110kV变电站的防雷保护措施探讨

叶清明

摘 要：110kV变电站在长期运行过程中，不可避免的会遇到雷电天气，若其防雷设计不合理或者不到位，则容易造成变电站设备停运或损坏，威胁电网安全。对此，笔者110kV变电站防雷的必要性出发，就其防雷保护措施作了探讨，以供参考。

关键词：110kV变电站;防雷;保护措施

雷电灾害作为最严重的灾害之一，对电力系统的稳定运行构成了极大的威胁，尤其是处于雷雨多发地区的110kV变电站，更容易遭受雷击，因此为安全起见，我们不仅要重视防雷设计，更好着力提高防雷水平，以此保证110kV变电站可靠供电。

一、110kV变电站防雷的必要性

之所以在110kV变电站中强调防雷设计与保护，一是因为雷电危害巨大，影响范围广，具体包括直击雷和感应雷两种，当雷电直接击中110kV变电站系统设备时，往往会形成强大的电流和电压，从而引发热效应、机械效应等破坏设备;而当雷电击中变电站的防雷系统时通常会出现电磁脉冲和放电现象，此时电压经金属管道或电缆对设备进行电磁干扰，影响设备运行或降低其绝缘性。[1]二是因为防雷保护工作本就是110kV变电站变电站工程建设的一部分，而且不可或缺，若设计或施工不当，则易为变电站甚至整个电网的平稳运行埋下安全隐患，故对于110kV变电站而言，加强防雷保护至关重要。

二、110kV变电站防雷保护措施探讨

（一）选用合适的避雷装置

由于直击雷较为常见，所以一般采用装设避雷针、避雷器等措施加以防护，但在实际运用中，必须立足实际，分析110kV变电站所在区域的雷电情况，通过收集整理雷暴数据提高防雷方案的实用性和适用性。在选择避雷针时，需要注意科学计算其保护范围，以一支避雷针为例，若被保护设备高度大于等于2倍的避雷针高度，其保护范围应为两者高度差与高度影响系数的乘积，当避雷针高度低于30m和高于30m时，影响系数分别为1和5.5。[2]一般情况下，若110kV变电站规模较小，可设独立的避雷针用于防雷，反之则应将避雷针（线）设于变电站系统架构之上，且保证规范严格施工，以此增强防雷效果。而在选用避雷器时，需要结合变电站被保护设备的性能特点、运行状态、绝缘状况等情况确定最佳的避雷器，若配电系统电压等级低于10kV，可选用FS阀式避雷器;若为110kV变电站，可选用FZ阀型避雷器，但必须保证其与系统具有相同的额定电压。此外，为控制摆你带你站设备绝缘强度处于规定范围内，还应对低于400V的低压侧增设氧化锌避雷器，配以空气间隙的设置，进一步提高防雷效果。

（二）强化变电站进线保护

为减少阀型避雷器的负荷，使其充分發挥防雷作用，还应对110kV变电站采取进线保护，一来在进线设计的影响下对避雷器的冲击电流加以抑制，二来通过降低雷电电压波变化保护变电站，故经常将避雷线设于变电站进线0.5-1.5km位置，以切实降低雷电对110kV变电站的不良影响。

（三）与接地保护密切配合

若想切实提高110kV变电站的防雷保护水平，还应与接地系统密切保护。首先重视接地设计，为在整体上增强110kV变电站的防雷作用，需要结合防雷系统加强接地设计，具体有直接接地和间接接地两种选择，但无论选择合适形式，目的都是将过电压雷击降至最低，所以在设计过程中应保证接地网与建筑物加固基础连接，且天然金属接地，以期形成以自然接地物为主、以人造接地体为辅的统一系统。[3]然后选择合适的接地材料，即在接地电阻与电流与标准要求相符的基础上，尽量延长其使用寿命，这就要求地面材料必须稳定性高，同时借助人造地线使接地电阻降低，其中电离器结合防腐处理以及石墨粉等较为常用。最后在布置接地网时需先确定扁钢尺寸。如在某110kV变电站接地网部署中，采用的是水平网格，水平、垂直与间距分别为16m、13m和5m，地深0.8m，因外缘封闭故设计的是电弧外缘角。同时垂直接地体顶部采用焊接接地，间距大于2倍的接地极长度，并设置集中接地，配以少量的接地电极，为缓解屏蔽情况，还在接地网周围设了深井接地电极。

因雷击电流造成的雷电波会对电源装置构成威胁，故在其入口处增设浪涌保护器也可在一定程度上降低危害，也可以基于LC低通滤波器过滤高频分量，结合使用压敏电阻对雷电波能力进行吸收，以此减少雷电对电源装置的影响，为变电站正常运行增加一份保障。

三、结语

总之，110kV变电站防雷设计具有非常重要的现实意义，这就要求我们从110kV变电站实际情况出发，制定合理有效的防雷方案，通过从避雷针、避雷器、接地设计等多方面加以考虑和保护，可大大增强110kV变电站的防雷水平，进而能够更好的抵御雷击。

参考文献：

[1]孙阳，王君龙.110kV变电站的电气设计与防雷保护研究[J].科技创新导报，2018，15（34）：59-60.

[2]刘海明.110kV变电站的防雷接地设计探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（26）：140.

[3]刘军亭.110kV变电站综合防雷措施[J].农村电气化，2014（06）：21-22.