變電站的防雷檢測(cè)方法探討

陳啟堅(jiān)+譚成坤+陳相如

摘 要：隨著國(guó)家行政審批改革的提速，行政審批中介服務(wù)大幅精簡(jiǎn)，防雷審批中介服務(wù)事項(xiàng)也面臨調(diào)整，防雷科技服務(wù)項(xiàng)目急需開拓和提升。通過開展變電站大地網(wǎng)場(chǎng)所防雷檢測(cè)服務(wù)，總結(jié)出一套針對(duì)高壓大型地網(wǎng)這一類場(chǎng)所的安全、實(shí)用、可行的檢測(cè)方法，為探索開展新的防雷科技服務(wù)項(xiàng)目作有益的嘗試。

關(guān)鍵詞：變電站；防雷檢測(cè)；接地阻抗；電氣完整性

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.103

隨著國(guó)家行政審批改革的提速，行政審批中介服務(wù)大幅精簡(jiǎn)。大部分行政許可事項(xiàng)需要取消，中介服務(wù)事項(xiàng)也需作相應(yīng)的調(diào)整?，F(xiàn)在防雷科技服務(wù)在定期檢測(cè)方面還主要集中在一般建筑物、易燃易爆和?；穲?chǎng)所的防雷設(shè)施檢測(cè)。隨著職能的轉(zhuǎn)變和檢測(cè)資質(zhì)的放開，探索開展一些新的防雷科技服務(wù)，對(duì)滿足社會(huì)的需求，拓展防雷科技服務(wù)領(lǐng)域大有好處。開展變電站地網(wǎng)防雷設(shè)施檢測(cè)是我們嘗試開展的一項(xiàng)新檢測(cè)業(yè)務(wù)，它與易燃易爆場(chǎng)所、一般建筑物定期檢測(cè)的要求有較大的區(qū)別。一般變電站的電壓等級(jí)比較高，地電流工頻干擾大，110 kV及以上電壓等級(jí)變電站的接地裝置或者等效面積在5 000 m2以上的接地裝置都屬于大型接地裝置。

1 檢測(cè)指導(dǎo)思想與原則

現(xiàn)代防雷要求的是綜合防雷，包括了直擊雷、雷電感應(yīng)、雷電波侵入防護(hù)3大部分。一套完善的防雷設(shè)施，為了達(dá)到其對(duì)不同雷害的防護(hù)目的，必須采取接閃、分流、屏蔽、均壓、接地等技術(shù)措施。因此，變電站防雷裝置應(yīng)包括接閃器、引下線、接地裝置、屏蔽、等電位連接、合理布線、浪涌保護(hù)等技術(shù)環(huán)節(jié)。以DL/T 475—2006《接地裝置特性參數(shù)測(cè)量導(dǎo)則》為測(cè)試的主要指導(dǎo)思想，采用異頻法對(duì)大型接地裝置進(jìn)行接地阻抗、接觸電壓、跨步電壓及地表電位梯度等各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量，可以全面評(píng)估和判斷一個(gè)地網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)狀況。

2 檢測(cè)技術(shù)路線

2.1 外部防雷裝置的檢測(cè)

外部防雷裝置分為接閃器、引下線和接地裝置。接地裝置主要檢測(cè)接地相關(guān)設(shè)備的特性參數(shù)，包括接地裝置的接地阻抗、電氣完整性、場(chǎng)區(qū)地表電位梯度、接觸電位差、跨步電位差、轉(zhuǎn)移電位等參數(shù)或指標(biāo)。這是一項(xiàng)重要的檢測(cè)內(nèi)容。

2.2 內(nèi)部防雷裝置的檢測(cè)

內(nèi)部防雷裝置檢測(cè)包括以下內(nèi)容：①等電位檢測(cè)；②檢測(cè)屏蔽作用，包括站內(nèi)的電氣設(shè)施、通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等；③檢測(cè)設(shè)備接地；④檢測(cè)合理布線；⑤檢測(cè)低壓電源線路和信號(hào)線路SPD；⑥檢測(cè)安全隔離距離。從檢測(cè)結(jié)果分析判斷內(nèi)部防雷裝置是否完善，現(xiàn)有防雷裝置是否達(dá)到國(guó)家相關(guān)防雷規(guī)范要求。

3 重點(diǎn)檢測(cè)項(xiàng)目及方法

檢測(cè)項(xiàng)目有接地阻抗、電氣完整性、接觸電壓和跨步電壓。

3.1 接地阻抗測(cè)量

接地阻抗的測(cè)量?jī)x器采用DF9000型接地裝置特性參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)試回路布置方法有夾角法、直線法和電位降法3種，最常用的是夾角法和直線法。夾角法在地極和布線方面受到的干擾比較小，方法簡(jiǎn)單，因此有條件的盡量采用夾角法布置地極。但采取哪種方法要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察及相關(guān)工作人員收集到的信息而定。

