浅谈变电设施防雷击接地与安全操作方法

董德欣

[摘 要]变电站的变电设施和人们的生活生产有直接的关系，在日常的变电工作中，雷击往往会给变电设备带来较大的困扰，为了保证变电设备的安全以，因此相应的防雷击措施无疑是非常必要的，本文首先针对变电设施防雷击的相关问题进行了分析，随后针对这些问题提出了相应的安全操作的方法，供相关的管理人员和操作人员参考。

[关键词]变电设施；防雷击；安全操作

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0355-01

1 前言

雷击是一种非常常见的自然现象，但是长期以来，雷击逐渐成为威胁人们生命安全的主要因素。为了能够减少雷击对人类的损害，不断提高变电站的安全性与稳定性就需要对各类保护装置进行设计与制造，还要不断提高检修水平。随着人们对防雷接地重视度的提升，对设备制造标准与运行提出了更高的要求，致使雷击事故逐渐减少，但是，随着各种自动化保护装置的使用以及通讯设备的增加，变电站的防雷接地面临着更大的挑战。下面，本文将对雷击形成的原因做具体介绍，并提出一些具体技术措施，由此推动电力行业的稳定、健康发展。

2 雷电入侵现象

变电站通进入雷电入侵的高峰期常都在夏季，本文研究的变电站总共遭遇了两次雷击，一次是在雷雨天，在闪电与雷鸣的双重作用下产生雷击，在雷击发生时，此变电站的中控室仪表盘柜棱角位置处出现了一些电火花，虽然这些电火花存在的时间非常短，但是仍然留下了非常大的安全隐患。第二次产生雷击时，在中控室与交班室暖气通道的连接位置处出现了电火花，虽然雷击产生的过程是一样的，都产生了电火花，但是却没有对设备造成损伤，设备依然能够正常运行。

3 产生雷击事故的原因

一般来说 ， 雷击主要分为两种类型，一种是直击雷击一种是感应雷击，鉴于雷击产生时没有在现场留下非常多烧毁的痕迹，则可以将直击雷排除。而感应雷则是一种雷电感应或者是感应过电压，也分为两种情况，一种是静电感应雷，一种是电磁感应雷。还有一种雷电现象是因为雷云在来临时致使地面上的导体发生了静电感应，在雷电出现了大量的聚集以后就会产生相反的束缚电荷，而在雷云对另一端放电以后，云中就会产生非常多的自由电荷，并且地面上的物体也能够积聚产生非常多的高压静电电压，但是在短时间内就会得以释放，产生的过电压伏数能够不断增加，最高能够增加到上万伏或者是几十万伏，这种过电压的长期存在将使建筑物内的电线或者是导线产生电火花，接地不良的金属物也会产生静电出现电火花，进而引发火灾、爆炸等事故，对变电站造成非常大的损失。还有一种情况就是，在雷击产生的同时，鉴于雷电流的变化率非常大，并且能够在雷电通道中产生一个强烈的感应电磁场，会对建筑物内的电子设备造成干扰与破坏，并能够使周围的金属构件产生非常多的感应电流，这些金属构件使用到生产中将因为温度过高出现火灾。此外，在室外的架空线路遭受到了雷击产生了感应雷以后，高位电流将沿着导线或者是电源线、信号侵入到建筑物当中，这种雷电波在入侵到系统中以后，会对电气设备造成非常大的干扰，使建筑物内的金属设备不断放电，破坏将非常大。

通过结合上述变电站产生感应雷击事故的原因，技术人员通过对原因的分析得出了以下结论：雷击事故产生不是因为电磁感应，也不是因为直击雷而是由感应雷造成的。即使变电站内的仪表盘柜能够接地，但是电阻依然非常小，并且电荷释放不足，但是事故并没有对柜内的电子设备造成过大的影响，这是因为封闭式的柜壳对电子元件起到了保护与屏蔽作用，电荷因为不受感应影响，将不会损坏电子元件。而一旦静电感应雷产生的更为强烈，则会使柜内的电子元件出现损坏。为此，必须采取有效的手段减少这种损坏，避免出现过于严重的雷击事件。

