發(fā)，避雷器一般安裝在110kV變電站鐵桿、照明塔以及屋頂?shù)壬稀Ｍ瑫r(shí)要求裝有避雷針的鐵桿支柱都應(yīng)該具備各自良好的接地裝置，接地裝置的溢流電阻不應(yīng)超過10Ω。對于變電站和終端桿之間的一檔線，一般可以采用裝設(shè)避雷線或者在終端桿裝設(shè)避雷針來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。如果采用安裝避雷針的方式，則要求避雷針接地裝置的溢流電阻不能超過5Ω，同時(shí)避雷針和終端桿的接地與變電站的接地回路不能連接在一起。

為有效避免避雷針向相鄰鐵桿或者設(shè)備發(fā)生雷電反擊，要求相關(guān)間隙距離必須滿足以下條件：

S≥0.3Ri+0.1h（1）

式中：Ri為接地沖擊電阻，h為變電站鐵桿或者設(shè)備高度。要求避雷針與鐵桿或者設(shè)備之間的空氣間隙距離S不小于5m。同時(shí)還需要關(guān)注避雷針和變電站接地裝置之間的間隙距離，因?yàn)槿绻麅烧呓拥匮b置之間的土壤擊穿也會發(fā)生雷電反擊，因此要求S'不應(yīng)小于3m。各間隙距離關(guān)系如圖1所示：

圖1

2.3氧化鋅避雷器的安裝

氧化鋅避雷器是目前比較先進(jìn)的防雷設(shè)備，其本質(zhì)上是一種過電壓保護(hù)電器，能夠?qū)τ邢薜倪^電壓（如雷電過電壓或操作過電壓）起到有效的限壓保護(hù)。同時(shí)因其保護(hù)動作只泄放雷電流，而雷電流泄放時(shí)間一般小于100μs，泄放完畢后能夠迅速恢復(fù)到再次動作的狀態(tài)，具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力，這對于多雷地區(qū)的防雷是一項(xiàng)很好的特性。但氧化鋅避雷器的保護(hù)范圍相對較小，利用該項(xiàng)特點(diǎn)并結(jié)合防雷優(yōu)點(diǎn)可以將氧化鋅避雷器安裝在站內(nèi)設(shè)備的低壓側(cè)，能夠較好地限制雷電波侵入的過電壓，增強(qiáng)變電站低壓設(shè)備的防雷擊能力。

2.4防浪涌保護(hù)器的安裝

為使雷電波的能量和峰值極大衰減，可以將防浪涌保護(hù)器安裝在電源入口處。經(jīng)過浪涌保護(hù)器后，雷電波剩余能量還可能會對一些設(shè)備造成影響，這時(shí)需要利用低通濾波器作進(jìn)一步地過濾處理，并通過安裝壓敏電阻（具有較好的非線性，能夠控制電壓降至安全范圍內(nèi)）吸收多余雷電波的能量。

2.5接地裝置

所有防雷措施的目的都是減低雷擊過電壓，避免出現(xiàn)電壓驟升對設(shè)備帶來的危害，而降低雷擊過電壓的途徑離不開雷電流順利導(dǎo)瀉，這與接地是分不開的，因此接地裝置的良好運(yùn)作對于整個(gè)防雷措施的效果十分重要，必須要保證站內(nèi)防雷接地的良好才可以最大限度地保證電氣設(shè)備和人身的安全。

2.6定期巡檢和維護(hù)

為了進(jìn)一步做好110kV變電站的防雷工作，還必須強(qiáng)化站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的巡視維護(hù)（特別是特殊天氣的巡視）工作，這是110kV變電站運(yùn)檢工作的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。著重加強(qiáng)各類觀測設(shè)備的清潔工作以及及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問題等，保證各類觀測設(shè)備運(yùn)行工況的良好。同時(shí)站內(nèi)運(yùn)檢人員還需加強(qiáng)對防雷設(shè)備以及接地裝置的巡檢，特別關(guān)注相關(guān)隱患的排查整治，從而保證110kV變電站內(nèi)防雷設(shè)施有效地工作。

3結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，電能已經(jīng)成為不可或缺的動力資源，社會各層面對電能的需求不斷地加大，對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高，要科學(xué)合理地使用和分配電力，才能提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性以及運(yùn)行效率，因此，本文結(jié)合日常運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并參照防雷研究成果，對雷擊的特點(diǎn)和危害進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的防雷措施，希望能為110kV變電站更好地開展防雷工作提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]闕照，任曉霞．110kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)[J]．電器制造，2013，（5）．

[2]高波．淺析110kV變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（29）．

[3]陳曉鵬．淺析110kV變電站的防雷保護(hù)策略[J]．科技與企業(yè)，2012，（10）．

[4]黃萍．110kV變電站防雷保護(hù)探析[J]．企業(yè)科技與發(fā)展，2012，（19）．

作者簡介：馬靜君（1967—），男，浙江寧波人，國網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司電力工程師，研究方向：變電運(yùn)行、

