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淺談變電站安全生產(chǎn)中的防雷技術(shù)

文檔作者：劉鵑文檔來源：大同供電分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年02月23日
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·理論探索·
淺談變電站安全生產(chǎn)中的防雷技術(shù)
劉鵑
(大同供電分公司山西大同037008)
摘要：隨著電力秉統(tǒng)的快速發(fā)展，使得電能這一清潔能源在人氏生產(chǎn)．生活中得到了魯遍使用。但當(dāng)高壓輸電一在為人們提供動力和照
明時，不能忽視自然界產(chǎn)生的雷電對高壓輸變電設(shè)備產(chǎn)生的大量危害。因此，鎣須加強(qiáng)變電站f電防護(hù)問題的認(rèn)識與研究。
關(guān)鍵詞：變電站防f 具體措施
中圖分類號：TM8 6 2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：l 007一0916(20l o)09一0153一ol
1變電站雷擊的主要原因
供電系統(tǒng)任正常運(yùn)行時，電氣設(shè)備的
絕緣處于電網(wǎng)的額定電壓作用之下，但是
由于雷擊的原因，供配電系統(tǒng)中某些部分
的電壓會人大超過正常狀憊F的數(shù)值．通
常情況下變電站雷擊有兩種情況：一足雷
直擊于變電站的沒備上I二：是架宅線路的
雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷
電波沿線路侵入變電站。其具體表現(xiàn)形式
如下：(1)感應(yīng)過電壓。當(dāng)雷云在架空導(dǎo)線上
方，由于靜電感應(yīng)，在架窄導(dǎo)線上積聚了大
量的異住束縛電荷，在雷云對天地放電時．
線路上二的電荷被釋放，形成的自由電荷流
向線路的兩端，產(chǎn)生很高的過電壓，此過電
壓會對電力網(wǎng)絡(luò)造成危害。(2)直擊雷過電
壓。雷云直接擊中電JJ裝置時，形成強(qiáng)大的
雷電流，雷電流在電力裝置上產(chǎn)佳較高的
電壓，雷電流通過物體時，將產(chǎn)牛有破壞作
用的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。架空線路的雷電
感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波
沿線路侵入變電站，是導(dǎo)致變電站雷害的
主要原因，若不采取防護(hù)措施，勢必造成變
電站電氣設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。
2變電站防雷的原則
針對變電站的特點，其總的防雷原則是
將絕大部分雷電流直接接閃引入地F泄敏
(外部保護(hù))。阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引
入的過電壓波(內(nèi)豁保護(hù)及過電壓保護(hù))，限制
被保護(hù)設(shè)備上浪涌過壓幅值(過電壓保護(hù))。這
三道防線，相瓦配合，各行其責(zé)，缺一不可。應(yīng)從單純一維防護(hù)(避雷針引雷入地一無源保護(hù))轉(zhuǎn)為二維防護(hù)(有源和無源防護(hù))。包
括：防直擊雷，防感應(yīng)雷電波侵入，防雷電電
磁感應(yīng)等多方面系統(tǒng)加以分析。(1)外部防雷
和內(nèi)部防雷。避雷針或避雷帶、避雷網(wǎng)引下線
和接地系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，豐要是為了
保靜’-建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安
全事故·而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其
它肜式的過電壓侵入設(shè)備中造成損壞，這是
外部防雷系統(tǒng)無法保證的。為了實現(xiàn)內(nèi)部防
雷．需要對進(jìn)出保護(hù)區(qū)的電纜，金屬管道等都
要連接防雷、及過壓保護(hù)器，并實行等電位連
接。(2)防雷等電位連接。為r徹底消除雷電引
起的毀壞性的電位差，就特別需要實行等電
位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通
過過電壓保護(hù)器進(jìn)行等電位連接，各個內(nèi)層
保護(hù)區(qū)的界面處同樣要依此進(jìn)行局部等電位
連接．各個局部等電位連接棒互相連接，并最
后與主等電位連接棒相連。
3變電站防蕾的具體措施
變電站遭受的雷擊是下行雷，主要雷
贏擊在變電站的電氣設(shè)備上，或架空線路
的感JI=f雷過電壓和直雷過電壓形成的雷電
波沿線路侵入變電站。因此，避免直擊雷和
雷電波對變電站進(jìn)線及變壓器產(chǎn)生破壞就
成為變電站雷電防護(hù)的炎鍵。
(1J變電站裝設(shè)避雷針對青擊雷進(jìn)行防
護(hù)。架設(shè)避雷針是變電站防直擊雷的常用
措施，避雷針是防護(hù)電氣設(shè)備、建筑物不受
直接雷擊的雷電接收器．其作用足把雷電
吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入
大地中，從而起到保護(hù)設(shè)備嫂果。變電站裝
設(shè)避雷針時應(yīng)使所有設(shè)備都處F避雷針保
護(hù)范圍之內(nèi)．此外，還應(yīng)采取措施，防止雷
擊避雷針時的反擊事故。對于35kV變電站，
保護(hù)窄外設(shè)備及架構(gòu)安全，必須裝有獨立
的避雷針。獨直避雷針及其接地裝置與被
