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110kV变电站的防雷保护措施探讨随着电力系统的不断发展，变电站的重要性日益凸显。
而变电站的运行稳定与否直接关系到电网的安全运行和电力设备的可靠性。
在变电站运行中，雷击是一个不可忽视的危险因素。
一旦发生雷击，将会对变电站设备和运行产生严重影响，甚至导致事故发生。
对于110kV变电站的防雷保护措施的探讨是十分必要的。
110kV变电站的防雷保护措施主要包括设备的防雷设计、接地系统的设置、避雷针的安装、雷电监测系统的建设等方面。
下面将对这些方面逐一进行探讨。
一、设备的防雷设计110kV变电站中的各种设备，如变压器、开关设备、避雷器等，都需要进行防雷设计。
其目的是在雷暴天气中，尽可能减小雷电对设备产生损害的可能性，确保设备的安全运行。
防雷设计的主要措施包括采用耐雷电水平高的材料和结构设计、增强设备本身的绝缘水平、设置避雷器等。
避雷器是110kV变电站中最为重要的防雷设备之一，它能够在雷电冲击时将电流分流到地下，有效保护设备的安全。
二、接地系统的设置110kV变电站的接地系统起着非常重要的作用，它不仅是电气设备的安全设施，还是防雷的关键措施之一。
合理的接地系统能够有效地消除雷电对设备的影响，确保设备的安全运行。
接地系统的设置主要包括接地电阻的设计、接地网的布设、接地极的选择等方面。
通过合理的接地系统设置，可以有效降低雷电冲击对设备的损害。
三、避雷针的安装110kV变电站的避雷针是其防雷保护措施中不可或缺的部分。
避雷针能够将大气中的电击置于地下，降低雷击发生的概率，从而保护变电站设备的安全。
避雷针的高度和数量的设置应根据变电站的实际情况以及当地的气象条件来确定，以保证其防雷效果。
四、雷电监测系统的建设110kV变电站的雷电监测系统是对雷电天气进行监测和预警的重要手段，它可以实时监测大气中雷电的频率、强度等信息，及时发出预警信号，提醒变电站工作人员采取相应的防雷措施，为设备的安全运行提供保障。
雷电监测系统的建设应尽可能覆盖变电站周围的范围，并具备足够的灵敏度和准确性，确保其能够及时、准确地进行雷电监测与预警。
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)6参考文献 (8)1变电所遭受雷击的主要原因雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象，在某种大气和大地条件下，潮湿的热气流进入大气层冷凝而形成雷云，大气层中雷云底部大多数带负电，它在地面上感应出大量的正电荷，这样就形成了强大的电场，当空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度时，就会发生雷云之间或是雷云对地的放电，从而形成雷电。
按其发展方向可分为下行雷和上行雷。
下行雷是在雷云产生并向大地发展的，上行雷是接地物体顶部激发起，并向雷云方向发起的。
供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中部分电压会大大超过正常状态下的数值.雷电波通常是通过变电所临近的10kV线路侵入10kV母线，再经过10kV所用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，闯入低压出线。
变电站的防雷接地技术变电站作为电力系统中的重要组成部分，其正常运行对于电力系统的稳定供电具有重要意义。
而雷电是导致电力设备损坏和电力系统故障的主要原因之一，因此，在变电站的设计和建设过程中，防雷接地技术是至关重要的。
一、防雷接地的基本概念和作用防雷接地是指通过合理布置接地设施，在雷电侵袭时迅速引导雷电流入地下，减少雷电对设备和系统的损害。
其主要作用有以下几个方面：1. 接地安全：良好的接地系统可以防止雷电对设备和人员的危害，保证安全运行。
2. 电气设备的保护：合理的接地系统可以将雷电流迅速引到地下，避免雷击对设备造成直接或间接的损害。
3. 系统可靠性：优良的接地系统可以提高系统的可靠性，减少故障发生的可能性。
二、变电站防雷接地技术1. 接地系统的设计变电站的接地系统主要由接地电阻、接地极、接地网和接地体等组成。
（1）接地电阻：接地电阻是指将接地极与大地相连的电阻。
它的主要作用是限制接地系统的电流在合理范围内，在雷击时减少对设备的伤害。
接地电阻的设计要根据变电站的场地情况和工程要求灵活选择。
（2）接地极：接地极是将接地电阻埋设在地下的部分。
它的选择要考虑土壤的导电性、外部介质的腐蚀性以及可靠性等因素。
常用的接地极有水平接地极、竖直接地极和涂铜接地极等。
（3）接地网：接地网是由多个接地极和导线连接而成的网状结构。
它通过增大接地面积，降低接地电阻，提高接地的可靠性和稳定性。
接地网的布置要根据变电站的场地和设备的要求进行合理设计。
