变电站设施的防雷与接地技术

摘要

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所,是联系发电厂与电力用户的纽带,担负着电压变换和电能分配的重要任务。如果变电所发生雷击事故,会给国家和人民造成巨大的损失。所以变电所的防雷是不可忽视的问题。

随着电力系统的快速发展,使得电能这一清洁能源在人民生产、生活中得到了普遍使用。但当高压输电网在为人们提供动力和照明时,不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。因此,必须加强变电所雷电防护问题的认识与研究。

关键词:变电所;防雷保护;雷击原因;防雷原则;具体措施

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目录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

1，变电所遭受雷击的主要原因„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

1.1微机设备屡遭雷害的原因„„„„„„„„„„„„„„„„„„.4

1.2远动载波系统受雷害特别严重原因.„„„„„„„„„„„„„„4

2、变电所防雷的原则„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.4

2.1、外部防雷和内部防雷„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

2.2、防雷等电位连接„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3、变电所防雷的具体措施„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3.1、变电所装设避雷针对直击雷进行防护„„„„„„„„„„„„„5

3.2、变电所的进线防„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

3.3、变电站对侵入波的防护„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

3.4、变压器的防护„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

3.5、变电所的防雷接地„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

3.6、变电所防雷感应„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

4教训与收获„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

5结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

电力科技　２０１５年第１７期Ｉ科技创新与应用　关于变电站防雷接地技术探讨　翁进荣　（海南电网有限责任公司琼海供电局，海南琼海５７１４００）　摘要：变电站运行的稳定性与安全性，是电力企业需要重视的永恒话题，变电站中的相关工作人员都必须要做好变电站安全　运行保障工作，确保电力企业的经济效益。变电站防雷接地技术在很大程度上关系到变电站的安全运行，防雷接地技术的有效　性直接决定了变电站安全运行的可靠性，同时也是变电站安全管理工作的重点。文章主要论述了变电站的防雷特点、措施及其　接地方式，以期能够保障变电站的安全稳定运行。　关键词：变电站；防雷接地；技术分析　防雷接地技术的应用主要是为了避免变电站内部相关设备遭受　雷击，其目的是将雷电形成的电流引入到大地之中，进而起到保护变　电站建筑物以及相关电力设施的作用。另外，防雷接地技术也是确保　变电站内部工作人员生命安全的重要手段。当由于某些原因导致的相　线以及电力设备外壳触碰时，电力设备外壳便会产生危险电压，因此　而形成的故障电流便会通过ＰＥ线引入大地，进而发挥出保护作用。因　为变电站所面临的复杂环境，例如强电磁场、雷电等因素的影响，从而　让其自动化系统会受到不同程度的影响，为了提升变电站运行的稳定　性和可靠性，应结合不同的干扰源来选择不同的防雷措施。　１变电站防雷接地的特点　当变电站出现接地故障之后，会产生强大的单相短路电流从接地　点注入地中，往往会形成很高的接地电压。目前的标准对接地电阻值　的规定放宽到５ｎ，但这是有附加条件的，即必须要符合接地标准的相　关规定，结合工程的实际条件，在不大于５ｎ的某一范围之内都属于　合格。从而给我们进行接地设计与施工提供了非常大的灵活眭，不需　要在变电站防雷接地工程中投人更多的资金来追求Ｏ．５ｎ的接地电阻　值。因此，当前的标准并未降低对接地网整体胜的要求，而是对其安全　性需求有了进一步的提升。　变电站防雷接地网通常来说属于网格式地网，根据形式可以分成　长孔接地网与方孔接地网。水平接地带间距一般是５．０－８．Ｏｍ。除了在　避雷针与避雷器需要加强分流位置加装垂直接地极之外，在地网附近　与水平接地带交叉点设置２．５－６．Ｏｍ的垂直接地极，接地网结构是水平　地网和垂直接地极相结合的复合式地网。