張志鵬 周鑫

摘 要：電力系統(tǒng)運維過程中，應做好防雷保護工作，尤其是要做好220kv變電站防雷措施，將電能運輸風險最小化，確保電能安全、穩(wěn)定輸送到戶。本文在變電站防雷介紹的基礎上，總結(jié)220kV變電站防雷接地設計要點，最后重點探究變電站防雷保護的可行性方法。旨在為防雷保護人員提供借鑒，推動變電站防雷保護工作邁向新臺階。

關鍵詞：220kV;變電站;防雷保護

引言：近年來，220kv變電站雷擊現(xiàn)象多次出現(xiàn)，這對電網(wǎng)安全保護工作提出較高要求，為使防雷保護效果達到預期，勢必要在防雷接地設計方面做足充分準備，并全方面探索防雷保護措施。當前，220kv變電站防雷保護刻不容緩，落實防雷保護工作于過程，能夠促進我國電網(wǎng)事業(yè)繁榮發(fā)展，并為日后防雷保護奠定堅實基礎。1.變電站防雷基本介紹

雷電天氣下的變電站處于非安全狀態(tài)，因為雷電所釋放電能一旦與電力設備接觸，那么電力系統(tǒng)將出現(xiàn)運行故障，當人員接觸到帶電設備，極易威脅人員生命安全[1]。變電站防雷操作十分必要，通過增強電力設備對電能抵御能力，使變電站在惡劣天氣下常態(tài)運行，實現(xiàn)電能資源穩(wěn)定、安全調(diào)度，滿足用戶在電能使用方面的需求。一般來說，防雷系統(tǒng)分一次防雷和二次防雷兩種，防雷系統(tǒng)啟動后，一次、二次防雷系統(tǒng)同步運作，并且過電壓保護與防雷措施相配合，使防雷保護效果最佳化。以往啟動單套防雷保護機制，意味著一次防雷系統(tǒng)受攻擊概率較高，并且電氣設備、弱電設備故障率接連出現(xiàn)，繼而影響電能的穩(wěn)定輸送，極易增加用戶與變電站企業(yè)間矛盾。從實際應用角度來看，變電站防雷保護具有迫切性和重要性。

2.220kV變電站的防雷接地設計要點

2.1遵循相關原則

220kv變電站接地過程中易出現(xiàn)故障，當故障部位在各級電壓母線，那么電流值明顯增大，那么要將許可電阻值由0.5兆調(diào)節(jié)為5兆。需注意的是，不意味著所有變電站接地電阻為5兆，具體參照接地設計規(guī)范及相關要求[2]。防雷接地設計期間，遵循隔離原則，將防雷接地危害最小化，避免發(fā)生安全事故。接地網(wǎng)受短路電流非周期分量影響較大，根據(jù)電位高低適當調(diào)整變壓器動作，出現(xiàn)電位差時，要及時驗算，使其與變電站防雷接地要求相一致，真正優(yōu)化防雷接地設計效果。

2.2注意相關事項

防雷接地設計期間，應適當安裝線路避雷器，為電力線路運行創(chuàng)設安全環(huán)境，滿足電能平穩(wěn)輸送需求。對于新建變電站活動，防雷接地設計人員科學制定方案，結(jié)合區(qū)域雷電危害程度以及雷電活動頻次，科學、合理設計線路避雷器，以此降低220kv變電站斷路器斷口故障，減少線路跳閘現(xiàn)象。除此之外，全面獲取、細致分析雷電數(shù)據(jù)，據(jù)此調(diào)整防雷方案，為避雷設施安裝提供方向，促進變電站安全運行。

3.220kV變電站防雷保護的有效措施

3.1加強進線保護

進線保護的作用不言而喻，針對220kV變電站的線路全面保護，一定程度上阻礙雷擊電流，并有效抵御雷電波，避免電氣設備因雷擊出現(xiàn)故障。防雷保護期間，一旦進線保護工作被動推進，或者保護水平居低不高，那么雷擊電流與電力設備接觸的可能性相應增大[3]?；诖耍咨萍友b避雷線，結(jié)合變電站線路運行路徑，合理確定避雷線位置。鑒于變電站線路未全線架設避雷線，防雷階段設置避雷器組，以此起到保護作用，真正抵御雷電沖擊。

3.2安裝避雷針

避雷針的主要功能即抵御雷電沖擊，雷電現(xiàn)象發(fā)生后，借助避雷針連接雷擊電流與大地，從而實現(xiàn)電流導地，將雷擊風險最小化，避免產(chǎn)生不必要的安全事故。避雷針主要防御來自雷雨天氣的雷電，將雷電能量引入避雷針，最后導入大地，讓電力設備以及附近線路免遭直接雷擊，取得良好的保護效果。實際安裝中，應合理確定避雷針位置，使其與周邊帶電設備保持安全距離，一般來說，安全距離大于五米。此外，合理設置接地電阻，以此滿足避雷針有效應用需求。避雷針安裝時，考慮到設備反擊問題，針對該問題規(guī)避時，往往在配電裝置上安裝避雷針，使其與主接地網(wǎng)間距離最少為三米。

