變電站防雷保護措施探討

1、變電站防雷保護措施探討摘要：變電站的安全運行易受到自然災害特別是雷擊的影 響，因此，防雷是變電站的一項重要任務。文章首先分析雷電對 變電站的危害，提出變電站防雷的原則，進而具體闡述gis變 電站防雷系統設計以及在具體例子中的應用關鍵詞：變電站；防雷接地裝置；危害；原則；系統；gis 變電站分類號:tm862文獻標識碼:a文章編號:1000 - 8136(2011 ) 36 0054 - 02雷擊是常見的自然災害之一，雷擊所產生的影響會使變電站 的電氣設備絕緣性降低，設備不能正常運行，嚴重影響著變電站 運行的安全可靠性。因此，對於變電站來說，防雷是一項重大的 任務1雷電對變電站的危害由於天氣的變

2、化在很大程度上影響著電網的安全運行，因此 電氣設備的絕緣保護是供電系統在額定電壓之下正常運行的重 要保證雷擊就是常見的自然災害之一，由於雷擊所產生的電壓會使 供配電系統中某些部分的電壓超過正常數值，因此電網系統防止 雷電危害顯得尤為重要。通常情況下變電所雷擊有兩種：一是直 擊雷；二是感應雷。兩者的特點具體如下：1.1直擊雷雷雲直接擊中電力裝置時，形成強大的雷電流，雷電流在電力裝置上產生較高的電壓，雷電流通過物體時，將產生有破壞作 用的熱效應和機械效應1.2感應雷雷擊防雷系統時所產生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過 壓通過金屬管道、電纜會對變電站控制室內各種弱電設備產生嚴 重的電磁幹擾，從而影響

3、整個系統的正常運行大量的研究表明，當變電站防雷系統落雷時，將產生以下危 害：由於雷電流泄入大地要通過變電站內接地網（主要靠集中 接地裝置），因此會在地網上產生一定的沖擊電位。這將可能導 致一些部位產生反擊現象，甚至局部放電，從而導致電氣設備絕 緣性降低；由於雷擊產生的電流在經避雷接地引下線入地時， 將在周圍空間產生強大的暫態電磁場，從而在變電站的通訊設 備、測量保護設備、電纜電線設備等部件上產生暫態電壓，導致 這些設備不能正常運行2變電站防雷的原則針對雷擊的形成特點，目前在進行防雷設計時，最基本的辦 法是從外部保護、內部保護及過電壓保護三個方面進行防護2.1外部防雷即避雷針或避雷帶、避雷網引下

4、線和接地系統構成外部防雷系統，將絕大部分雷電流直接引入地下泄散，從而保護建築物,避免因雷擊而導致火災事故及危及人身安全的其他事故發生2.2內部防雷遭受直擊雷的金屬體（包括接閃器、接地引下線和接地體）, 在接閃瞬間與大地間存在著很高的電壓，這電壓對與大地連接的 其他金屬物品發生的放電就叫反撃。因此，內部防雷就是阻塞沿 電源線或數據、信號線引入的過電壓波。這需要做好等電位連接, 通過過電壓保護器對電源線、信號線、金屬管道等進行等電位連 接，預防雷擊事故發生2.3接地裝置接地是避雷技術的重要環節，不管是直擊雷還是感應雷防護, 都要通過接地裝置導入大地，接地裝置的作用是把雷電流對接閃 器閃擊的電荷泄入

5、大地，使其與大地的異種電荷相中和。因此， 有良好的接地是防雷的最重要的環節之一總之，在防雷實踐中以上三道防線缺一不可。實踐中需要從 防直撃雷、防感應雷電波侵入、防雷電電磁感應等方面進行系統 分析，在設計防雷時，要從單純的避雷針引雷入地的無源保護轉 變為有源和無源防護結合的三維防護3gis變電站防雷系統設計直擊雷、側擊雷、感應雷防護三部分（主要是從其對雷電不 同危害形式的防護功能上來加以區分）組成瞭現代gis變電站 綜合防雷系統。從防雷工程應用的實踐來看，為瞭實現對不同雷 害的防護，防雷設施必須采取接閃、分流、屏蔽、均壓、接地等 技術措施，從而構成一套完善的防雷系統。當前的gis變電站 防雷主要

6、采用接地體、引下線、避雷網格、避雷帶、均壓環、等 電位、避雷器等技術手段，進行防雷設計和應用。一般來說，從gis變電站防雷設計到施工分為兩個階段第一設計施工階段：為瞭使建築物本身避免雷電損害，並降 低弱雷擊時對建築物產生的電磁效應，需要將gis變電站建築 工程的土建部分和直（側）擊雷防護設施同步進行施工。同時, 也為做好變電站內部設備的感應雷防護奠定瞭基礎第二設計施工階段：基於第一階段對gis變電站本身的防雷 設計和施工，需對gis變電站內部的電氣設備進行防雷設計， 如開關櫃、電容器等，也就是建築物防雷設施的感應雷防護部分, 這是gis變電站防雷設計和施工的第二階段，它需要與變電站 工程設備的

