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浅谈变电站安全生产中的防雷技术

文档作者：刘鹃文档来源：大同供电分公司		点击数：	更新时间： 2023年02月23日
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·理论探索·
浅谈变电站安全生产中的防雷技术
刘鹃
(大同供电分公司山西大同037008)
摘要：随着电力秉统的快速发展，使得电能这一清洁能源在人氏生产．生活中得到了鲁遍使用。但当高压输电一在为人们提供动力和照
明时，不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。因此，蓥须加强变电站f电防护问题的认识与研究。
关键词：变电站防f 具体措施
中图分类号：TM8 6 2 文献标识码：A 文章编号：l 007一0916(20l o)09一0153一ol
1变电站雷击的主要原因
供电系统任正常运行时，电气设备的
绝缘处于电网的额定电压作用之下，但是
由于雷击的原因，供配电系统中某些部分
的电压会人大超过正常状惫F的数值．通
常情况下变电站雷击有两种情况：一足雷
直击于变电站的没备上I二：是架宅线路的
雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷
电波沿线路侵入变电站。其具体表现形式
如下：(1)感应过电压。当雷云在架空导线上
方，由于静电感应，在架窄导线上积聚了大
量的异住束缚电荷，在雷云对天地放电时．
线路上二的电荷被释放，形成的自由电荷流
向线路的两端，产生很高的过电压，此过电
压会对电力网络造成危害。(2)直击雷过电
压。雷云直接击中电JJ装置时，形成强大的
雷电流，雷电流在电力装置上产佳较高的
电压，雷电流通过物体时，将产牛有破坏作
用的热效应和机械效应。架空线路的雷电
感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波
沿线路侵入变电站，是导致变电站雷害的
主要原因，若不采取防护措施，势必造成变
电站电气设备绝缘损坏，引发事故。
2变电站防雷的原则
针对变电站的特点，其总的防雷原则是
将绝大部分雷电流直接接闪引入地F泄敏
(外部保护)。阻塞沿电源线或数据、信号线引
入的过电压波(内豁保护及过电压保护)，限制
被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护)。这
三道防线，相瓦配合，各行其责，缺一不可。应从单纯一维防护(避雷针引雷入地一无源保护)转为二维防护(有源和无源防护)。包
括：防直击雷，防感应雷电波侵入，防雷电电
磁感应等多方面系统加以分析。(1)外部防雷
和内部防雷。避雷针或避雷带、避雷网引下线
和接地系统构成外部防雷系统，丰要是为了
保静’-建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安
全事故·而内部防雷系统则是防止雷电和其
它肜式的过电压侵入设备中造成损坏，这是
外部防雷系统无法保证的。为了实现内部防
雷．需要对进出保护区的电缆，金属管道等都
要连接防雷、及过压保护器，并实行等电位连
接。(2)防雷等电位连接。为r彻底消除雷电引
起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电
位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通
过过电压保护器进行等电位连接，各个内层
保护区的界面处同样要依此进行局部等电位
连接．各个局部等电位连接棒互相连接，并最
后与主等电位连接棒相连。
3变电站防蕾的具体措施
变电站遭受的雷击是下行雷，主要雷
赢击在变电站的电气设备上，或架空线路
的感JI=f雷过电压和直雷过电压形成的雷电
波沿线路侵入变电站。因此，避免直击雷和
雷电波对变电站进线及变压器产生破坏就
成为变电站雷电防护的炎键。
(1J变电站装设避雷针对青击雷进行防
护。架设避雷针是变电站防直击雷的常用
措施，避雷针是防护电气设备、建筑物不受
直接雷击的雷电接收器．其作用足把雷电
吸引到避雷针身上并安全地将雷电流引入
大地中，从而起到保护设备嫂果。变电站装
设避雷针时应使所有设备都处F避雷针保
护范围之内．此外，还应采取措施，防止雷