3.3加強變壓器保護

變壓器保護工作十分必要，因為這項裝置是變電站的一部分，通過保護變壓器來抵御雷電波，使變壓器功能常態(tài)化，讓變電站平穩(wěn)、安全運行。220kV變電站內(nèi)變壓器的防雷保護工作實施時，配備避雷器，在此期間遵循最小距離原則，盡可能縮小線路長度，從而強化雷電防御作用。從實際應用角度來看，220kV變電站分組、分段安裝閥式避雷器，安裝位置既可以是分段母線、分段主線，也可以是接地總地網(wǎng)，將防雷效用最大限度發(fā)揮。需注意事項總結(jié)為：將避雷器接地線與變壓器金屬外殼、低壓側(cè)中性點相連，并接連到地網(wǎng)，其目的即降低較小高低壓繞組間以及高壓繞組對變壓器外殼產(chǎn)生的擊穿事故，使變電站安全運行。除此之外，通過感應過電壓保護防御變電站雷擊問題，對于設備感應過電壓，圍繞站內(nèi)設備、配電裝置（電壓<30v）、弱電裝置、低壓設備絕緣處理，與此同時，增大與接閃器及其引下線的空氣和地中距離，并科學、合理設計接地網(wǎng)，妥善建立等電位點，使其形成屏蔽網(wǎng)，減少感應過電現(xiàn)象。

3.4合理布設防雷接地網(wǎng)

首先，布置導體泄漏電流密度。為減少電流泄漏量，從具體情況出發(fā)，根據(jù)220kv變電站面積，利用非等間距方式設置接地網(wǎng)。其次，布設土壤表面電位。適當改善土壤表面電位，將網(wǎng)孔間電位差<0.65%，主要使用非等間距法?；诘乳g距法布設接地網(wǎng)，網(wǎng)孔間單位差≈12.0%[4]。從接觸電勢角度來看，非等間距法適用性較強，能夠全面優(yōu)化防雷接地網(wǎng)的防雷保護效果。最后，優(yōu)化防雷接地網(wǎng)施工質(zhì)量。施工前嚴格會審圖紙，從技術、經(jīng)濟等方面分析防雷接地網(wǎng)實用性，針對不當之處及時修正，使防雷效果最佳化。施工人員要強化安全意識，并增強責任感，避免防雷接地網(wǎng)連接中出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象，使圖紙與施工實際相一致，確保防雷接地網(wǎng)可靠、穩(wěn)固運行，為變電站防雷做好準備工作。

3.5二次側(cè)設備防雷

對于電源線防雷，即啟動三級防雷保護，其中一級防雷保護重點保護電壓輸出端，避免雷電電流對電氣設備產(chǎn)生強大沖擊;二級防雷保護主要針對母線來講，這是電源防雷設備效用發(fā)揮的基本要求，將雷電威脅最小化;三級防雷保護即全面安裝監(jiān)控設備，通過雷電預測啟動應急保護措施，使防雷效果最佳化。不僅如此，通訊線路防雷措施及時跟進，為保證線路信號穩(wěn)定性，針對通訊設施防雷處理，一般來說，信號浪涌保護器在通訊線路保護中起到至關重要的作用，使通訊線路穩(wěn)定運行。此外，安裝GPS天線防雷裝置，這是降低電涌電壓的有效措施，以此提高變電站綜合效益。

結(jié)論：綜上所述，220kv變電站防雷保護活動如火如荼得開展，具體落實防雷保護工作，能夠促進電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運行，同時，防雷設計水平顯著提高。防雷保護環(huán)節(jié)，通過加強進線保護、安裝避雷針、加強變壓器保護、合理布設防雷接地網(wǎng)、二次側(cè)設備防雷等措施優(yōu)化變電站防雷效果，以此降低雷擊安全故障。放眼長遠，220kv變電站防雷保護措施要進一步完善，促進電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]陳旭俊，賈紅芳，劉文燕.變電站防雷設計研究[J].機電信息，2020（11）：103-104.

[2]卜慶剛.淺談220kV變電站防雷綜合保護問題[J].科技創(chuàng)新導報，2014，11（34）：54.

[3]肖旭榮.220kV變電站GIS室防雷接地網(wǎng)的合理布置研究[J].電力設備管理，2020（02）：116-118.

[4]倪達.220kV變電站工程設計中幾個問題的探討[J].科技經(jīng)濟導刊，2019，27（02）：69+71.

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