（4）接地体：接地体是指其他与接地系统有关的构造物，如金属结构、设备等。
接地体的选择和设计要根据具体的变电站情况和设备要求进行合理布置。
2. 接地材料的选择接地材料的选择要考虑其导电性能、耐腐蚀性能和可靠性等因素。
常用的接地材料有裸铜导线、镀锌钢导线、铜包钢导线和铜排等。
其中，裸铜导线具有良好的导电性能和耐腐蚀性能，是较为理想的接地材料。
3. 接地设施的布置变电站的接地设施要合理布置，使得接地系统的电流均匀分布、电势降低，并减少相互干扰。
一、概述随着我国现代化建设的不断提高，各类先进的电子设备广泛地运用到了各电压等级的变电站内。
但是一方面由于电子设备内部结构高度集成化，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压浪涌）的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
据统计，雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%，例如变电站线路落雷，造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备；变电站的微波塔落雷，由于感应过电压而造成大量的通讯、远动设备损坏，我们应当对雷电的危害性引起高度重视，加强防雷意识，做好变电站预防工作，将雷害损失降到最低限度。
二、几种主要的雷击方式2.1雷的直击和绕击雷云单体浮在大地上空，其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。
如果途经变电站的避雷针或地表其他突出物，地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。
闪电开展之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展，当距地面50～100m时，由避雷针等地表电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。
两者相接，进入直击或绕击的主放电阶段。
通常当地面上突出物的高度为h，雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7 kV/m 时，则该突出物将容易受到直击雷。
原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径，用公式表述为：R＝16.3h0.61m。
该式还表明，地表安装独立避雷针后，将会在其附近出现大量的散击，甚至对避雷针进行直击，对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。
一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培，释放的能量相当大，瞬间所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们的生产生活带来多种危害，如引起火灾和大爆炸，金属导体连接部分断裂破损，建筑物倒塌，电气设备损坏等等。
2.2雷击反击直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。
假如地电阻为10Ω，一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。
山西师范大学学报(自然科学版)研究生论文专刊第22卷2008年03月变电站的防雷接地与应对方法靳萍(临汾电力分公司信通公司，山西临汾041000)摘要：文章综述了变电所防雷接地方面的一些基本概念，以及对接地应有的全面认识．并对一般接地方法进行了分析和探讨，提出了一些做法，以利于变电所的安全运行．关键词：雷电；接地；布线雷电是一种大气中放电现象，产生于积雨中．积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气(一般25kV／c m～30kV／c m)，开始游离放电，我们称之为“先导放电”．云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时(地面上的建筑物、架空输电线等)，便会产生由地面向云团的逆导主放电．在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流(一般为几十千安至几百千安)，并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电．雷电防护措施主要包括：直击雷防护、侧击雷防护、感应雷防护三大部分，并采用接闪、分流、屏蔽、均压、等电位、接地等技术措施．这里我们主要讨论接地的有关问题．