110kV變電站的防雷接地設(shè)計(jì)探討

邢建浩 任啟金等

摘 要：110kV變電站的防雷接地系統(tǒng)，主要就是為了確保電力設(shè)備可以正常、安全的運(yùn)營(yíng)，同時(shí)在保護(hù)人身安全方面也有著非常重要的作用。但是近年來(lái)，由于很多地方的110kV變電站的防雷接地裝置使用了較長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)致這些裝置里面的相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)了超期服役、本體性能差、老化以及后期維護(hù)脫節(jié)等問(wèn)題，再加上有很多地區(qū)110kV變電站的防雷接地系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，出現(xiàn)構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理、整體設(shè)計(jì)不完善以及施工設(shè)計(jì)較差等問(wèn)題，導(dǎo)致電網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中，出現(xiàn)了潛在的威脅因素，因此需要工作人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要對(duì)其加強(qiáng)重視。接下來(lái)文章將對(duì)110kV變電站的防雷接地設(shè)計(jì)展開(kāi)進(jìn)一步的探討。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；防雷接地；設(shè)計(jì)

我國(guó)有很多的沿海城市以及南方地區(qū)，因?yàn)闅夂虻木壒剩３?huì)出現(xiàn)很多的雷暴天氣，也因此在這些地區(qū)的變電站中出現(xiàn)雷擊的概率非常大，這嚴(yán)重的威脅了周?chē)藗兊娜松戆踩?，同時(shí)也會(huì)給變電站內(nèi)部裝置中的設(shè)備帶來(lái)較大的損傷，所以，在變電站中安裝防雷接地系統(tǒng)是非常有必要的。其中對(duì)于110kV變電站的防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)的工作人員根據(jù)110kV變電站的實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是根據(jù)其本身存在的特點(diǎn)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，例如，110kV變電站的危機(jī)裝置比較多，它所占據(jù)的面積比較小等等。

1 防雷設(shè)計(jì)

1.1 選擇與校驗(yàn)避雷設(shè)備

一把情況下在發(fā)生雷電的時(shí)候，如果擊中了110kV變電站，那么就一定會(huì)對(duì)110kV變電站的建筑物以及相應(yīng)的電氣設(shè)備帶來(lái)不同程度的危害，因此，在110kV變電站中應(yīng)當(dāng)選擇與校驗(yàn)好合適的防雷設(shè)備，其實(shí)也就是在110kV變電站設(shè)計(jì)的過(guò)程中，選擇合適的防雷、避雷器，以用來(lái)確保其他相關(guān)設(shè)備能夠順利、安全的工作。

在選擇與校驗(yàn)避雷設(shè)備的時(shí)候，首先就是根據(jù)110kV變電站的實(shí)際情況，先考慮被保護(hù)設(shè)備的使用方法以及絕緣情況，對(duì)避雷、防雷的設(shè)備形式進(jìn)行選擇。一般是在10kV或者是在它之下的配電系統(tǒng)會(huì)直接選擇普通閥型FS；而一般在3kV以上一直到220kV的發(fā)電廠或者是變電站，大多數(shù)會(huì)選用的配電裝置是普通閥型Fz；在220kV或者是在它之下的則要適當(dāng)?shù)南拗齐妷海x用的配電裝置為FCZ型。此外還應(yīng)注意110kV變電站中所使用的避雷設(shè)備，它的額定電壓需要與系統(tǒng)設(shè)定的額定電壓相同。

1.2 避雷針

工作人員在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)以及防雷措施的時(shí)候，一定要嚴(yán)格的按照本地區(qū)雷電的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)當(dāng)?shù)匾郧袄妆┣闆r的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)的分析，例如，某地靠近沿海地區(qū)，根據(jù)以往資料中的記錄內(nèi)容來(lái)看，這個(gè)地區(qū)的雷暴情況一般是每年中會(huì)有四十天的雷暴天氣，是一種中等強(qiáng)度的雷電活動(dòng)地區(qū)。然后工作人員對(duì)其的平面設(shè)置進(jìn)行了調(diào)查，既110kV變電站的長(zhǎng)為66m，寬為63m，該110kV變電站的系統(tǒng)桿塔以及門(mén)架構(gòu)的高度為10m，因此我們將高度定為11m，而35kV的系統(tǒng)桿塔以及門(mén)架構(gòu)的高度為7m，這個(gè)變電站初步選用30m高的避雷針，使用3支來(lái)保護(hù)該變電站的主變、架構(gòu)、通訊室以及控制等等。工作人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候是按照高度為十一米與七米進(jìn)行計(jì)算的，目的就是更加準(zhǔn)確的計(jì)算出避雷針可以保護(hù)的具體范圍。下面我們來(lái)介紹一下避雷針的保護(hù)范圍是如何進(jìn)行計(jì)算的？首先要確定好避雷針的數(shù)量，還有每支避雷針的高度。其次就是對(duì)一支避雷針保護(hù)的范圍進(jìn)行計(jì)算。一支避雷針能夠保護(hù)的范圍是：當(dāng)被保護(hù)物的高度大于或者等于避雷針的實(shí)際高度除以二的結(jié)果時(shí)，可以用避雷針的高度直接減去被保護(hù)物的高度，再乘上高度影響系數(shù)。高度影響系數(shù)就是在避雷針小于等于30m時(shí)，它的值為1；如果說(shuō)被保護(hù)物的實(shí)際高度小于避雷針除以二的結(jié)果，那么它的范圍則是1.5乘上避雷針的高度計(jì)算出結(jié)果，二乘以被保護(hù)物的實(shí)際高度計(jì)算出結(jié)果，讓上面的兩個(gè)結(jié)果相減之后再乘上高度影響系數(shù)，就是最終的保護(hù)范圍。

