110kV变电站综合防雷措施研究

刘文煌

摘   要：电力系统在运行过程中，雷击是影响其安全运行的重要因素之一，当下电力企业也将变电站综合防雷作为确保电力系统安全运行、减少经济损失的重要措施。为保证110 kV变电站的安全、稳定运行，保证电力企业的经济效益，为人们提供更加可靠的电力服务，电力企业需做好110 kV变电站综合防雷措施。文章通过对110 kV变电站雷害的成因与防雷原则进行分析，进而提出综合防雷措施，希望为我国电力系统的可持续发展提供一些参考意见。

关键词：110 kV变电站;雷击;防雷措施;避雷针

110 kV变电站在电力系统中是十分重要的组成部分，对整个电力系统的安全、可靠运行具有重要影响，一旦变电站遭受雷击，就会使其稳定性、安全性下降，对人们的正常用电造成一定影响。110 kV变电站雷害的成因也有很多，比如冲击电压、热效应等，需要通过避雷线、避雷针等多种措施进行防护，降低雷击对110 kV变电站造成的影响。

1    110 kV变电站雷害成因分析

1.1  冲击电压

110 kV变电站遭受到雷击后，在雷电流高峰值的冲击下，会形成冲击电压，电力设备的绝缘会被击穿，导致短路的发生，严重时会对设备造成毁灭性的损害，比如火灾的发生。

1.2  热效应

当110 kV变电站受到雷击之后，在短时间内雷电能力会被释放，形成高热效应，设备的金属部位也会发生氧化，严重时会发生火灾[1]。

1.3  机械应力

除了热效应，雷电能量还会表现为热电流的机械效应，这设备会在应力下出现扭曲等问题，对电力企业造成巨大的经济损失。

1.4  雷电反击

当出现雷电反击后，设备的绝缘性能会受到影响，有可能击穿绝缘体引发爆炸、火灾等危险事故。

1.5  雷电波侵入

雷电波有一个很大的影响，能对110 kV变电站的设备造成影响，使得设备发生短路，严重时会出现爆炸或者火灾等情况，因此，要对雷电波进行有效的限制，确保设备的安全运行。

2    变电站防雷原则

2.1  对直击电保护不留死角

在电力系统中使用较为广泛的是避雷针、避雷线等，以此防范直击雷电带来的影响。将避雷针安装在变电站内部，并且将避雷线沿着变电站进线与出线段进行架设，有效降低雷击对变电站内部设备造成的影响，减少设备的损害，从而降低电力企业的经济损失。

2.2  加强沿输电线路传雷电侵入波的防护

变电站内部设备在雷击的影响下发生损害的主要原因是雷电侵入波。因此，在设计变电站时，要将金属氧化物避雷器科学加设在变电站中，来有效防护雷电侵入，降低对设备造成的损害。此外，将母线避雷器加装在站内母线上，来有效限制入侵雷电波的电压幅值，防止对设备造成损害。

2.3  构筑完善接地网

不同的防雷装置被设置在变电站内，能对雷电流进行有效的捕获，捕获的雷电流在接地网络的帮助下，安全的通入大地。为防止在雷电直击变电站设备后产生的雷电流出现瞬间高压情况，需将雷电流安全的引入大地合理泄流[2]，以对变电站相关设备进行有效的保护。

3    110 kV变电站综合防雷措施

3.1  避雷线

在进行110 kV变电站综合防雷措施时，以疏导为主，避开雷电波对变电站设备造成的损害[3]。我国目前110 kV的线路通常都是架设在铁塔上，因此，要提升铁塔的抗雷击能力，确保铁塔的雷电波疏导能力。避雷针的设置要科学、合理，确保接地阻值控制在合理的范围，一般为8 Ω以上，10 Ω以下，保证避雷线悬挂的高度符合相关的要求，提升铁塔塔身的稳固性。