3.2 電氣完整性（導(dǎo)通電阻）測(cè)量

使用導(dǎo)通儀測(cè)量導(dǎo)通電阻。測(cè)量接線如圖1，首先選定一個(gè)與主地網(wǎng)連接良好的設(shè)備的接地引下線為參考點(diǎn)，再測(cè)試周圍電氣設(shè)備接地引下線與參考點(diǎn)之間的直流電阻。工頻干擾大的場(chǎng)所應(yīng)使用輸出測(cè)試電流大的導(dǎo)通測(cè)試儀。經(jīng)實(shí)踐測(cè)試，電流小的等電位測(cè)試儀測(cè)不出數(shù)值，使用3～10 A電流量程測(cè)試不受干擾，可準(zhǔn)確測(cè)出數(shù)值。

電氣完整性測(cè)試范圍：低壓設(shè)備，包括構(gòu)架、分線箱、匯控箱、電源箱與主地網(wǎng)之間；主控室及內(nèi)部各接地干線，場(chǎng)區(qū)內(nèi)的通訊及內(nèi)部各接地干線，天面避雷帶、短針及各金屬物與主地網(wǎng)之間的直流電阻。

測(cè)試結(jié)果判斷：測(cè)試值小于50 mΩ為狀態(tài)良好。當(dāng)測(cè)試值在50 mΩ以上時(shí)，應(yīng)反復(fù)測(cè)試驗(yàn)證；測(cè)試值在50～200 mΩ之間時(shí)，設(shè)備導(dǎo)通性能欠佳；測(cè)試值在1 Ω以上時(shí)，設(shè)備與主地網(wǎng)不通。

3.3 接觸電壓測(cè)量和跨步電壓測(cè)量

3.3.1 接觸電壓測(cè)量

在變電站中測(cè)量可能有接地短路電流流過的電力設(shè)備外殼或構(gòu)架上的接觸電壓。將電流注入點(diǎn)引至待測(cè)設(shè)備外殼或構(gòu)架上，高內(nèi)阻電壓表V1的一端接至地面上離設(shè)備外殼或構(gòu)架水平距離1.0 m的測(cè)量極上，電壓測(cè)量極采用Φ22圓鋼打入地下0.5 m，并保證鋼釬緊密插入土壤（水泥地面用金屬圓盤包裹濕毛巾），電壓表的另一端接至設(shè)備外殼或構(gòu)架離地面1.8 m處。加測(cè)量電流I，讀取電壓表指示值可測(cè)出通過主地網(wǎng)電流I對(duì)應(yīng)的接觸電壓UT.

3.3.2 跨步電壓測(cè)量

對(duì)變電站門口等工作人員經(jīng)常活動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行跨步電壓測(cè)量，試驗(yàn)原理如圖2所示。電流注入點(diǎn)取接地短路電流可能流入接地網(wǎng)的地方，將2根Φ20圓鋼電壓測(cè)量極按1.0 m間距打入地下0.5 m，并保證鋼釬緊密插入土壤，高內(nèi)阻電壓表的兩端分別接至2根測(cè)量極上。加測(cè)量電流I，讀取電壓表指示值可測(cè)量出通過主地網(wǎng)電流I對(duì)應(yīng)的跨步電壓US.如果在水泥地面上測(cè)量，需在測(cè)量點(diǎn)放置2塊銅盤包裹濕抹布、半徑約為10 cm的圓盤電極，并在每塊圓盤上加不輕于40 kg的質(zhì)量。

跨步電壓與通過地網(wǎng)流入土壤中的電流值成正比。實(shí)測(cè)的跨步電壓尚需按接地網(wǎng)流入地中的最大短路電流Imax（一般情況下220 kV場(chǎng)地取29.40 kA）換算，跨步電壓的最大值為：USmax=US×Imax/I.

測(cè)試結(jié)果判斷：接觸電壓和跨步電壓安全界定值參見DL/T 621—1997.當(dāng)該接地裝置所在的變電所的有效接地系統(tǒng)的最大單相接地短路電流Imax不超過35 kA時(shí)，一個(gè)設(shè)備的接觸電位差不宜明顯大于其他設(shè)備，一般不宜超過85 V。一個(gè)場(chǎng)所的跨步電位差不宜明顯大于地網(wǎng)內(nèi)其他位置，一般不超過80 V（取該變電站最大設(shè)計(jì)值折算）。

4 結(jié)束語

在本文的重點(diǎn)測(cè)量項(xiàng)目中，交流接地電阻、接觸電動(dòng)勢(shì)、跨步電壓測(cè)試是《電力建設(shè)工程預(yù)算定額》（第六冊(cè)《調(diào)試工程》）中要求測(cè)試的項(xiàng)目，是變電站等高壓場(chǎng)必須測(cè)試的項(xiàng)目，有別于一般場(chǎng)所的防雷檢測(cè)。整個(gè)場(chǎng)所所有項(xiàng)目檢測(cè)完成后，要對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析并形成報(bào)告。變電站等特殊場(chǎng)所的檢測(cè)報(bào)告書版本沒有固定的版本和格式，很多問題還需要繼續(xù)探討和完善。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：陳啟堅(jiān)（1968—），男，工程師，主要從事氣象防雷減災(zāi)工作。

〔編輯：劉曉芳〕