35 kV变电站防雷接地保护设计研究

摘 要：近年来，随着我国电网改造力度不断加大，电网改造的速度也就随着国家对电网的重视而加快了脚步，这就对我国电网技术的就有了更高的要求。随着现代科学技术的不断发展，我国各地的电网日益得到完善，我国现在大量采用远方集中监控和控制等变电站综合自动化系统，自动化系统的运用既提高了劳动的生产率，同时有减少了人为失误操作的可能。未来的电网发展趋势也将是计算机和通信技术应用相结合的综合自动化技术。计算机监控系统能够使公司更好的、全面的掌握负荷的变化，能够为电网的稳定性发展带来积极的帮助。但是现实中，变电站会受到雷电等灾害的破坏。本文就通过对35 kV变电站及接地保护进行阐述，分析了35 kV变电站防雷接地保护设计。

关键词：35 kV变电站 防雷接地保护设计 研究

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0006-02

大多数的中型电力用户，都采用的是35 kV电压等级供电，供电部门的35 kV变电站也就成为了电力用户供电的重要的供电渠道。而变电站不一定在在变电站避雷针的保护范围之内，所以35 kV变电站很容易受到雷电的破坏，并给电力用户的生产以及社会经济的发展带来了严重的影响，导致供电部门的供电可靠性也达不到要求。

1 国内外防雷保护研究现状

长期以来，许多防雷研究人员及相关学者对雷电的活动规律、雷击线路物理过程方面都做了大量的研究工作，建立起了相对较为完善的输电线路电网防雷理论系统。对于线路防雷性能分析来说，最为重要的是雷电流幅值、地闪密度、波形及线路落雷次数。随着雷电定位系统等科学技术的不断发展，现代的雷电检测网络有效的帮助电力部门实现了对电路故障定位、分类，但是因为雷电数据的分散性及复杂性特点，想要能够更加有效的对雷电进行检测，就需要长期对雷电数据进行统计。

总体来说，变电站的防雷安全形式还存在这许多的问题，变电站的防雷措施需要不断的加强，其问题主要表现为：第一，社会整体对于防雷安全意识不强，对雷电的危害性认识不够；第二，随着社会经济的不断发展，雷电的危害路径也不断增多，危害的程度也有所加强，不过防雷的观念并没有随之而发生改变，虽然现在的防雷系统已经从防直击雷发展到了防感应雷的时代，但是，还有许多措施仍然停留在传统的防雷阶段。

2 防雷接地概述

防雷接地可以分开为两个概念，即：一是防雷防止因雷击而造成损害；二是静电接地，防止静电产生危害。防雷接地装置由不同的部分组成，具体的可以分为：（1）雷电接受装置，直接或间接接受雷电的金属杆，如避雷针、避雷带、架空地线及避雷器等；（2）引下线，用于将雷电流从接闪器传导至接地装置的导体；（3）接地线，电气设备、杆塔的接地端子与接地体或零线连接用的正常情况下不载流的金属导体；（4）接地体，埋入土中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体。分为垂直接地体和水平接地体；（5）接地装置，接地线和接地体的总称；（6）接地网，由垂直和水平接地体组成的具有泄流和均压作用的网状接地装置；（7）接地电阻，接地体或自然接地体的对地电阻的总和，成为接地装置的接地电阻，其数值等于接地装置对地电压与通过接地体流入地中电流的比值。

3 雷电入侵途径

3.1 地反击

一台设备同时接到两个或两个以上的电网时，如果其中的一个电网遭到雷击，则与之相连的设备就会与受破坏的设备之间存在一定的电位差，此时，因为电位差的存在，电流就会进行转移，直接加到与其相连的电网上，若此电位差超过了设备自身的耐压值，设备就会受到一定的损害。例如，某35 kV变电站设计有三个地网，其中两个是避雷针的独立地网，而另一个则是变电设备交流工作接地、安全保护接地、直流工作接地等三个接地的公用地网。保证避雷针地网和设备地网之间要有10 m以上的距离。这样，发生地反击的情况就会较小。

3.2 直击雷

变电站在设计的过程中自身都有很好的防直击雷的保护措施，变电站的建筑和设备等都能够受避雷针的保护作用，受直击雷危害的可能性很小，监控系统设备则建在建筑物内，受到直击雷的威胁就更小。对于35 kV以及一下的变电器来说，其建筑的房顶不宜设置避雷针，而对于采用钢筋结构等具有屏蔽作用的建筑物则可以设置避雷针。所以，因为变压站内的高压开关室和电容器室等都要采用相应的屏蔽式建筑结构。

4 35 kV变电站防雷接地保护设计研究

某35 kV变电站，其主变压器的容量为2500 kVA，电压为35/10 kV，其中，变电站的中性点不接地，经消弧线圈接地。在变电站最大的运行方式下，其三相短路电流和单相短路电流分别为4.25 kA和10.8 kA。保护动作的反应时间为0.7 s。变电站的总的长度为50 m，宽度为40 m，电源变电站35kV母线最大运行方式下短路容量为250 MV·A。

此变电站电源进线为35 kV架空线路，导线长为3 km。变电站的短路容量为500 MV·A，单相接地电流为15 A，功率因数大于等于0.9。土壤的电阻率为Ω·cm，土壤的热阻系数为80 ℃·cm/w。

按照接地设计步骤为。

（1）计算接地电阻要求值。仅用于高压电气装置接地保护，要求：Ω。

（2）确定土壤电阻率。在进行土壤电阻率的确定时，需要考虑季节变化的影响，土壤电阻率应乘以季节系数，则1.3，所以，最大电阻率为：

Ω

（3）接地装置计算。

单根垂直接地体的接地电阻为：

根据垂直接地体根数，确定相应的屏蔽系数为：闭合装置接地周长 m，接地体之间的相互距离为a=6～7 m，按照n=30根，高、低压配电装置不少于2根接地线连接在接地装置上，即a/L=2，可以得出屏蔽系数。

根据接地装置的接地线热稳定性校验可得，实际接地线想要符合要求需要满足的条件是：。

5 结语

综上所述，变电站的放电工作是一项复杂等的系统性工作，所以在对变电站的设计阶段就要认真的考虑。对于35 kV变电站进行防雷接地保护设计来说，在实际的防雷接地的设计保护中还存在严重的问题，所以对35 kV变电器保护的研究，对我国国民经济的发展和居民生活安定具有积极的意义。

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