防雷工程的一个重要方面是接地以及引下线路的布线工程，整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此，所以应该认真、系统的研究．电力、电子设备的接地，是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施．可以说，凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要作到的地方．1保护接地防雷接地是受到雷电袭击(直击、感应或线路引入)时，为防止造成损害的接地系统．常有信号(弱电)防雷地和电源(强电)防雷地之分，区分的原因不仅仅是因为要求接地电阻不同，而且在工程实践中信号防雷地常附在信号独立地上，和电源防雷地分开建设．机壳安全接地是将系统中平时不带电的金属部分(机柜外壳，操作台外壳等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全．原因是系统的供电是强电供电(380、220、或1I O V)，通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生(如主机电源故障或其它故障)造成电源的供电火线与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体．如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差．如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险．因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位．此外，保护接地还可以防止静电的积聚．、2工作接地工作接地是为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地．它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系统中还有本安接地．机器逻辑地，也叫主机电源地，是计算机内部的逻辑电平负端公共地，也是+5V等电源的输出地．信号回路接地，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等．屏蔽接地(模拟信号的屏蔽层的接地)．收稿日期：2007-12-24。
变电站运行中的防雷改进措施研究
摘要：在实际运行中，变电站的防雷系统往往会出现各种新情况、新问题，需要进行具体分析与针对性改进。
本文以一座受雷击危害较为严重的110kv变电站发生的雷击事故为例，参照变电站的防雷理论并结合现场实际情况对该变电站的防雷进行了深入细致的分析与研究，提出了改进方案并付诸实施，取得了良好的应用效果。
关键词：变电站；防雷；改进措施
1 概述
变电站的防雷是一项系统工程，为此变电站在设计中已经予以充分考虑。
但是由于各种因素的限制，变电站的防雷设计并不能完全满足现场实际要求。
这就需要根据现场实际运行中暴露出来的问题，进行针对性地改进。
一般来说，变电站的防雷主要由以下几个方面构成：
1.1 对直击雷的防护
变电站对直击雷的防护方法是装设避雷针，将变电站的进线杆塔与室外电气设备全部置于避雷针的保护范围之内。
为了防止避雷针落雷时对被保护物产生反击，避雷针与被保护物应保持一定距离。
1.2 对雷电入侵波的防护
变电站的防护雷电入侵波危害的主要方法是在变电站的进线段装设避雷器，在进线段杆塔上装设一段（1～2km）避雷线，以限制雷电流。
另外，在变电站母线上装设避雷器，在用电缆引出的架空
线上电缆接头附近亦装设避雷器。
2 新安太堡110kv变电站概况与雷击事故经过
中煤平朔公司新安太堡110kv变电站是安太堡矿区的主要电源点，共有2路110kv进线，12路35kv出线。
该站双回110kv电源引自朔州地区公用电网，110kv系统和35kv系统均采用双母线接线方式，安装3台40000kva主变压器，110kv设备与主变压器户外安装，35kv设备户内安装。
2011年7月10日当夜雷电活动频繁，19时26分，2#、3#主变压器同时跳闸，同一时刻322、324出线跳闸。
事故发生时运行人员看到站内东北角避雷针有火球落下，表明该站被直击雷击中。
2011年8月25日中午雷电活动强烈，12时44分，2#、3#主变压器同时跳闸，同一时刻322、324出线跳闸，故障特征与第一次较为相似。
两次雷击事故均造成两台主变跳闸，造成大范围停电，给矿区的正常生产与生活造成了严重影响。
因此，必须进行必要的研究，采取相应的改进措施，以避免此类事故频繁发生。
3 两次雷击事故分析
跳闸时事故报文如下：
3.1 2011年7月10日跳闸
