关于变电站防雷接地技术探讨

翁进荣

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5Ω，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5Ω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性，不需要在变电站防雷接地工程中投入更多的资金来追求0.5Ω的接地電阻值。因此，当前的标准并未降低对接地网整体性的要求，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5.0-8.0m。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2.5-6.0m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[1]。

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入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-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110V），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[2]。

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[J].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[J].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[J].电工文摘，2014（6）：48.