保護(hù)建筑物及電纜等金屬物之1．HJ的距離不
應(yīng)小于五米，主接地網(wǎng)與獨立避雷針的地
下距離不能小于_三米，獨趕避雷針的獨立
接地裝置的尋I下線接地電阻不可大于l O
n，并需滿足不發(fā)’卜反擊事故的要求，對于
110kV及以上的變電站，裝設(shè)避雷針是直擊
雷防護(hù)的上要措施。由于此類電壓等級配
屯裝置的絕緣水平較高，可將避雷針直接
裝設(shè)在配電裝胃的架構(gòu)上，同時避雷針與
主接地網(wǎng)的地F連接點，沿接地體的長度
龐大于十五米。因此，雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的
高電位不會造成電氣設(shè)備的反擊事故。
(2)變電站的進(jìn)線防護(hù)。要限制流經(jīng)避
雷器的雷電電流幅值和雷電波的陂度就必
須對變電站進(jìn)線實施保護(hù)。當(dāng)線路上出現(xiàn)
過電壓時，將有行波導(dǎo)線向變電站運(yùn)動，起
幅值為線路絕緣的50％沖擊閃絡(luò)電壓，線路
的沖擊耐壓比變電站設(shè)備的沖擊耐壓要高
很多。因此，在接近變電站的進(jìn)線E加裝避
雷線是防雷的上要措施。如不架設(shè)避雷線，
當(dāng)遭受雷擊時，勢必會對線路造成破壞。
(3)變電站對侵入波的防護(hù)。變電站對
侵入波的防護(hù)的主耍措施是在其進(jìn)線t裝
設(shè)閥型避雷器。閥型避雷器的基本元件為
火花『臼J隙和非線性電阻。目前，SFZ系列閥
型避雷器，主要有用來保護(hù)中等及人容量
變電站的電氣設(shè)備。FS系列閥型避雷器。主
要用來保護(hù)小容鼉的配電裝置。
(4)變壓器的防護(hù)。變壓器的基本保護(hù)
措施是在接近變壓器處安裝避雷器，這樣
可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝
設(shè)避雷器時，要盡量接近變壓器，并盡量減
少連線的長度，以便減少雷電電流在連接
線上的壓降。同時，避雷器的連線應(yīng)與變壓
器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點連接在一
起，這樣就有效減少r雷電對變壓器破壞
的機(jī)會。變電站的每一組主母線和分段母
線卜都應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器，用來保護(hù)變壓
器和電氣設(shè)備。各組避雷器應(yīng)用最短的連
線接到變電裝置的總接地網(wǎng)上。避雷器的
安裝應(yīng)盡可能處于保護(hù)設(shè)備的中間位置。
(5)變電站的防雷接地。變電站防雷保
護(hù)滿足要求以后，還要根據(jù)安夸和工作接
地的要求敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后避
雷針和避雷器下面增加接地體以滿足防雷
的要求，或者在防雷裝置卜敷設(shè)單獨的接
地體。小變電站用獨立避雷針，大變電人多
在獨立避雷針與配電裝置帶電部分的空氣
中最短途徑不得小于五米。避雷針接地引
下線埋枉地中部分與配電裝置構(gòu)架的接地
導(dǎo)體埋在地中部分在l：壤中的距離必須大
干：米．變電站電氣裝置的接地裝置采用
水平接地極為主的人1【接地嘲，水平接地
極采用扁鋼50mm×5mm，垂直接地極采用
角鋼50mm×5mm，垂直接地極問距5m～
6m，}接地網(wǎng)接地裝置電阻不大r4Q，主
接地網(wǎng)埋于凍土層lm以F。人I：接地嘲的
外緣應(yīng)閉合。外緣各角應(yīng)做成圓弧形。大變
電站安裝在架構(gòu)J二的避雷針，與主接地網(wǎng)
應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。避雷針與
主接地腳的地下連接點至變壓器的接地線
主接地嘲的地下連接點，沿接地體的長度
不得小于l 5m，同時變壓器『J形架構(gòu)上不得
裝避雷針。
(6)變電站防雷感應(yīng)。隨著電力技術(shù)的
發(fā)展，變電站均有完善的直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，
戶外設(shè)備直接遭受雷擊損壞的叮能很小。
但雷擊防護(hù)系統(tǒng)時所產(chǎn)生的雷擊放電及電
磁脈沖，以及雷電過電壓通過金屬管道電
纜對變電站控制等各種弱電i殳備產(chǎn)生嚴(yán)重
的電磁干擾，這就可能影響到變電設(shè)備的
正常運(yùn)行。
采取防雷感應(yīng)保護(hù)的措施豐要有：多
分支接地引線，減少引線雷電流。改善匯流
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少引下線對弱電設(shè)備的感
應(yīng)；除了在電源入口裝設(shè)處壓敏電阻等限
制過壓裝置外，還可在信號線接入處使用
光耦元件，所有進(jìn)出控制室的電纜均采用
屏蔽電纜，屏蔽層共用一個接地極；在控制
室和通信窀鋪設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的
外殼均與等電位匯流牌連接。
4結(jié)語
變電站是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和
電流進(jìn)行變換、集中和分配的場所，是聯(lián)
系發(fā)電廠與電力用戶的紐帶，擔(dān)負(fù)著電壓
變換和電能分配的重要任務(wù)。如果變電站
發(fā)生雷擊事故，會給國家和人民造成巨大
的損失。所以變電站的防雷是不可忽視的
問題。
數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用1 53

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