不等间距的网格布置尺寸可　以通过下面两种途径来进行确定：其一是通过接地计算程序输入相关　数据来确定；其二是结合过去的工程经验，当选择不等间距网格布置　时，尽可能的把水平接地带靠近设备，从而减少设备引下线长度。下面　我们就具体的防雷措施和接地方式进行论述。　２变电站的防雷措施　２．１正确屏蔽雷电电流　对于微机保护的防雷装置，变电站的电力通信线路可以选择带有　屏蔽层的多绞屏蔽线缆，同时必须要尽量将强电的导线进行单独安　装，确保电缆屏蔽层接地始终只有一个点。这是由于在变电站内，电力　装备同时具备模拟电路和数字电路，因此数字设备以及模拟设备应当　独立分开，最终它们有且仅有唯一的连接点，如果二者不能独立便会　相互造成干扰，甚至会对变电站设备产生损坏［１１。　２．２加装浪涌的二次保护器　变电站开关操作、静电放电现象或者闪电放电现象出现时，其瞬　间过电压常常会对电力设备产生毁灭性的伤害。如果发生浪涌现象，　在一般选择的保护方法是在变电站电力系统中设置浪涌二次保护器。　浪涌二次保护器通常是借助于同等电位原理，第一时间将浪涌电流导　人到防雷接地系统之中。如果系统发生过电压现象，瞬间产生的高电　压便会避免电子二极管作为反应速度最快的电子元件首先动作，接下　来释放较大的雷电电流，同时将输出电压钳位稳定在其截止电压之　上，进而非常有效的避免较大过电压对变电站内设备产生损伤。当加　在瞬变电压抑制管中的放电电流随着电压幅值的提高而让充气式放　电器两端的放电电压大于其点火电压后，气体放电管会瞬时动作，同　时也会泄放雷电电流。此时气体放电管处于低阻状态下，其两端仅仅　存在２０－４０Ｖ的电弧电压，因此能够防止由于过电压持续时间太长而　将瞬变电压抑制管烧毁的情况。　２．３变电站接闪器　当变电站遭遇雷击事故之后，防雷系统能够借助直接拦截的手　段，将雷电电流引入接地网之中，接闪器分为避雷针与避雷线。小型变　电站一般只设置的独立避雷针，而大型变电站一般是在构架上同时使　用避雷针与避雷线，同时大型变电站对于雷电电流引入线路以及防雷　接地装置都有非常严格的规范。　２．４变电站避雷器　避雷器可以有效的将入侵变电站内的电流减少到电器装置绝缘　的允许强度范围之内，国内变电站避雷器在通常情况下都是选择金属　氧化物避雷器，而西方很多国家不仅选择ＲＯＡ，同时还在电气设备之　中设置了空气间隙，将其当成是ＲＯＡ故障后的备用防雷设施。　２．５科学设置避雷装置的安装位置　现阶段大部分的远程终端子站，或者一体化微机二次保护装置，　都是设置于高压室的配电开关柜之上，电力测量信息经过高压配电室　接入到主控台通信电缆中进行传输，通过ＭＳ－－５２５等接口和通信管理　机的运行数据进行传输。因此，通信电缆很容易遭到因为开关误操作、　电力负荷波动以及强电电缆所形成的磁场力的影响，这些较强的影响　不但会提高电力测量信息的误码率，同时还会导致ＭＳ一５２５等数据接　口出现损坏的情况。所以，当夏天高压室中温度较高的情况之下，必须　要重视远程终端子站或者微机二次保护装置内部由于热量增加而形　成的干扰噪声现象。　３变电站的接地方式　３．１保护接地　防雷接地系统是当变电站受到雷电危害时，为了避免导致更大的　损害而设置的接地系统。一般来说分为信号防雷地与电源防雷地两　种，区别二者的原因不单单是由于要求防雷接地电阻的不同，同时在　工程实践之中信号防雷地常常依附在信号独立地之上，与电源防雷地　分开进行建设。机壳安全接地是把系统内部日常不带电的金属部分和　地面之间构成一种良好的导电连接，从而确保变电站相关设备以及人　身安全。主要原因是系统的供电属于强电供电（一般是３８０Ｖ、２２０Ｖ以　及１　ＩＯＶ），一般情况下机壳是不带电的，当故障出现之后，电源供电火　线和外壳、金属导电部分短路时，这些金属部件以及外壳便直接成为　带电体。若不设置好接地措施，这些带电体与地面之间便会形成较高　的电位差，若人触碰到这些带电体，就会直接穿过人体形成通路，进而　发生危险。所以应当把金属外壳与大地进行连接，从而起到较好的防　雷作用。　３．２工作接地　工作接地方法的主要是为了让变电站电网以及内部的各种电力　设备都可以稳定的运行，同时确保系统测量和控制信息精度。工作接　地包括机器逻辑接地、信号回路接地以及屏蔽接地。机器逻辑接地也　可以称之为主机电源地，它属于控制中心内部逻辑的电平正端，即６Ｖ　等低压电源的电流输出地；信号回路接地，例如各个变送器负端需要　同时接地，开关量的信号负端接地等；屏蔽接地包含模拟信号屏蔽层　面的接地。除上述工作接地方式之外，还包括一种特殊的供电系统接　地，即交流电源接地，它也是变电站系统为了稳定运行而所设置的一　种防雷接地方式口。　４结束语　雷击现象所导致的变电站事故频繁发生，不但对电力供应的稳定　性产生了很大影响，另外，因为雷电现象具有不可预测性、无规律性，　每次雷击所产生的电流各不相同，对变电站稳定运行也会产生影响。　随着我国经济的不断发展，对于变电站的防雷技术也应当有更大的突　破，现阶段各种避雷针、避雷器以及微电子防雷技术都已经得到了广　泛的应用，为变电站的稳定运行提供了坚实保障，在很大程度上提升　了变电站防雷的强度，确保了我国电力系统的安全稳定运行。　参考文献　［１】张道宣．变电站的防雷接地设计分析叨．电子技术与软件工程，２０１４　（２３）：３０．　［２］贾文浩．变电站工程防雷接地的作用及保护叨．中国科技信息，２０１４　（７）：４８．　’　［３］张成巍．基于ＡＴＰ—ＥＭＴＰ的变电站防雷保护研究叨．电工文摘，２０１４　（６）：４８．　—．１６５—．