檢修。

endprint

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會各個(gè)層面生產(chǎn)生活對電力的依賴越來越明顯，因此電網(wǎng)安全可靠的提供電能對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。雷擊是危害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，110kV變電站是目前最廣泛也最重要電壓等級的變電站，其往往是作為周邊很大一片區(qū)域的電源點(diǎn)，110kV變電站一旦發(fā)生雷擊事故，很容易造成大面積的停電，給社會生產(chǎn)生活帶來影響。文章從雷擊對110kV變電站的影響分析入手，提出了110kV變電站的防雷措施。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；雷擊；防雷措施；避雷線；避雷針；避雷器

中圖分類號：TM411文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2014）21-0139-02

雷擊對整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的影響都比較大，其中最主要的是降低電氣設(shè)備的絕緣性。當(dāng)雷擊發(fā)生在110kV變電站時(shí)，會給變電站運(yùn)行的穩(wěn)定、安全和可靠帶來嚴(yán)重的影響。而變電站作為電力網(wǎng)絡(luò)的樞紐，其運(yùn)行的可靠和安全直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此必須保證變電站安全可靠的運(yùn)行，而做好變電站的防雷工作是重中之重。

1雷擊影響概述

不論110kV變電站電氣設(shè)備的絕緣性能有多好，一般只能保證設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)沒有問題，但是雷擊造成的高壓往往會使電氣設(shè)備絕緣降低甚至被擊穿，從而導(dǎo)致設(shè)備故障，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。要進(jìn)行有效的防雷，必須從雷擊的影響開始分析。

1.1雷擊的分類

1.1.1直擊雷。直擊雷指雷云與地面某個(gè)集中點(diǎn)之間發(fā)生直接劇烈放電的現(xiàn)象，其電壓峰值最高可以達(dá)到幾百萬伏特，電流峰值最高可以達(dá)到幾百千安，通常放電持續(xù)時(shí)間極短，因此其巨大的能量幾乎瞬間釋放，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電效應(yīng)、熱效應(yīng)或者機(jī)械應(yīng)力等，對建筑物、建筑物內(nèi)電子設(shè)備和人造成巨大危害，這是直擊雷破壞性強(qiáng)的主要原因。

1.1.2感應(yīng)雷。感應(yīng)雷分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷。靜電感應(yīng)雷是指當(dāng)雷云聚集后，地面上的物體由于靜電感應(yīng)作用集聚大量與雷云電荷極性相反的束縛電荷。當(dāng)雷云放電后其電荷雜散成自由電荷，地面上物體原本集聚的大量束縛電荷會產(chǎn)生出很高的感應(yīng)電壓，這種過電壓往往會造成設(shè)備等放電而引起電火花，從而對電力設(shè)備造成的危害。

電磁感應(yīng)雷是指發(fā)生雷電放電時(shí)，由于雷電流劇烈變化，使得雷電流通道附近就形成很強(qiáng)的感應(yīng)電磁場，對建筑物內(nèi)的各類電子設(shè)備造成電磁干擾甚至造成破壞，又或者使周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而引起構(gòu)件發(fā)熱甚至引發(fā)火災(zāi)。

1.2110kV變電站雷害成因分析

1.2.1沖擊電壓。依據(jù)以上分析可以得知雷電流具有高峰值的沖擊電壓，會擊穿電力設(shè)備的絕緣引起設(shè)備短路，從而造成設(shè)備損毀甚至發(fā)生火災(zāi)。

1.2.2熱效應(yīng)。由于雷電能量在極短時(shí)間釋放，其巨大的能量第一表現(xiàn)便是高熱效應(yīng)，能夠造成金屬部分的熔化或氣化，從而造成設(shè)備損毀甚至發(fā)生火災(zāi)。

1.2.3機(jī)械應(yīng)力。雷電能量的另一表現(xiàn)是雷電流的機(jī)械應(yīng)力，巨大的應(yīng)力可能會使設(shè)備遭受撕裂、扭曲等，進(jìn)而造成財(cái)產(chǎn)損失等。

1.2.4雷電波侵入。如果對雷電波沒有進(jìn)行有效的限制，雷電波入侵后會造成設(shè)備短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)或者爆炸。

1.2.5雷電反擊。雷電的反擊作用會降低設(shè)備的絕緣性能，造成絕緣擊穿時(shí)還會引起火災(zāi)和爆炸等。

2110kV變電站的防雷措施

2.1避雷線

經(jīng)過以上對雷擊的概述，可以得出防雷措施應(yīng)以疏導(dǎo)為主，為雷電波開辟入地通道從而避免經(jīng)過設(shè)備

入地。

目前110kV線路基本架設(shè)在鐵塔上，為更好地進(jìn)行雷電波疏導(dǎo)保障鐵塔的抗雷擊能力，一般要求其接地電阻值控制在8～10Ω范圍內(nèi)，必須保證接地網(wǎng)的接地電阻值以及避雷線的懸掛高度符合相關(guān)規(guī)定的要求，還要對塔身進(jìn)行加固，保證桿塔具有較好的穩(wěn)定性。

