浅析220kV变电站的防雷措施与接地网技术

1、前言

变电站是维护电力系统正常运行的保障，一旦出现问题，轻则大规模停电，重则威胁人民的生命安全，所以，变电站必须采取有效的措施做好防雷工作。防雷最关键的环节就是接地，通过设置合理的装置将雷引入地下，能够起到较好的避雷效果，保障电力系统的运行安全。220kV变电站的防雷接地设计主要包含电气、控制和通信等设备，最关键的是接地网技术，关系到变电站的正常运行和设备的安全性，因此，必须做好变电站的接地网设计。

2、220kV变电站的防雷措施

2.1变电站防雷概述

雷电是一种放电现象，一般分为直击雷、感应雷。直击雷主要作用于电力设备上，导致设备故障的出现，造成电力系统无法正常运行，对于线路危害很大。由于一般的设备对于雷电的抵御能力较差，如果遭到雷电的攻击，不仅影响变电站的通信和调度，甚至会导致电气设备的严重损坏，造成大面积停电，引起巨大的安全事故。

变电站的防雷系统一般有两种：一次防雷、二次防雷。当一次防雷系统受到雷电攻击时，造成的影响主要有：电流传入大地冲击电位，当出现电位差时，就会损坏相关的电气设备；电流传入地下时，就会形成强大磁场，损坏弱电设备。变电站的两种防雷系统是一套体系，但是二次防雷系统对于雷击电流的耐受程度较低，因此，防护必须是全方位的：变电站的防雷措施一定要注意避雷线防雷、避雷针防雷和过电压保护相结合，缺一不可。

2.2变电站的主要防雷措施

变电站的防雷核心是释放雷电产生的巨大能量，一般采取将能量导入地下的办法。防雷措施一般有分区防护和多重屏蔽、均衡电位等几种。对于侵入波，主要采取的是安装避雷器的方法，将避雷器安装在需要保护的设备旁边，这样就可以在电压值过大的时候，通过避雷器及时的进行放电，减小过压值以保护电气设备；对于直击雷，一般采取的办法是将避雷针安设在配电装置上，避免雷击造成设备反击，但要注意避雷针和设备的接地、带电、构架接地等部分必须至少保持5米的距离，与主接地网至少保持3米距离；架空线路的全线均要做好避雷线的架设，并保证其保护角的度数值在20度到30度之间；对于进线段，在架空线连接部分和电缆之间必须安装避雷器，并保证后者的金属外壳和接地端实现连接；对于变压器，必须将避雷器安设在其附近，避免雷电波对绝缘设备造成损坏；为了尽量降低雷击对于二次设备的干扰，就必须要注意多分接地下线的使用和泄放系统结构的优化、屏蔽设备的改进、屏蔽电缆的使用；在做好雷击防护之后，必须针对实际情况，进行接地网的敷设，以保障变电站的运行安全。

3、220kV变电站的接地网技术注意要点

3.1接地网设计要遵循科学原则进行

接地网是变电站防雷的关键，它可以通过一定的装置将雷击产生的危害降至最低，所以，为了达到更好的防雷效果，保障变电站的正常运行，就必须重视接入装置的合理设置。接地装置一般是指实现接闪器和地面电气连接的特定装置。对于220kV变电站来说，接地装置的作用是将电荷导入大地并中和异种电荷，防止变电站遭到雷击。电阻较大的接地系统很容易在电力系统发生故障的时候引起地电压非正常升高，此时如果接地网格的设计不够合理，就很容易导致电缆绝缘和设备被损坏，甚至威胁到变电站工作人员的人身安全，给变电站造成巨大损失。因此，为了尽量避免变电站被雷电破坏，在进行接地网设计的时候，必须遵循以下原则：接地网应使用房屋地基的金属物；接地网必须呈现闭合状，并且形状是环形；接地网一般使用接一点的办法。

3.2接地装置的安装要点

一般的接地线、接地体分为人工的和天然的两种，在具体应用中，使用较多的是前者。人工接地体可以促进接地电阻达到规定值，并减少外界影响。人工接地体又可以分为水平接地和垂直接地两种，接地的具体电阻与土壤性质和接地状态等都有关系。垂直接地体彼此之间的距离必须控制在大约5米左右，顶部埋深（0.6米为宜），最少0.5米、最大0.8米，设计时要注意控制。接地体的同向道路、出入口，距离必须控制在3米以上，如果达不到，就要注意顶部要大于1米、宽度控制在2米以下，材料可以使用沥青砂石。土壤内部的接地装置必须进行连接部分的焊接，并做好防腐处理，保证电气的可靠连接。

3.3接地装置的应用要点

避雷针在实际使用中需要配套设置接地装置，而且必须实现内部建筑和外部接地体的连接，促进等电位效应的形成。为了进一步提高装置的安全系数和可靠程度，引下线的数量应进行合理的设置（至少保持在两个以上），并且以强度作为依据，适当的增加引下线的数量以降低冲击接地电阻；另外，为了避免发生反击，设备接地点的布置必须和避雷针引线的入地点拉开距离，后者的接地引线必须远离电气设备；注意装置的合理设置，对于有金属结构的部分，必须注意金属结构和地面的结合，针对屋顶是砼结构的特点，必须进行砼的焊接，以形成网接地，在屋顶结构不导电的情况下，必须采取防雷保护措施。

4、结语

一般来讲，220kV变电站的采取防雷措施有两个目的，一是阻挡雷电波，二是利用装置将其引入接地网。防雷设计的主要装置是避雷针和避雷线等，220kV变电站使用的一般是前者，而避雷器的功能则是控制并减小雷电波的强度。220kV变电站的防雷，应根据变电站的实际情况采取相应的手段和措施，其中最重要的环节就是做好防雷接地设计，尽量降低雷电对于变电站的危害，保障电气设备的安全。在进行接地网设计的时候，必须从变电站所处的实际地域出发，充分考虑当地的地质特点，采取有针对性的降阻防雷办法，设置合理的接地装置。接地网技术是一项涉及面十分广泛的技术，综合性比较强，通过信息的全面分析，可以促进接地网的优化设计，从而达到更好的防雷效果，在未来的实践过程中还有巨大的改进空间。

（作者单位：国网江西上犹县供电有限责任公司）