谈变电站电气设备接地防雷安全对策

【摘要】:雷电是一种破坏力非常大的自然现象。雷电的有电压高、电流大的特点，所以，雷电对于变电站而言具有极强的破坏性。而电能是一个国家的最常用的基本能源，所以，对变电站的防雷工作必须重视。

【关键词】：变电站；雷电；避雷针

中图分类号：tu895文献标识码： a 文章编号：

引言

雷电是产生在积雨里的一种大气的放电现象。在形成的过程中,

积雨的云中部分带有正电荷, 部分带有负电荷, 而当云层中电荷总量达到一定程度时,不同电荷的云团之间, 或者是云团和大地之间形成的电压非常大，足够大的电压可以击穿空气。云团游离放电的时候,不同种的电荷之间进行剧烈中和反应, 此时就会形成非常大的电流, 并且会产生闪电和巨大的响声, 从而就形成了人们常见的雷电.

电力系统中最重要的组成部分就是变电站，如果变电站发生雷击事故，有可能对变压器及其它电气设备造成破坏，从而引起大面积长时间的停电，严重影响国民经济和人民生活。电力系统的防雷保护是一项比较复杂的工作,但对变电站的安全使用,电气设备的正常运行有着至关重要的作用,文章通过对雷电的危害性及雷击方式进行全面介绍,同时提出对变电站的防雷保护采取有效的措施和对策,为设备的安全稳定运行提供有力的保障。 一、变电站遭受雷击的主要原因及危害

雷电是带电荷的雷云引起的放电现象,雷电从形式上可以分为直击雷和感应雷。直击雷直击于变电站的设备上, 形成强大的雷电流，雷电流在电力装置上产生较高的电压，雷电流通过物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应，可以造成线路的开断、跳闸及其他设备故障。这些设备对雷电的耐受力很低,一旦遭受雷电损坏,后果将不堪设想。架空路线的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站,它是导致变电站雷害的主要原因,对变电站的破坏主要有对变电站的调度、载波、通信、监控设备和基本设备的危害,若不采取防护措施,势必造成变电站电气设备绝缘损坏,引发事故。感应雷是变电站的雷击防雷系统产生的一种雷电放电，甚至会产生严重的电磁干扰，这样就会影响整个变电站系统的正常运行。如果雷电流泄入大地必须会通过变电站的内接地网，所以地网上会产生一定的冲击电位。这样就可能导致变电站的一些部位会产生反击的现象，甚至会出现局部放电的现象，从而导致变电站的电气设备的绝缘性降低；或者避雷接地引线在引入雷击产生的电流入地时，强大的电流会使引地线的周围产生强大的电磁场，从而使变电站的一些设备不能正常运行。

变电站防雷保护技术探讨

摘要：大气过电压和雷电过电压是由电力系统内的电气设备直接遭受雷击或雷电感应而引起的，也称外部过电压。由雷电造成的外部过电压将会严重危害变电站内电气设备，建筑物也将受到严重损坏，所以，为保护国家和人民的经济利益，对变电站采取有效的防雷措施是非常必要的。

关键词：电气设备 雷电来源 装设原则防雷措施

为保护变电站电气设备的安全，采取有效的防雷措施是非常必要的，同时，对防雷设备的不断改善也是防雷害的重要手段。不完善的防雷措施，将会在雷电环境下导致雷击事故，致使变电站发生事故，造成大面积停电，给人民生产生活带来诸多不便，所以，对变电站防雷保护措施的安全可靠性提出了更高的要求。

一、变电站遭受雷击来源

带电荷的雷云接触摩擦往往产生雷电现象。雷云底部通常带有负电荷，顶部带有正电荷，因不同雷云通常带有大量不同电荷，所以，雷云之间、雷云与大地之间就形成了强大的电磁场。若电场强度超过空气击穿强度时候，空气开始形成游离状态并放电，产生闪电和雷鸣。雷电放电现象多发生在雷云之间，雷云电位估计量在100mv以上，放电电流往往可达几十千安甚至上百千安，高温可达两万摄氏度以上。雷击变电站主要通过以下两种方式：一是变电站电气设备直接遭受雷击；二是雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波通过架空线路侵入变电站，对变电站电气设备构成危害。

二、雷电过电压造成危害

雷电过电压的危害通常可分为直击雷过电压和感应雷过电压两种。其中，直击雷过电压，即为雷电直接对电气设备放电导致的过电压。直击雷过电压通常可达上千千伏，因此，过电压直击于输电线路或变电设备上都会产生闪络，严重时还会导致火灾甚至爆炸。但在高压配电线路中，因厂房和高建筑物对雷电有屏蔽作用，所以雷电直击的几率比较小。感应过电压的幅值常在500kv以下，所以静电感应在35kv或运行电压更高的输电线路中不易产生闪络。但此感应电压在线路中流动时会产生强大电流，发出大量的热量并熔化导体，同时，也会产生较大机械效应，使线路倒杆或杆塔受到损坏。若此感应电压冲击波通过输电线路侵入变电站内的变压器绕组，将会产生严重的绝缘破坏。