2.2避雷針

110kV變電站一般通過裝設(shè)避雷針進(jìn)行戶外設(shè)備的防雷。根據(jù)相關(guān)規(guī)定以及從建設(shè)成本出發(fā)，避雷器一般安裝在110kV變電站鐵桿、照明塔以及屋頂?shù)壬?。同時(shí)要求裝有避雷針的鐵桿支柱都應(yīng)該具備各自良好的接地裝置，接地裝置的溢流電阻不應(yīng)超過10Ω。對于變電站和終端桿之間的一檔線，一般可以采用裝設(shè)避雷線或者在終端桿裝設(shè)避雷針來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。如果采用安裝避雷針的方式，則要求避雷針接地裝置的溢流電阻不能超過5Ω，同時(shí)避雷針和終端桿的接地與變電站的接地回路不能連接在一起。

為有效避免避雷針向相鄰鐵桿或者設(shè)備發(fā)生雷電反擊，要求相關(guān)間隙距離必須滿足以下條件：

S≥0.3Ri+0.1h（1）

式中：Ri為接地沖擊電阻，h為變電站鐵桿或者設(shè)備高度。要求避雷針與鐵桿或者設(shè)備之間的空氣間隙距離S不小于5m。同時(shí)還需要關(guān)注避雷針和變電站接地裝置之間的間隙距離，因?yàn)槿绻麅烧呓拥匮b置之間的土壤擊穿也會發(fā)生雷電反擊，因此要求S'不應(yīng)小于3m。各間隙距離關(guān)系如圖1所示：

圖1

2.3氧化鋅避雷器的安裝

氧化鋅避雷器是目前比較先進(jìn)的防雷設(shè)備，其本質(zhì)上是一種過電壓保護(hù)電器，能夠?qū)τ邢薜倪^電壓（如雷電過電壓或操作過電壓）起到有效的限壓保護(hù)。同時(shí)因其保護(hù)動作只泄放雷電流，而雷電流泄放時(shí)間一般小于100μs，泄放完畢后能夠迅速恢復(fù)到再次動作的狀態(tài)，具有連續(xù)雷電沖擊保護(hù)能力，這對于多雷地區(qū)的防雷是一項(xiàng)很好的特性。但氧化鋅避雷器的保護(hù)范圍相對較小，利用該項(xiàng)特點(diǎn)并結(jié)合防雷優(yōu)點(diǎn)可以將氧化鋅避雷器安裝在站內(nèi)設(shè)備的低壓側(cè)，能夠較好地限制雷電波侵入的過電壓，增強(qiáng)變電站低壓設(shè)備的防雷擊能力。

2.4防浪涌保護(hù)器的安裝

為使雷電波的能量和峰值極大衰減，可以將防浪涌保護(hù)器安裝在電源入口處。經(jīng)過浪涌保護(hù)器后，雷電波剩余能量還可能會對一些設(shè)備造成影響，這時(shí)需要利用低通濾波器作進(jìn)一步地過濾處理，并通過安裝壓敏電阻（具有較好的非線性，能夠控制電壓降至安全范圍內(nèi)）吸收多余雷電波的能量。

2.5接地裝置

所有防雷措施的目的都是減低雷擊過電壓，避免出現(xiàn)電壓驟升對設(shè)備帶來的危害，而降低雷擊過電壓的途徑離不開雷電流順利導(dǎo)瀉，這與接地是分不開的，因此接地裝置的良好運(yùn)作對于整個(gè)防雷措施的效果十分重要，必須要保證站內(nèi)防雷接地的良好才可以最大限度地保證電氣設(shè)備和人身的安全。

2.6定期巡檢和維護(hù)

為了進(jìn)一步做好110kV變電站的防雷工作，還必須強(qiáng)化站內(nèi)相關(guān)設(shè)備的巡視維護(hù)（特別是特殊天氣的巡視）工作，這是110kV變電站運(yùn)檢工作的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。著重加強(qiáng)各類觀測設(shè)備的清潔工作以及及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問題等，保證各類觀測設(shè)備運(yùn)行工況的良好。同時(shí)站內(nèi)運(yùn)檢人員還需加強(qiáng)對防雷設(shè)備以及接地裝置的巡檢，特別關(guān)注相關(guān)隱患的排查整治，從而保證110kV變電站內(nèi)防雷設(shè)施有效地工作。

3結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，電能已經(jīng)成為不可或缺的動力資源，社會各層面對電能的需求不斷地加大，對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高，要科學(xué)合理地使用和分配電力，才能提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性以及運(yùn)行效率，因此，本文結(jié)合日常運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并參照防雷研究成果，對雷擊的特點(diǎn)和危害進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的防雷措施，希望能為110kV變電站更好地開展防雷工作提供經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]闕照，任曉霞．110kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)[J]．電器制造，2013，（5）．

[2]高波．淺析110kV變電站二次系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（29）．

[3]陳曉鵬．淺析110kV變電站的防雷保護(hù)策略[J]．科技與企業(yè)，2012，（10）．

[4]黃萍．110kV變電站防雷保護(hù)探析[J]．企業(yè)科技與發(fā)展，2012，（19）．

作者簡介：馬靜君（1967—），男，浙江寧波人，國網(wǎng)浙江蘭溪市供電公司電力工程師，研究方向：變電運(yùn)行、

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