淺談廣播電視臺站變電所的防雷保護措施

劉林

摘 要：電力系統(tǒng)是一項復雜程度極高的系統(tǒng)，其包含多項設備及環(huán)節(jié)。其中變電所是電力系統(tǒng)中非常重要的組成部分之一。廣播電視系統(tǒng)中的變電所作為供電企業(yè)與廣播電視臺站間的有效連接平臺，其功能在于對線路電壓和電流進行變換、分配，從而為廣播電視節(jié)目制作、播出、傳輸、發(fā)射提供可靠的電能。然而，變電所作為廣播電視系統(tǒng)的重要組成部分，其管理也是一項復雜工程，尤其是高山臺站雷擊導致的故障常常發(fā)生，一旦發(fā)生故障將對安全優(yōu)質播出產(chǎn)生非常大的影響。因此，加強變電所防雷擊非常重要，作為廣播電視臺站更是要加強對變電所防雷保護措施的研究與應用，保障變電所安全、穩(wěn)定運行。

關鍵詞：廣播電視臺站；變電所；防雷；保護

1變電所發(fā)生雷擊的原因分析

在正常運行狀態(tài)下，受電網(wǎng)額定電壓制約，變電所電氣設備是處于良好的絕緣狀態(tài)。而一旦雷擊發(fā)生，變電所設備所承受的電壓遠超其承受范圍，從而導致設備損壞，影響正常供電。通常，對于雷擊導致的變電所故障分為兩類：一類是對于變電所設備直接造成的雷擊；二是架空線路的雷擊感應過電壓和直擊雷過電壓造成的雷電波沿著輸電線路流入變電所。

1.1直擊雷過電壓

當變電所的設備遭到雷電的直接攻擊時，會產(chǎn)生較大的雷電流，這些電流會造成相關設備的電壓突然增高，產(chǎn)生過電壓問題，從而造成機械效應和熱效應，影響設備的正常工作。

1.2感應過電壓

如果帶有雷電的烏云位于架空導線上方，架空導線會受到靜電感應作用，累積大量的異性電荷。當雷云向大地放電時，線路電荷被釋放成自由電荷，并向線路的兩端流動，容易造成較高的過電壓，影響電力網(wǎng)絡運行。

由此可見，架空線路產(chǎn)生的雷電感應過電壓和直擊雷造成的過電壓都是雷電波沿著線路侵入臺站變電所，造成嚴重的雷擊事故，針對這些問題，需要及時采取措施，減少對電氣設備的損害。

2變電所防雷的原則

變電所具有一定的獨特性，其防雷原則制定的根本依據(jù)為：雷電流直接接閃可以通過線路引入地下進行泄散；對電源線路、信號線路、數(shù)據(jù)線路中的過電壓波進行阻塞；對被保護電氣設備產(chǎn)生的浪涌過電壓值進行限制。具體可以從直擊雷防護、感應雷電波侵入的防護、雷電電磁感應的防護等方面進行系統(tǒng)的分析：

2.1外部防雷和內部防雷

外部防雷主要包括接閃桿、接閃帶、避雷網(wǎng)引下線以及接地系統(tǒng)等，其目的是避免建筑物遭受雷擊而引發(fā)火災事故，減少人們的生命財產(chǎn)損失；內部防雷系統(tǒng)主要對雷電以及其他形式的過電壓進行預防，避免對電氣設備的損壞，彌補了外部防雷系統(tǒng)的不足。此外，在內部防雷中，還需要對電纜、金屬管道等安置防雷和過壓保護器，實現(xiàn)防雷保護。

2.2防雷等電位連接

對于雷電引起的電位差事故，變電所需要進行等電位連接，以避免嚴重的毀壞問題。對于電源線、信號線、金屬管道等需要裝設過電壓保護器實現(xiàn)等電位的連接，各個內層保護區(qū)界面也需要依次進行局部等電位的連接，并且構成并排連接網(wǎng)絡，在主等電位匯流處連接。

3變電所防雷的具體措施

通常而言，襲擊高山臺站變電所的一般都是直擊雷，變電所的電氣設備直接受到雷擊影響，或者架空線路產(chǎn)生直擊雷的過電壓和感應雷的過電壓侵入到變電所。因此，變電所的防雷重點應該放在對直擊雷和雷電波的防護方面，避免變電所進線對變壓器損害的影響。