击避雷针时的反击事故。对于35kV变电站，
保护窄外设备及架构安全，必须装有独立
的避雷针。独直避雷针及其接地装置与被
保护建筑物及电缆等金属物之1．HJ的距离不
应小于五米，主接地网与独立避雷针的地
下距离不能小于_三米，独赶避雷针的独立
接地装置的寻I下线接地电阻不可大于l O
n，并需满足不发’卜反击事故的要求，对于
110kV及以上的变电站，装设避雷针是直击
雷防护的上要措施。由于此类电压等级配
屯装置的绝缘水平较高，可将避雷针直接
装设在配电装胃的架构上，同时避雷针与
主接地网的地F连接点，沿接地体的长度
庞大于十五米。因此，雷击避雷针所产生的
高电位不会造成电气设备的反击事故。
(2)变电站的进线防护。要限制流经避
雷器的雷电电流幅值和雷电波的陂度就必
须对变电站进线实施保护。当线路上出现
过电压时，将有行波导线向变电站运动，起
幅值为线路绝缘的50％冲击闪络电压，线路
的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高
很多。因此，在接近变电站的进线E加装避
雷线是防雷的上要措施。如不架设避雷线，
当遭受雷击时，势必会对线路造成破坏。
(3)变电站对侵入波的防护。变电站对
侵入波的防护的主耍措施是在其进线t装
设阀型避雷器。阀型避雷器的基本元件为
火花『臼J隙和非线性电阻。目前，SFZ系列阀
型避雷器，主要有用来保护中等及人容量
变电站的电气设备。FS系列阀型避雷器。主
要用来保护小容鼍的配电装置。
(4)变压器的防护。变压器的基本保护
措施是在接近变压器处安装避雷器，这样
可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。装
设避雷器时，要尽量接近变压器，并尽量减
少连线的长度，以便减少雷电电流在连接
线上的压降。同时，避雷器的连线应与变压
器的金属外壳及低压侧中性点连接在一
起，这样就有效减少r雷电对变压器破坏
的机会。变电站的每一组主母线和分段母
线卜都应装设阀式避雷器，用来保护变压
器和电气设备。各组避雷器应用最短的连
线接到变电装置的总接地网上。避雷器的
安装应尽可能处于保护设备的中间位置。
(5)变电站的防雷接地。变电站防雷保
护满足要求以后，还要根据安夸和工作接
地的要求敷设一个统一的接地网，然后避
雷针和避雷器下面增加接地体以满足防雷
的要求，或者在防雷装置卜敷设单独的接
地体。小变电站用独立避雷针，大变电人多
在独立避雷针与配电装置带电部分的空气
中最短途径不得小于五米。避雷针接地引
下线埋枉地中部分与配电装置构架的接地
导体埋在地中部分在l：壤中的距离必须大
干：米．变电站电气装置的接地装置采用
水平接地极为主的人1【接地嘲，水平接地
极采用扁钢50mm×5mm，垂直接地极采用
角钢50mm×5mm，垂直接地极问距5m～
6m，}接地网接地装置电阻不大r4Q，主
接地网埋于冻土层lm以F。人I：接地嘲的
外缘应闭合。外缘各角应做成圆弧形。大变
电站安装在架构J二的避雷针，与主接地网
应在其附近装设集中接地装置。避雷针与
主接地脚的地下连接点至变压器的接地线
主接地嘲的地下连接点，沿接地体的长度
不得小于l 5m，同时变压器『J形架构上不得
装避雷针。
(6)变电站防雷感应。随着电力技术的
发展，变电站均有完善的直击雷防护系统，
户外设备直接遭受雷击损坏的叮能很小。
但雷击防护系统时所产生的雷击放电及电
磁脉冲，以及雷电过电压通过金属管道电
缆对变电站控制等各种弱电i殳备产生严重
的电磁干扰，这就可能影响到变电设备的
正常运行。
采取防雷感应保护的措施丰要有：多
分支接地引线，减少引线雷电流。改善汇流
系统的结构，减少引下线对弱电设备的感
应；除了在电源入口装设处压敏电阻等限
制过压装置外，还可在信号线接入处使用
光耦元件，所有进出控制室的电缆均采用
屏蔽电缆，屏蔽层共用一个接地极；在控制
室和通信窀铺设等电位，所有电气设备的
外壳均与等电位汇流牌连接。
4结语
变电站是电力系统中对电能的电压和
电流进行变换、集中和分配的场所，是联
系发电厂与电力用户的纽带，担负着电压
变换和电能分配的重要任务。如果变电站
发生雷击事故，会给国家和人民造成巨大
的损失。所以变电站的防雷是不可忽视的
问题。
数字技术与应用1 53

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