3.2  避雷针

避雷针能对110 kV变电站的户外设备进行有效的防护，降低雷击造成的损害。在安装避雷针时，位置的确定十分重要，通常都会将其安装在110 kV变电站铁杆上，也可以将其设置在照明塔上。对避雷针进行装设时，对铁杆也有很高的要求，要确保其具有良好的接地装置，将该装置的溢流电阻控制在10 Ω以下，通过避雷线的装设对变电站与终端杆之间的一档线进行保护。当最终的选择为避雷针时，要确保接地装置溢流电阻在5 Ω以下，并且变电站接地回路与避雷针不能连接在一起。

在实际应用中会出现，避雷针对邻近的铁杆、设备等进行雷电反击问题，因此，还需满足一个条件：S≥0.1 h+0.3 Ri。式中，h与Ri分别代表接地冲击电阻与变电站铁杆或者设备的高度。同时也对避雷针与铁杆或者设备之间的空气间隙有一定要求，要求距离S控制在5 m以上，也对避雷针与变电站接地装置之间的距离有很大的要求，确保其距离控制在3 m以上。相关的距离如图1所示。

3.3  氧化锌避雷器的安装

目前在众多的防雷设备中，氧化锌避雷器是较为先进的设备，该设备是过电压保护电器，能发挥限压保护的效果。氧化锌避雷器在应用过程中，实施保护动作时，主要是通过对雷电流的泄放实现的，要求泄放的时间控制在100 μs，在完成泄放工作后能再次進行动作状态，从而实现对雷电冲击的连续保护效果。在实际应用中，氧化锌避雷器也有一个缺陷，就是保护的范围较小，所以，该设备在进行综合防雷时，一般会将其应用到变电站站内设备的保护中，提升实际应用价值。

3.4  防浪涌保护器的安装

防浪涌保护器的安装能起到良好的效果，主要是在雷电波的能量来临时，能有效衰减能量的峰值，一般情况下，防浪涌保护器安装的位置在电源的入口。立 防浪涌保护器在安装之后，雷电波还会剩余一些流量，对设备造成一定的影响，所以，还要借助低通滤波器，利用低通滤波器进行过滤，再在压敏电阻的应用下，将多余的雷电波能量进行吸收，降低对设备造的损害。

3.5  接地装置

防雷的一个重要目的就是对雷击过电压进行有效的减低，防止设备在电压快速升高下出现损害，在对雷击过电压进行降低时，需要雷电流的有效倒泄，具有良好的接地效果，只有保证接地装置的安全性与可靠性，才能确保变电站设备、相关人员的安全。

3.6  定期巡检与维护

综合以上多种防雷措施，装设防雷设备后，随着时间的推移，长时间运行极会出现一些问题，影响防雷设备的工作质量，因此，电力企业要加强对110 kV变电站防雷设备的巡检与维护，确保防雷设备的可靠性与安全性。尤其是在较为特殊的天气，能及时发现防雷设备出现的故障、损害等，并及时进行补救，降低雷击对变电站造成的损害。在巡检过程中也要对各类设备做好清洁工作，对发现的问题及时解决，保证110 kV变电站防雷设备的安全运行。最后，对发现的问题进行详细的记录，并将维护记录留下书面痕迹，方便下一次检修，进而提升防雷设备检修的质量，降低电力企业的经济损失。

4    结语

电能在我国社会经济的快速发展中发挥着重要作用，同时也成为我国人民生活、工作等离不开的能源。为了确保人们生活与工作的正常开展，降低电力企业的经济损失，提升其服务质量，需做好综合防雷措施，确保电力系统的安全、可靠运行，促进我国电力行业的可持续发展。

[参考文献]

[1]方伟锋.110 kV输电线路防雷技术综合应用以及运维管理探析[J].科技资讯，2017（30）：53.

[2]曹晓斌，田明明，张血琴，等.PW线升高或架设避雷线雷电防护效果综合评估[J].高电压技术，2015（11）：3590-3596.

[3]郭永喜，伍银波.1 000 kV交流输电系统中变电站防雷措施的研究[J].广东技术师范学院学报，2015（2）：52-54.