3.1變電所裝設接閃桿對直擊雷進行防護

變電所可以通過架設接閃桿對直擊雷進行防護。接閃桿是一種雷電接收器，主要是幫助電氣設備、建筑物等避開直接雷的影響。接閃桿將雷電吸收到接閃桿自身的器件中，然后將雷電產(chǎn)生的電流直接引入大地，實現(xiàn)防雷保護的效果。變電所在安裝接閃桿的時候要保障相關電氣設備處于保護范圍之內，同時還需要通過相關措施，避免雷擊接閃桿造成反擊事故。針對高山臺站的變電所，需要將接閃桿安裝在室外設備以及架構中，保障其安全運行。在安裝時要注意，接閃桿以及配套的接地裝置需要與建筑物等保持一定距離，一般大于5m，主接地網(wǎng)和接閃桿的地下距離大于3m，埋接閃桿的獨立接地裝置的引下線接地電阻小于10Ω。

3.2變電所對侵入波的防護

針對侵入波，變電所需要采取的措施是將閥型避雷器安裝在進線上。閥型避雷器主要由火花間隙和非線性電阻構成，能夠對雷擊侵入波起到良好的防護作用。其中SFZ系列的閥型避雷器可以用來針對中等或者大容量的變電所的電氣設備進行保護，而FS系列的閥型避雷器可以對小容量的配電裝置進行保護。

3.3變電所的進線防護

變電所的進線保護可以實現(xiàn)對避雷器雷電電流幅值的限制，同時控制雷擊波的陡度。如果線路中發(fā)生過電壓問題，行波導線會向變電所運動，線路絕緣沖擊閃絡電壓的一半為起幅值，同時與變電所的沖擊耐壓相比，線路的沖擊耐壓會高出很多。因此，需要在變電所的進線上加裝接閃線，避免雷擊造成的線路損壞。

3.4變壓器的防護

變壓器的防雷保護需要將SPD安裝在靠近變壓器的位置，減少雷擊波的入侵傷害。SPD要盡量安裝在接近電壓器的位置，并且減少線路的連接長度，從而有效減少雷擊電流在連接線上的過電壓。同時，將變壓器的金屬外殼、低壓側中性點和避雷器的連線有效連接在一起，避免雷電對變壓器的破壞。變電站的每組主母線和分段母線中都應該進行閥式避雷器的裝設，從而對電氣設備以及變壓器進行相應的保護，并且各組避雷器與變電裝置總接地網(wǎng)之間的連線要盡量短。

3.5變電所防雷感應

在科學技術推動下，變電所的直接雷防護系統(tǒng)越來越完善，戶外設備的安全性提高。雷擊防護系統(tǒng)也有一定的不足之處，雷擊防護中產(chǎn)生的放電問題和電磁脈沖會影響變電設備的正常運行，同時雷擊造成的過電壓可能會通過金屬管道和電纜產(chǎn)生電磁干擾，影響相關弱電設備的穩(wěn)定運行。此外，變電所需要進行防雷感應保護：設置多分支接地引線，將引線雷擊電流降低；優(yōu)化匯流系統(tǒng)的結構，將引下線對弱電設備的感應降低；將限制過電壓的裝置安裝在電源入口，例如壓敏電阻，還可以將光耦元件安裝在信號線上；控制室采用屏蔽電纜，并且設置相同的接地極；通信室和控制室需要進行等電位設置，并且實現(xiàn)與設備外殼的等電位匯流連接。

3.6變電所的防雷接地

變電所的防雷接地需要進行共用接地網(wǎng)的敷設，增加接閃桿和避雷器的接體，還可以通過單獨人工接地體的敷設達到防雷要求。通常而言，小變電所可以采用獨立接閃桿，而大變電所需要在獨立接閃桿的基礎上安裝配電裝置，并且相關的連接途徑大于5m，接閃桿接地引下線埋在地中部分與配電裝置結構埋入地下的接地體需要保持3m以上的距離，變電所的電氣設備需要通過水平接地方式進行接地裝置的布置，水平接地極采用扁鋼50mm×5mm，垂直接地極采用角鋼50mm×5mm，垂直接地極間距5m～6m，主接地網(wǎng)接地裝置電阻還要小于4Ω，主接地網(wǎng)埋于凍土層1m以下。此外，對于大變電所，接閃桿和主接地網(wǎng)的地下連接點到變壓器接地線地下連接網(wǎng)的距離要在15m以上。

4結語

變電所是廣播電視臺站系統(tǒng)進行防雷保護的重點部位，變電所發(fā)生雷擊故障容易造成大范圍的停電事故，因此，廣播電視臺站需要提高重視程度，積極采取措施，做好防雷保護裝置的安設，從而保障安全優(yōu)質滿功率不間斷播出。

參考文獻：

【1】邱曉英.淺談變電站的防雷保護[J].中國西部科技，2011（2）：29-31.endprint