3.1.1 19°26′30″ 2#主变102#开关间隙零序保护动作，间隙零序电流i0j=16.20a，间隙零序电压u0j=0.04v；同一时刻3#主变103#开关间隙零序保护动作，i0j=7.40a，u0j=0.01v。
3.1.2 19°26′30″ 35kv出线322#开关过流ⅱ段或限时速断动作，ia=26.31a，ib=26.71a，ic=35.51a；同一时刻35kv出线324#开关过流ⅱ段或限时速断动作，ia=15.36a，ib=15.23a，ic=0.30a。
3.2 2011年8月25日跳闸
3.2.1 12°44′32″ 2#主变102#开关间隙零序保护动作，间隙零序电流i0j=18.33a，间隙零序电压u0j=0.02v；同一时刻3#主变103#开关间隙零序保护动作，i0j=9.98a，u0j=0.04v；
3.2.2 19°26′30″ 35kv出线322#开关过流ⅱ段或限时速断动作，ia=1.13a，ib=22.67a，ic=1.68a；同一时刻35kv出线324#
开关过流ⅱ段或限时速断动作，ia=20.26a，ib=11.26，ic=0.22a。
根据事故报文，结合现场实际情况，可初步作出以下结论：（1）该站由于供电安全需要，35kv侧采用中性点直接接地方式，所以本站3台主变压器均采用y，yn0接线组别。
根据地方电网要求，1#主变中性点直接接地，2#、3#主变中性点不接地。
雷击事故发生时，电网产生了很大的零序电流并反映到3台主变，其中1#
主变中性点直接接地，零序电流通过中性点接地开关流入大地，零序保护未动作；而2#、3#主变中性点不接地，零序电流在中性点保护间隙放电瞬间流入大地，同时造成间隙零序保护动作跳闸。
（2）两次故障均造成322#、324#开关跳闸。
经运行人员指认，322#、324#同塔双回35kv线路与110kv向安双回线（其中一路为该站电源）有较长一段在山顶并行且距离较近。
两次主变跳闸的同时，322#、324#同塔双回线路也同时跳闸，这表明两种电压等级线
路平行接近的环境影响是35kv双回线雷击跳闸的可能原因。
现场调查发现，本站建在山南侧坡上，变电站南侧为季节河河滩，因雷电易向低电阻率河滩侧活动，从山坡向本站落雷的可能性较大。
（3）两次雷击造成2#、3#主变间隙零序保护动作跳闸，降低了2#、3#主变中性点工频电压，对主变起到保护作用。
但调查发现该站三台主变间隙保护为棒-棒间隙，用细螺纹调节间距，但有较严重锈蚀；经多次放电，棒端的放电尖端形状受到破坏。
（4）第一次雷击时雷击运行人员看到站内东北角避雷针有火球落下，表明有直接雷击中，但站内无设备未损坏，表明防直击雷设施起到作用，接地装置也满足防直击雷要求。
但经现场调查与计算，变电站南侧两支架构避雷针高度不足，保护高度为7.3m，低于110kv 设备高度11.0m，出现雷电保护失效的”锅底区”，失效区内设备雷击损坏可能性是存在的。
4 改进方案
通过事故分析，新安太堡110kv变电站发生雷击事故的原因是多方面的，需要多方面着手，多管齐下，才能减小雷击事故发生的概率。
按照改进系统防雷保护的薄弱环节、改善继电保护总体功能等原则，具体实施如下方法。
4.1 为了减少线路雷击接地故障，首先应校验110kv架空线路避雷线的保护范围。
如保护范围存在死区，可考虑在该范围110kv杆塔上装设线路避雷器。
现变电站内110kv进线侧无避雷器，考虑到本站常用方式为一线投运、另一线备用，进线侧增设避雷器后，可
以防止雷电波侵入进线端而损坏站内设备。
4.2 110kv与35kv线路平行临近的区段落雷可能性较大，为了改善该段线路的防雷性能，应在110kv与35kv线路平行临近的区段的山顶铁塔上加装两到三组线路避雷器。
4.3 为防止避雷针防雷死区可能导致的直击雷造成设备损坏，应在2#、3#变压器之间架构上加装一支避雷针，在35kv主墙外加装一支避雷针，可彻底消除防雷死区。
4.4 110kv供电线路首端所设置的零序过流ⅱ段与主变间隙零序时间整定值均为0.5s，会出现谁先“跑完时间”导致跳闸的“出口竞赛”，时间定值配合应作调整。
从保护主变和减少系统潮流扰动双重考虑，应调低间隙动作时间。
4.5 变电站中性点间隙保护应当完善。
三台主变间隙保护为棒-棒间距，存在有严重的锈蚀和棒端受损，间隙存在差异，应改为球形间隙并做高压试验确定间距。
5 结束语
经过将近半年的研究与整改，上述措施已经付诸实施。
在2012年雷雨季，雷电活动强度与2011年相当，而新安太堡110kv变电站未发生类似的雷击事故，初步判断这些措施已经产生了积极的作用。
实践证明，新安太堡110kv变电站的防雷研究取得了一定的成果，产生了较大的应用与推广价值，为其它受雷击危害较重的变电站提供了一种解决问题的思路。
参考文献
[1]秦家远，阮江军.变压器中性点过电压综述[j].华中电
力.2006.1.
[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[m].北京：中国电力出版社.2002年2月第二版.。