根據(jù)上面的計(jì)算方法，我們最終能可以通過(guò)計(jì)算結(jié)果看出，使用三支30m的等高避雷針可以讓該變電站全部都在保護(hù)的范圍內(nèi)[3]。

2 接地設(shè)計(jì)

2.1 接地保護(hù)在設(shè)計(jì)時(shí)的基本要求

（1）接地保護(hù)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先考慮的就是要保護(hù)人們身體的安全，也就是說(shuō)在所有的電氣設(shè)備里面，都必須要設(shè)計(jì)相應(yīng)的接地裝置，除此之外還需要把電氣設(shè)備的外殼也要進(jìn)行接地。（2）在面對(duì)多種不同的電氣設(shè)備時(shí)，不管是用途不同還是電壓不同，都應(yīng)當(dāng)將其綜合起來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)總的接地裝置。（3）如果說(shuō)接地裝置在進(jìn)行接地的時(shí)候出現(xiàn)了困難，工作人員可以用絕緣臺(tái)來(lái)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，但是需要注意的是，此時(shí)人們只可以站在臺(tái)上才能夠觸及到存在危險(xiǎn)沒(méi)有接地的那一部分。（4）電氣設(shè)備在使用人工接地的時(shí)候，要盡可能地把在電氣設(shè)備全部所在地點(diǎn)旁邊的對(duì)地電壓進(jìn)行均勻的分配。大接地短路電流電氣設(shè)備一定要裝設(shè)環(huán)形接地體，并加裝均壓帶。除上述講的那些以外，工作人員在設(shè)計(jì)接地裝置的時(shí)候，還有一點(diǎn)需要特別注意，那就是工作人員一定要考慮到一年當(dāng)中都可以確保接地電阻自身的要求值。

2.2 布置相應(yīng)的接地網(wǎng)

布置相應(yīng)接地電網(wǎng)的時(shí)候，工作人員需要根據(jù)本地區(qū)的環(huán)境狀況以及自然條件，對(duì)土壤的電阻進(jìn)行測(cè)試調(diào)查，因?yàn)橐话闱闆r下電位分布會(huì)發(fā)生衰減，但是衰減的速度卻很慢，所以工作人員可以使用帶棒的接地裝置。如果在土壤當(dāng)中含有較大的腐蝕性，可以在較大面積內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)體鍍鋅[2]。

3 防雷措施

3.1 避雷針的安裝

按照相關(guān)規(guī)定的要求，一般電壓在110kV或者是在110kV以上的變電站，在進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)將避雷針安裝在配電裝置的架構(gòu)上面，而避雷針使用的保護(hù)線路則是直接連接在將配電裝置使用的門(mén)架結(jié)構(gòu)上[4]。

3.2 照明燈塔

如果工作人員所在地區(qū)110kV變電站上會(huì)使用到照明燈塔，那么也需要在燈塔的結(jié)構(gòu)裝置上面安裝避雷針，這樣既可以確保燈塔能夠正常的使用，也可以避免它受到雷暴的直接攻擊。

3.3 直擊雷

變電站的配電裝置在對(duì)直擊雷進(jìn)行防雷的過(guò)程中，也需要對(duì)其安裝的防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果在變電站的頂部為金屬或者是有金屬類(lèi)的裝置時(shí)，工作人員需要把金屬的部分進(jìn)行接地；如果說(shuō)變電站的頂部是用鋼筋混凝土搭建的，應(yīng)該把它焊接為網(wǎng)狀進(jìn)行接地，可以在相隔八米到十米，或者是十米到二十米的地方安裝上引線進(jìn)行接地[1]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述文章內(nèi)容，從中可以看出，對(duì)110kV變電站進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)是非常重要的，也是整個(gè)110kV變電站在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，最重的內(nèi)容之一。所以工作人員需要重視110kV變電站的防雷接地設(shè)計(jì)。這不僅是對(duì)整個(gè)變電站的正常運(yùn)行有意義，對(duì)于人們的身體安全也有著是非重要的意義。文章通過(guò)對(duì)110kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)的分析，發(fā)現(xiàn)工作人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要嚴(yán)格按照當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，進(jìn)行仔細(xì)的分析之后再做出合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)，也只有這樣才能確保在雷暴天氣發(fā)生的時(shí)候，防雷接地系統(tǒng)能夠發(fā)揮出最好的作用，進(jìn)而保護(hù)整個(gè)110kV變電站的安全。

參考文獻(xiàn)

[1]闕照，任曉霞.110kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)[J].電氣制造，2013，5：40-41+50.

[2]郭火慶，邱水平.110kV變電站防雷接地常見(jiàn)問(wèn)題和對(duì)策[C].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì).

[3]全國(guó)電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式與接地技術(shù)研討會(huì)論文集[C].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)，2012：2.

[4]李作洪.太古匯110kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)及施工技術(shù)[J].廣東土木與建筑，2012，10：19-21.

[5]郭少玲.梧桐變電站110kV接地設(shè)計(jì)探討[J].科技促進(jìn)發(fā)展，2012，S1：101-103.