220kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)與施工分析

王東　徐明　張杰　鄭春輝　于占龍

(國(guó)華(通遼)風(fēng)電有限公司,內(nèi)蒙古通遼　028000)

220kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)與施工分析

王東徐明張杰鄭春輝于占龍

(國(guó)華(通遼)風(fēng)電有限公司,內(nèi)蒙古通遼028000)

隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,為了滿足人們的生活和生產(chǎn)用電,電力工程逐漸增加但是很多地區(qū)的地理環(huán)境惡劣、地形非常復(fù)雜因此對(duì)于變電站的建造施工產(chǎn)生巨大的影響,本文就對(duì)220kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行詳細(xì)的分析,通過(guò)利用新材料和新技術(shù)解決導(dǎo)致施工困難的問題。

220kV變電站防雷設(shè)計(jì)施工措施

電力工程的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，電線架設(shè)的路徑逐漸被壓縮，也導(dǎo)致接地防雷的設(shè)計(jì)難度也逐漸增加，變電站的接地設(shè)計(jì)根據(jù)其具體的作用分類為保護(hù)接地、工作接地和防雷接地等，保護(hù)接地主要是防止電線的絕緣體損壞，避免其對(duì)人類動(dòng)物等造成傷害等，工作接地目的就是幫助電力在傳輸過(guò)程中更加的穩(wěn)定安全，防雷接地的主要目的就是防止雷電天氣避免雷電對(duì)電線、設(shè)備的損害等。在所有的接地設(shè)計(jì)中防雷接地是最為重要的，保證電力設(shè)備等不會(huì)受到雷而損壞，影響正常的生活和生產(chǎn)。

1　變電站接地設(shè)計(jì)

1.1接地網(wǎng)間距的設(shè)置

接地網(wǎng)間距通常的距離為5m、7m或者10m的等間距設(shè)計(jì)方式，由于受到端部效應(yīng)和臨近效應(yīng)的影響，中心處的電流的泄露量相對(duì)較多，因此中心部位的電勢(shì)也會(huì)比邊網(wǎng)孔的電勢(shì)更高，如果地網(wǎng)的面積逐漸增大，那么電勢(shì)的差值也會(huì)隨之變大，如果接地網(wǎng)間距沒有等間距設(shè)計(jì)，那么中部導(dǎo)體泄露的電流密度分布增大，中部導(dǎo)體的利用率也會(huì)提升。

1.2地網(wǎng)中垂直接地極布置

由于會(huì)受到水平接地極的屏蔽影響，地網(wǎng)接地中的垂直接地不會(huì)對(duì)其電阻產(chǎn)生較大的影響，但是部分設(shè)備的散流效果會(huì)在垂直接地的設(shè)計(jì)下逐漸加強(qiáng)，因此增設(shè)垂直接地極可以起到消除變壓器中性點(diǎn)、弧線圈中性點(diǎn)、避雷器和構(gòu)架避雷針，與此同時(shí)還可以在地網(wǎng)的周圍一圈增設(shè)垂直接地極，從而改善散流效果，減小接地電阻。

1.3接地極的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

在進(jìn)行對(duì)接地極熱穩(wěn)定性校驗(yàn)時(shí)一般采用短路電流的穩(wěn)定值來(lái)操作，在主干線路中短路電流會(huì)直接向左右兩側(cè)分流，主干線在采購(gòu)時(shí)應(yīng)盡量減少考慮金屬規(guī)格的，主要是因?yàn)橹鞲删€非常容易遭到腐蝕，主干線的截面積計(jì)算公式如下所示:

上式中Sjd指的是最小的接地線截面積，單位用mm2表示;Iid指的是流過(guò)接地線的短路電流穩(wěn)定值，其單位中A表示;td指的是繼電保護(hù)器實(shí)施保護(hù)的時(shí)間，一般的在計(jì)算時(shí)220kV一般保護(hù)時(shí)間為1s; C表示接地線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，系數(shù)會(huì)根據(jù)材料的不同而有所區(qū)別。

1.4接地引下線設(shè)計(jì)

在接地引下線的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)變壓器的中性點(diǎn)和和中和各個(gè)干線和之地網(wǎng)之間的相互連接，設(shè)計(jì)時(shí)一定要保證其符合熱穩(wěn)定校核的要求。在變電站中比較重要的設(shè)備均需要使用2根接地引下線，但是其接線點(diǎn)不能和主接地網(wǎng)相同。

