防雷接地技术在220kV变电站中的应用

陈进兴

(福建源发电力勘察设计有限公司， 福建 福州 350001)

由于220kV变电站有着较为特殊功用与特殊的性质，导致其发生雷击事件的发生概率极高，且一旦变电站出现雷击事故，不仅会导致区域出现严重停电现象意外，还可能导致严重事故的发生，对人民群众的生命财产造成威胁安全。而想要对电气设备进行保护，避免其被雷击所干扰，就还需要对变电站的防雷接地技术进行深入研究。

1 220 kV变电站出现雷击现象的主要因素

一般来说，在电力站正常运行的过程中，都会有电网的额定电压对电气设备会进行保护。但由于雷雨天气中，因为雷击就会出现过电压的现象，造成供配电系统中的部分线路出现电压过高的情况。根据不同的电击途径，变电站的雷击情况主要是由以下情况所组成的。

1.1 直雷击过的电压

在雷电直接的击中到电力装置以后，会导致电气设备的局部有极大的雷电流与超高的电压，同时会释放极大的热量，所出现的热就会直接的影响电气设备的正常运行，并且造成电力装置的损坏，影响变电站的正常运行。

1.2 感应过电压

当雷区向架空的导线上方进行移动时，在静电感应的作用影响之下，就会使得架空导线上出现较多异线束缚电的集聚。一旦雷云对大地进行放电，就会导致架空导线上方出现极高的过电压。这些过电压的出现同样会对电力网络造成严重的危害情况。

1.3 雷电反击的出现

在架空线路有雷电感应过电压存在时，或者雷电对于其进行了直接击中后，会产生较大的过电压，就会导致变电站受到严重的雷害情况。若没有良好的防护措施，在其运行的过程中，就会出现极大的热量，在其迅速的释放热量以后，就会有破坏变电站设备中的绝缘层，并导致其他严重事故的发生。

2 220 kV变电站的防雷接地设计的基本原则

由于在220kV变电站中所使用的电压母线，其若出现接地故障，电流值会不断地增加，若要能满足R≤2000/I是存在较大困难的。而当前所应用的技术中，对于接地电阻的要求也从原来的0.5Ω提升到了5Ω。对其值的调整实际上也是希望能够对具有针对性的隔离措施进行有效应用，从而保证220kV变电站得到更加稳定安全的运行。而对于3～10k V的避雷器来说，随着其电位的升高，其不应该有什么动作，或在进行动作后不能出现损坏的情况。要应用不同的措施，对接触电位差以及跨步电位差进行有效的计算，从而确保其能够满足相关要求。在施工时，还需要对测量及绘制过程中产生的电位分布曲线进行充分的考虑。因此，在对220kV变电站的接地网进行设计时，就需要对以下原则进行充分的遵循：首先，接地网要使用房屋地基中金属性质的物体。其次，要保证接地网要成为闭合性的环形结构。再者，接地网要应用接一点的方法进行连接。

3 220 kV变电站所应用的防雷措施

3.1 对雷电电流进行正确的屏蔽

由于很多的防雷装置都有微机保护，因此在对220kV变电站的电力通信线路进行选择时，可以使用有着屏蔽层的那种多绞屏蔽的线缆，并且最好把具有强电的导线实现单独性的安装，从而保证电缆屏蔽层的接地只存在一个点。这是因为在变电站中，电力装备是有着模拟电路及数字电路两套线路的，所以数字设备和模拟设备要独立分开进行安装，同时要确保其之间仅存在一个连接点，若其二者无法成独立装填，则还会出现相互干扰的情况，严重的情况下，还会导致变电站的设备出现损坏。

3.2 变电站的接闪器

在220kV变电站受到雷击以后，基本都能够依靠防雷系统中直接拦截的方法，把雷电电流向接地网进行进入，接闪器则由避雷针和避雷线所组成。一些小型的变电站中只对独立的避雷针进行了设置，通常大型的变电站中同时存在避雷针和避雷线。而且大型的变电站也都严格的要求着雷电电流的引入线路与防雷的接地装置。

3.4 直接雷击发生时的防护措施

作为220kV变电站遭受最多的雷击方式，其对于变电站也存在着极大的危害，因此也要求变电站的工作人员对其进行足够的重视。具体的防护可以通过以下措施实现：首先，防止反击。想要避免雷电在泄地时出现反击的情况，避雷针接地引线及引下线入的地点都要与设备的接地点保持足够的距离。其次，对集中的接地装置进行装设。不论怎样的接地线都需要与总线地网相连接，同时还要在连接下加装集中的接地装置，但需要保证其工频有着大于10Ω的接地电阻。再者，要在主控室、网络控制楼和屋中的配电装置上设置防直击雷措施。很多房屋的屋顶部分或多或少都有金属设备的存在，要将金属部分进行接地处理。而对于钢筋混凝土式的屋顶还要能够把钢筋部分进行焊接接地处理。而对于非导电式结构的建筑屋顶，也要使用8～10米的网络避雷带进行接地处理。

4 220 kV变电站接地方式的选择

4.1 保护接地

在变电站被雷电所危害的情况下，为了有更加严重损失的出现，要对防雷接地系统进行设置和应用。通常来说，主要有信号防雷地和电源防雷地，其二者之间的区别主要在：首先，其所要求的防雷接地电阻之间存在较大差异。其次在工程实践时，信号防雷地主要依附于信号独立地，其和电源防雷地需要分别进行建设。而机壳安全接地则将系统内一些不带电的金属部分与地面连接，形成了较为良好的导电连接，这样就可以实现对于变电站电气设备和人身安全的保障。而由于220kV变电站中主要进行强电供电，所以其机壳基本都不带电，一旦受雷击出现故障，电源供电火线与外壳以及金属导电的部分就会发生短路，这时金属性质的部件就会成为带电体。如果不对接地措施进行有效的设置，就会导致带电体和地面间形成严重的电位差，人体若对带电体进行接触，其就可能穿过人体构成通路，造成严重事故的出现。因此必须要把金属外壳进行接地处理，保证其防雷的有效性。

4.2 工作接地

对工作接地方法的应用，其目的是希望能够确保220kV变电站的电力设备更加安全稳定的运行下去，从而保障系统测量与控制信息有着较高的精确程度。工作接地的组成主要有：机器逻辑接地和信号回路接地，还有屏蔽接地。机器逻辑接地也被叫做主机电源地，它主要位于6V等一些低压电源的电流输出地。信号回路接地则是在多个变送器负端要同时进行接地动作时，其开关量信号的负端接地。而屏蔽接地也有着模拟信号屏蔽层的接地工作。

5 总结

综上所述，在对220kV变电站应用接地防雷措施的过程中，首先必须要与其所在区域的实际地质条件进行有效的结合，并采取针对性的降阻措施和比较合理的接地技术，避免变电站被电击。而接地防雷技术还包含了大量各学科的知识，有着较强的综合性和复杂性。所以在对220kV变电站的接地防雷技术进行设计的过程中，就还要尊重要遵循其所具有的整体性、结构性及层次性等原则和特征，保证220kV变电站能够安全稳定的运行下去，保障人民群众的生命财产安全。

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