7、安裝同步進行。針對這一特點，在安裝保護、通信設 備等抗幹擾（或過電壓）能力較低的電子設備前，需要對設備安 裝所在建築物的直擊雷防護設施的情況進行詳細的瞭解。具體來 說，應包括接閃器、網格、防雷接地體的形式及工頻電阻值、動 力進線形式、高低壓避雷器安裝、等電位連接、引下線分佈等方 面。此外，對於較高層建築還需要對均壓環和玻璃幕墻接地的形 式及過渡電阻值等基本設計參數有詳細的瞭解，從而正確地設計 機房的位置、纜線的分佈、接地系統的形式和限壓分流等技術方 案。隻有做到具體情況具體分析，才能有效地發揮防雷設施的作 用，避免設計施工的盲目性4gis變電站防雷接地實例現以110 kv xxgis變電站防雷

8、接地設計為例進行詳細說明4.1變電站概況變電站為一幢四層配電裝置樓，框架結構，所有電氣裝置全 部為戶內佈置。三臺主變呈一字排列，相互之間用防火墻隔開, 全密封佈置。與主變相連的建築物是四層建築。一層為：備品間、 電纜層。二層所佈置的設備房間有：電容器室、10 kv配電間,備品備件間。三層佈置有：“0kvgis室、電氣二次設備室、 電容器室、接地變室。四層佈置有：通信室、蓄電池室4.2變電站接地部分該變電站地址情況較好。室外接地體采用復合接地網添加降 阻劑降低接地電阻即可。室內接地體為建築物基礎梁上的上下兩 層主筋，通常焊接成閉合的基礎接地網，接地體縱橫交接處應可 靠焊接，其經過樁柱基礎時與其兩

9、條主筋焊接。二樓高壓室、電 容器室周圍各預埋一圈環行接地扁鋼，環行接地扁鋼與主地網連 接，接地母線離地面高度300 mm ,采用暗敷方式。室內所有金屬構件與此環行扁鋼連接。所有電纜吊架用鍍鋅扁鋼可靠連接, 並與電纜溝的接地扁鋼連接。三樓設有三個閉合小母線,gis室、 二次設備室、電容器及接地變室各一個。設備接地引線采用鍍鋅 扁鋼與接地小母線焊接。四樓通信室、蓄電池室各設有一圈接地 小母線4.3變電站防雷部分引下線：混凝土構造柱內二主筋通常焊接為防雷引下線（根 據規程要求引下線應沿建築物四周均勻或對稱佈置，其間距不應 大於25 m）,其下端與地網焊接，上端伸出天面與屋面避雷帶焊接，要求各引下線在

10、經過每層縱橫量及樓板時與梁或板內主筋焊 接。避雷帶：屋面避雷帶采用（p16鍍鋅圓鋼，沿屋脊、屋簷、 墻上方敷設並焊接成閉合通路，並在屋頂組成20 cmx20 cm或 24 cmx16 cm的網格，作為屋面避雷帶。為防止雷電波侵入，凡進入建築物的各種金屬管道及電纜的金屬外皮等均應在進出 處與接地裝置焊接，為防止過電壓侵入低壓線路，在進線總配電 箱處設有spd保護本工程總體原則是利用建築物鋼筋混凝土中的結構鋼筋作為 防雷網，將電氣部分接地和防雷接地連在一起，即采用共同接地 方式。這樣就使建築物內的鋼筋間構成一個法拉第籠，在此籠內 的電氣設備和導體都與籠連接，就不會受到反擊5結束語綜上所述，變電站應

11、綜合考慮防雷工程的特點，結合整個變 電站的周邊環境（如地理位置、土質條件等），以及產品設備的 運行條件要求，采取相應的防雷保護方法和策略。本著因地制宜、 不同情況區別對待的原則，對不同區域的設備系統進行等電位連 接和安裝電源防雷裝置及湧浪電壓保護裝置，從而實現不同層次 的系統設備最大限度地達到統一的防雷目的參考文獻1胡繩剛變電站防雷淺析j 農村電工，2010 ( 10 )2孫志文、趙一帆.變電站防雷措施分析j .中國科技博覽, 2010 ( 12 )the exploration of substation lightning protection measuresliu zeyuanabst

12、ract: the safe operation of substation is vulnerable to affected by natural disasters, particularly by lightning, so lightning protection is an important task for substation. the article first analyzes the lightning's dangers to substation, proposes the principles of substation lightning protect!on, and then specifically addresses gis s