110kV變電站的防雷保護措施探討

葉清明

摘?要：110kV變電站在長期運行過程中，不可避免的會遇到雷電天氣，若其防雷設計不合理或者不到位，則容易造成變電站設備停運或損壞，威脅電網安全。對此，筆者110kV變電站防雷的必要性出發，就其防雷保護措施作了探討，以供參考。

關鍵詞：110kV變電站;防雷;保護措施

雷電災害作為最嚴重的災害之一，對電力系統的穩定運行構成了極大的威脅，尤其是處于雷雨多發地區的110kV變電站，更容易遭受雷擊，因此為安全起見，我們不僅要重視防雷設計，更好著力提高防雷水平，以此保證110kV變電站可靠供電。

一、110kV變電站防雷的必要性

之所以在110kV變電站中強調防雷設計與保護，一是因為雷電危害巨大，影響范圍廣，具體包括直擊雷和感應雷兩種，當雷電直接擊中110kV變電站系統設備時，往往會形成強大的電流和電壓，從而引發熱效應、機械效應等破壞設備;而當雷電擊中變電站的防雷系統時通常會出現電磁脈沖和放電現象，此時電壓經金屬管道或電纜對設備進行電磁干擾，影響設備運行或降低其絕緣性。[1]二是因為防雷保護工作本就是110kV變電站變電站工程建設的一部分，而且不可或缺，若設計或施工不當，則易為變電站甚至整個電網的平穩運行埋下安全隱患，故對于110kV變電站而言，加強防雷保護至關重要。

二、110kV變電站防雷保護措施探討

（一）選用合適的避雷裝置

由于直擊雷較為常見，所以一般采用裝設避雷針、避雷器等措施加以防護，但在實際運用中，必須立足實際，分析110kV變電站所在區域的雷電情況，通過收集整理雷暴數據提高防雷方案的實用性和適用性。在選擇避雷針時，需要注意科學計算其保護范圍，以一支避雷針為例，若被保護設備高度大于等于2倍的避雷針高度，其保護范圍應為兩者高度差與高度影響系數的乘積，當避雷針高度低于30m和高于30m時，影響系數分別為1和5.5。[2]一般情況下，若110kV變電站規模較小，可設獨立的避雷針用于防雷，反之則應將避雷針（線）設于變電站系統架構之上，且保證規范嚴格施工，以此增強防雷效果。而在選用避雷器時，需要結合變電站被保護設備的性能特點、運行狀態、絕緣狀況等情況確定最佳的避雷器，若配電系統電壓等級低于10kV，可選用FS閥式避雷器;若為110kV變電站，可選用FZ閥型避雷器，但必須保證其與系統具有相同的額定電壓。此外，為控制擺你帶你站設備絕緣強度處于規定范圍內，還應對低于400V的低壓側增設氧化鋅避雷器，配以空氣間隙的設置，進一步提高防雷效果。

（二）強化變電站進線保護

為減少閥型避雷器的負荷，使其充分發揮防雷作用，還應對110kV變電站采取進線保護，一來在進線設計的影響下對避雷器的沖擊電流加以抑制，二來通過降低雷電電壓波變化保護變電站，故經常將避雷線設于變電站進線0.5-1.5km位置，以切實降低雷電對110kV變電站的不良影響。

（三）與接地保護密切配合

若想切實提高110kV變電站的防雷保護水平，還應與接地系統密切保護。首先重視接地設計，為在整體上增強110kV變電站的防雷作用，需要結合防雷系統加強接地設計，具體有直接接地和間接接地兩種選擇，但無論選擇合適形式，目的都是將過電壓雷擊降至最低，所以在設計過程中應保證接地網與建筑物加固基礎連接，且天然金屬接地，以期形成以自然接地物為主、以人造接地體為輔的統一系統。[3]然后選擇合適的接地材料，即在接地電阻與電流與標準要求相符的基礎上，盡量延長其使用壽命，這就要求地面材料必須穩定性高，同時借助人造地線使接地電阻降低，其中電離器結合防腐處理以及石墨粉等較為常用。最后在布置接地網時需先確定扁鋼尺寸。如在某110kV變電站接地網部署中，采用的是水平網格，水平、垂直與間距分別為16m、13m和5m，地深0.8m，因外緣封閉故設計的是電弧外緣角。同時垂直接地體頂部采用焊接接地，間距大于2倍的接地極長度，并設置集中接地，配以少量的接地電極，為緩解屏蔽情況，還在接地網周圍設了深井接地電極。

因雷擊電流造成的雷電波會對電源裝置構成威脅，故在其入口處增設浪涌保護器也可在一定程度上降低危害，也可以基于LC低通濾波器過濾高頻分量，結合使用壓敏電阻對雷電波能力進行吸收，以此減少雷電對電源裝置的影響，為變電站正常運行增加一份保障。

三、結語

總之，110kV變電站防雷設計具有非常重要的現實意義，這就要求我們從110kV變電站實際情況出發，制定合理有效的防雷方案，通過從避雷針、避雷器、接地設計等多方面加以考慮和保護，可大大增強110kV變電站的防雷水平，進而能夠更好的抵御雷擊。

參考文獻：

[1]孫陽，王君龍.110kV變電站的電氣設計與防雷保護研究[J].科技創新導報，2018，15（34）：59-60.

[2]劉海明.110kV變電站的防雷接地設計探討[J].城市建設理論研究（電子版），2017（26）：140.

[3]劉軍亭.110kV變電站綜合防雷措施[J].農村電氣化，2014（06）：21-22.