4 防雷接地安全操作方法

1、对保护地极进行补充

上文已经提到了变电站所遭受的雷击是感应雷击，并不是直击雷，由此能够说明接闪器以及雷接地极的保护装置是非常不可靠的，重点需要防护的内容是感应雷击，目的是能够进一步对电阻阻值进行保护，从而达到多余电荷泄通的目的。一般，变电站内钢制的柜体是非常多的，这样能够最大限度的满足电磁屏蔽需求。为了能够对电阻进行有效的保护，试验的土壤与气象条件要非常适合，在经过了多次的测试以后，平均接地工频电阻值为4.1Ω，电阻值符合范围预定范围内。

可以从两个方面进行改进 ， 要对保护接地极以及防雷接地极进行有效的补充，从而使电阻值能够减小；此外，变电站中的配电室墙壁内要能够安装上一个镀锌的钢结构，将其连接到外接地极中而室内的盘柜外壳的扁钢上面要镀锌，从而使感应雷击产生的电荷泄放通道能够增加。

要能够按照图片进行设计，并通过各组图片的对比对设计进行不断的改进，在此基础上增加了3组的保护接地极，还增加了额外2组的防雷接地。接地的深度在0.5m左右，接地间距也要保持在6m。控制内以及配电室间距同样不能过近，要在距离地板300mm的高处安装一层镀锌扁钢，室内电缆桥架、水暖管道、电缆穿线等金属管道等要焊接到镀锌扁钢上面，镀锌钢在与室外的保护接地极相连的同时就能够形成一个新的接地网络，并能够与原来的接地网络连接到一起组成一个更加可靠、更加稳定的接地系统。有一些金属构件在没有经过焊接前就已经接到网上了，为了能够使其更加可靠、在设备的外壳上还增加了一些新的接地网的连接节点。新增加的防雷接地极可以沿着φ12镀锌钢圈与墙顶的避雷针相互连接。还能够通过使用屋面上的金属栏杆实现避雷，要对金属栏杆进行全面的检查，查看其是否可靠、安全，如果不可靠要进行反复焊接。

2、对保护装置的性能进行改进

为了防止变电站出现过于严重的感应雷击，设备生产厂家对不同型号的主变保护程序进行了有效设计，对厂家生产出的各型号设备存在的问题进行有效解决，在经过了反复的验证以后，正式将其投入运行。对已经运行的设备进行检验，对厂家生产的不同类型设备实施“记忆”增补，并对短路状态下，并要做出电流与最小的残压动作，对其开展可靠性的检验，能够确保保护方向不出现“盲区”。对新投产的设备进行安装试验与投产试验，在投运达到一年以后就可以开展保护极化电压记忆作用的检验，并将其列入到全检项目当中。此外，还要对电气量反应进行保护，设备安装交接试验第一年度，就要对出口三相短路的最短电路电流与最小残压动作进行试验，同样要将其当成全检的项目。

5 改进措施的实施效果

在实施完上述对感应雷击事故的整改措施以后，在适宜的土壤以及气象条件下，经过反复的测试，防雷接地的地极平均电阻值为2.5Ω，保护接地阻的电阻为2.2Ω，在将其全部换算成冲击接地电阻以后能够达到预定标准值。在2014年夏季，该地区没有出现过于严重的雷击现象，由此可以知道，这种整改方式的实施有一定的效果，能够有效的解决防雷问题，还能够有效验证以后两年雷雨季节实际运行情况。

6 结束语

综上所诉，本文针对变电设施的防雷击的相关问题进行了分析，在此基础上针对变电设施防雷击的安全操作和改进措施进行了介绍，目的是为了保护操作人员的安全以及保障变电设备的安全运行。

参考文献：

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