110kV变电站的防雷保护措施探析

【摘 要】危害电力系统的因素有很多，在自然因素方面雷电无疑造成了很大程度的危害和损失，它是威胁电力系统正常运行的主要原因之一，其中，如果雷电击中变电所，这会使人们的生活和工作非常不方便，不但造成大规模停电，而且有很多不安全隐患产生，因此，如何防雷电成为人们研究的重要方向，而且制定了很多防雷电措施。本文将介绍变电所防雷保护的研究成果。

【关键词】变电站；雷击；避雷装置

1 雷电天气对110kV变电站产生的威胁

当产生雷击时，如果击中变电站的电气设施，它会产生巨大的冲击电压，在经过电气设施时就会使变电站的设备受到损坏，有可能产生短路，甚至引起电气设施的爆炸，起火等十分严重的后果。而且，雷击时产生的强电流的高热现象会使电气设备的线路融化，从而导致电路瘫痪，严重时会造成大面积停电。其次，雷击造成的冲击效应有可能使金属弯曲，裂开等现象，造成很大的人员伤害和财产损失。它产生的电流感应和静电反应同样不容小觑，会引发火灾等灾害。当雷电击中建筑物时引起的强电流会释放高温，发出的热量引起物品的燃烧，引发火灾。而雷电的经过会使线路的绝缘性大大降低，增加安全隐患，后果十分严重。

1.1 雷击造成的直接损坏

当雷电击中变电站设备时，雷击中的强大电流和电压，通过线路由于发出的大量热量和冲击力使得电力设备受到严重的损坏，这种巨大的强烈电流使所有在承受范围之外的设施发生击穿和绝缘闪络现象，对110kV变电站造成很大的直接严重后果。而且随着目前微机保护系统，远动装置，图象监控装置以及计算机系统的大量使用，变电站在设计的时候应充分考虑雷击事故造成的影响，如果没有周密的设计，那么就会使雷电波直接击毁弱电装置使得弱电装置的摧毁率大大上升，进而影响其他设备的正常工作。

1.2 雷击造成的间接损坏

雷击除了造成直接的热效应和机械变形的损坏，它所形成的放电现象和电磁感应脉冲也有很大的破坏作用，这就是感应雷现象。雷电释放的高压经过金属线或者电缆到达变电站中的电气设施时，形成电磁干扰，对电力系统造成严重损坏。一些研究显示出，当雷电到达变电站的防雷设施时，会造成两种主要的危害，一是由于雷电的高压电流需要经过变电所的内部接入地线才会到达地下，因此在接地线中会有很大的冲击电位产生。这时在接地线的某些地方就会出现反击现象，有的还会有局部放电现象产生，这样会大大降低电气设施的绝缘性能。二是雷电下泄到地下的同时，在周围的空气和金属中产生强大的电磁感应场，从而使变电所的部分设施产生短暂的不稳定电压，影响这些设施的正常运转，造成停电。

2 110kV变电站采用的防雷击措施

由于目前110kV所选用的线路一般使用铁塔架构，当线路采用水平铺设时，铁塔属于典型的配置，这时，如果想要保证铁塔的线路拥有较强的抗雷击能力，铁塔下的接地电阻正常情况下选用八到十欧姆的数值幅度范围，而且铁塔上塔杆的保护角应该在二十度左右，这时会最大程度上将雷电经过时产生的高压避开，与此同时，还应使避雷装置的悬挂有足够高的位置，可以放置在交叉档与接线的塔杆上。防雷击的保护措施应该首先在了解当地环境情况下做出合适的做法，不应该盲目制定措施。