2　接地施工

(1)在施工過(guò)程中肯定有很多橫向和縱向的接地體，可以通過(guò)使用熱焊接的方式將各種金屬規(guī)格的接地體焊接在一起，這樣能夠提升接地體的使用壽命，研究表明如果將純度為97%的銅金屬連接器相互連接，那么其使用壽命會(huì)更長(zhǎng);(2)變電站的主接地網(wǎng)建設(shè)完成之后再對(duì)其接地電阻進(jìn)行測(cè)量，接地電阻會(huì)受到季節(jié)和溫度的變化而有所浮動(dòng)，但是全年監(jiān)測(cè)中必須保證其電阻值在0.5Ω以內(nèi)。如果檢測(cè)的電阻值較高，那么可以通過(guò)增加地網(wǎng)的面積、深埋接地體等方式來(lái)起到降低電阻的效果。(3)在變電站室外還應(yīng)該進(jìn)行鋪設(shè)接地網(wǎng)，深度為距地面0.8m，穿道的長(zhǎng)度約1m左右。等鋪設(shè)好接地網(wǎng)絡(luò)之后在使用接地線將室內(nèi)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行接地連接，一般的接地引上先都會(huì)鋪設(shè)在建筑結(jié)構(gòu)的墻體內(nèi)，同時(shí)在變電站的建筑左右兩側(cè)均要裝設(shè)一個(gè)接地電阻的檢測(cè)點(diǎn)，以供隨時(shí)了解電阻情況。(4)對(duì)于配電綜合樓以及電纜溝等的接地網(wǎng)施工，應(yīng)該在電纜溝或者配電綜合樓地下約1m左右進(jìn)行埋設(shè)，埋設(shè)時(shí)盡量選擇使用新鮮土質(zhì)。(5)在變電站附近很容易差生較大的電勢(shì)，從而影響人們的生命安全，因此在在進(jìn)入變電站的公路打造成瀝青結(jié)合混凝土的地面，四周的圍欄盡量選擇木質(zhì)或者其它不會(huì)導(dǎo)電的材質(zhì)，對(duì)于已經(jīng)投入使用的變電站中金屬材質(zhì)的圍欄應(yīng)該做好接地的措施。(6)在變電站內(nèi)所裝設(shè)的各種避雷設(shè)備，其電壓線在接地的過(guò)程中盡量采用“就近原則”，對(duì)于室外的避雷涉筆在接地是盡量使用垂直接地體。(7)在室外的接地線中務(wù)必使用穿墻套管將其包裹，同時(shí)對(duì)于每組接地線均要引至主干線上，其目的就是保護(hù)工作人員和設(shè)備的安全。(8)對(duì)土壤電阻大地區(qū)降阻處理，一般有三種方法，其一是從土壤電阻率低的地區(qū)引入接地極，其二是深埋接地極，該種方法非常適用于地下有金屬礦體、水位較高或者凍土的地區(qū);其三是使用降阻劑來(lái)置換具有高電阻的土壤。

3　設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)

3.1線路避雷器的應(yīng)用

在配電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的過(guò)程中造成線路損壞甚至自動(dòng)跳閘的主要原因線路遭受雷擊，因此在遇到線路故障時(shí)應(yīng)該立即進(jìn)行就地消納措施，通過(guò)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)將雷擊的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，然后在220kV的雷區(qū)應(yīng)該進(jìn)行線路的防雷措施，比如增設(shè)避雷器或者引雷針等設(shè)備，阻止雷電電流損傷變電站的其它設(shè)備。

3.2配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中斷開斷路器設(shè)計(jì)

在雷擊遭受線路損傷的情況下，斷路器端口也很容易受到過(guò)電壓的損傷，因此可以在線路兩側(cè)部位增設(shè)避雷器。通過(guò)安裝避雷器等設(shè)施能夠降低雷擊的幾率，但是線路的感應(yīng)雷電流仍然會(huì)導(dǎo)致斷路器發(fā)生斷開的情況，因此斷路器的安全仍然無(wú)法得到保障。已經(jīng)投入使用的變電站應(yīng)該根據(jù)運(yùn)行的情況適當(dāng)?shù)脑黾颖芾灼鞯陌惭b，對(duì)于在新建的220kV變電站中特別是那些山區(qū)容易遭受雷擊的區(qū)域，應(yīng)該設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮使用線路避雷器。

4　結(jié)語(yǔ)

在變電站設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中一定要考慮影響配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全和穩(wěn)定的各個(gè)因素，在所有的因素中，雷電是危害最大，影響最為嚴(yán)重的因素之一，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要加強(qiáng)對(duì)防雷的設(shè)計(jì)和施工要求，通過(guò)科學(xué)合理的防雷接地設(shè)計(jì)能夠使電力企業(yè)在投入資金一定的情況下盡可能的提升防雷的效果，在施工的過(guò)程中一定要采取相應(yīng)的措施，比如增設(shè)避雷器等，減少雷電對(duì)于變電站的影響。再投入使用之后應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)防雷設(shè)施的維修和養(yǎng)護(hù)，促使電力運(yùn)行的安全可靠。

[1]張九峰,冀紅敏,陳如意.巖石地區(qū)220kv變電站接地系統(tǒng)施工方法[J].科技與企業(yè),2012(18).

[2]計(jì)偉,張國(guó)曉.220kV變電站防雷接地設(shè)計(jì)與施工分析[J].機(jī)電信息,2013(18).