2.1 避雷针或避雷线

从实用程度和简易程度上来讲，避雷装置无疑是最方便的避雷方法。为了节省避雷设施的费用，尽量应在变电所的铁塔塔杆上，照明塔以及各处建筑物的高部位进行安装，同等的电流配置的绝缘性较好，且最重要的是变电站接地的电阻比较小，因此使得塔杆导入电流无太大危险，当然，装有避雷设施必须安装接有接地线的设备，同样，接地电阻不得超过十欧姆，应该保证变电站和地下连接的终端的线路在承受的范围之内，对于这一段距离的保护，可以使用连接避雷针的避雷线来实现。如果是小型的变电所一般会采用独立的避雷针，而在大型的变电站或变电所大都使用避雷针和避雷线结合的方式，更大程度上避免雷击引起的停电情况，这时对接地设施和避雷线的要求也会更加严格。不但要根据天气变化的趋势及时维护接地装置和接地线，持续增强电力系统的抗雷击能力，而且对于避雷针和地下的接地网也要进行及时的检查和维护，保证地下的接地电阻在允许的范围之内，还要在日常维护时注意对塔杆的接连位置进行加固，保障其牢固性。

2.2 浪涌保护器的合理使用

浪涌保护器就是针对雷电中蕴含的强大能量和高峰值特点而采用的避雷装置，在电源的进线处接入浪涌保护器，这时雷电中仍会有巨大能量冲击电气设备，对供电设施造成损害，因此还要采用低通滤波器进行雷电电波的过滤，还要安装压敏电阻来消弭雷击高电流中携带的能量。压敏电阻拥有很好的非线性特点，能很好的把电压降到可控的安全范围内，保证电力设施安全稳定，避免出现漏电，爆炸事故。

2.3 避雷器

避雷器是可以把雷击引起的强烈的雷电波下降到电网中电气设备的安全范围之内，因此在变电所的低压部分安装避雷器能有效的限制雷电波产生的高电压。而且使用避雷器时，还应对避雷器的残留电压加以限制，使得残留电压的峰值和陡度限制在安全范围内，否则同样会损坏变电站的电力设施，只有这样才会使变电站的电力供应设施安全稳定的正常运转。目前，金属氧化物避雷器是我国采用的主要避雷器，而在西方，除了金属氧化物避雷器，还有在电气设施安装空气间隙等操作，以备后患，达到进一步进行保护的目的。

2.4 埋地电缆和地下接引线

为了防止雷击引起的雷电感应，变电站内部的设施，线路和管道等金属物，应接引埋地电缆或电气设施的地下接引装置，且地下接引线不少于2根，为了保证雷电中的强电流造成的高热效应，应将电缆的金属外部线路皮接地，同时将变电站的管线进行等电位处理。正常的接地设施可以使由于雷击引起的高压电流导入地下，避免出现电位的升高，接地设施的检测和日常管理不但可以保证变电站电力设施的安全以及正常运作，从而使人们的生活更加便利，还会保证人们的生命安全和财产安全，接地网能够很好的起到引导雷电，避免发生电位过高的现象，这些防雷击的措施和装置应用于多方面，包括各种电压等级的输出，配电网络，以及各种变电所，是保障电气装置和人身安全的有效方法，所以接地设施的检测和日常管理尤为重要。

2.5 定期的维护

对于这些防雷设施应安排专职人员进行日常的检查，还要对气象站点进行巡逻，保证各种观察仪器的正常使用，对线路进行日常维护，使得站点内部的设备能够很好的正常工作。尤其要注意对雨量检测器和传感器的维护，以及对接地线路和避雷线的检测，做完后应及时把检测后的数据进行上传和备份，从而保证各个站点的设备正常运转。

3 总结

雷击作为一种常见的自然天气现象，但对变电站来说却是存在着很大的安全隐患，所以变电站防雷电措施的实现迫在眉睫，变电站防雷击拥有着至关重要的作用，它是一项非常庞大的系统工程，所以应该在项目的设计初期就给予考虑，认真对待。对于旧的变电站的防雷系统的改造也不能忽略。虽然变电站的高压防雷击有的很完善，但是弱电设施中的防雷击措施没有受到足够程度的重视，这样会导致接地设施存在非常严重的问题和安全隐患。除此之外，接地电阻的复测和日常维护也是保障变电站正常运转的重要因素，我们应该了解造成雷电入侵的特征和原因，制定更为有效的防范措施，只有认真仔细的对待雷击现象，才能最大程度上保障变电站的正常运作，产生更多的社会经济消息，使之不受雷电损失，便利人们的生产和生活。

参考文献：

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