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【摘 要】在电力系统中，电气设备接地是必不可少的一部分，它的主要目的是保护人身及设备的安全，在系统装置中包含了工作接地、保护接地、雷电保护接地。本文简单阐述了变电站电气设备接地防雷电保护及安全对策，供大家参考。
【关键词】变电站；电气设备；接地装置；防雷电；安全对策
1、引言
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。多种高压设备的汇聚致使变电站容易遭受雷击，变电站一旦受雷击的影响，造成局部范围内的供电中断，影响了供电可靠性和工农业生产的正常运行，城乡居民的日常生活也受到不同程度的影响。因此变电站防雷显得格外重要。从变电站被雷击的来源划分，可分为雷直击于变电站和架空线路的雷电感应过电压、直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站，变电站的防雷设计，必须依据国家规范并确保人身安全。
2、变电站接地设计的必要性
接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高；如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给运行人员的安全带来威胁，还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和社会影响。
3、变电站直击雷的保护
变电站直击雷的保护主要是安装避雷针。避雷针的原理是将雷吸引到自己的身上，并安全导入地中，从而保护附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。变电站内所有配电设施，包括组合导线和母线廊道，均应在直击雷保护措施的保护之下，要按规范的避雷针保护范围的计算方法来进行，独立针与被保护物之间应有一定距离，以免雷击针时造成反击，接地装置与被保护物接地装置之间也应保持一定距离，以免击穿，如果场地限制，可将两个接地装置相连，但是为避免设备反击，该连接点到35kV及以下设备的接地线入地点，沿接地体的地中距离应大于15m。35kV及以下的变电站，由于绝缘水平较低，不允许避雷针装设在配电构架上，避雷针必须独立安装，并满足不发生反击的要求；110kV及以上的变电站，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上，雷擊避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故，为保险起见可在附近加设3～5根垂直接地极或水平接地带。避雷针会增加在架空线路上产生感应雷电过电压的频率，避雷线不但不会增加在架空线路上产生感应雷电过电压的频率，而且还能降低感应雷电过电压的幅值，从经济角度考虑，电力行标规定35KV及以下线路，一般不沿全线架设避雷线，可在容易产生雷击部位增设避雷线，避雷线的接地电阻在规定的范围内。因此只要将变电站所有的设备及变电站进出线的最后一档线路，均纳入其保护范围之内，完全可以防止变电站设备遭受直接雷击。
4、变电站弱电设备防雷安全对策
（1）采用多分支接地引下线，使通过接地引下线的雷电流大大减小。
（2）改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽。
（3）改进泄流系统的结构，减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用。
（4）除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外，在信号线接入处应使用光电耦合元件或设置具有适当参数的限压装置。
（5）所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽层公用一个接地网。
（6）在控制室及通讯室内敷设等电位，所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。
5、变电站雷电防护措施
（1）利用避雷针和避雷线防止直击雷对变电站的影响。
（2）通过避雷线和避雷器防护架空线路的雷电感应过电压、直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。
（3）对变电站进线采取避雷线和避雷器双重防护，以提高避雷器的可靠性和安全性。
（4）变压器的防护要针对不同性质和类型安装避雷器，并注意变压器中性点的保护；
（5）防雷的关键在于接地，其接地是否良好，对保护作用的发挥有着直接的影响，接地体、引下线和接地电阻必须达到规范要求。
（6）防止反击：设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地防止反击：设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地点，避雷针接地引下线尽量远离电气设备。
（7）装设集中接地装置：上述接地应与总线地网连接，并在连接下加装集中接地装置，其工频接地电阻碍大于10Ω。
（8）主控室或网络控制楼及屋内配电装置直击雷的保护措施。①若有金属屋顶或屋顶有金属结构时，将金属部分接地。②若屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地。③若结构为非导电的屋顶时，采用避雷保护，该避雷带的网络为8m至10m设引下线接地。
6、结束语
接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性能价格比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。根据变电站防雷设计的整体性结构性、层次性、目的性，及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途，采取相应雷电防护措施，保证变电站设备的安全稳定运行。
【关键词】变电站；电气设备；接地装置；防雷电；安全对策
1、引言
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。多种高压设备的汇聚致使变电站容易遭受雷击，变电站一旦受雷击的影响，造成局部范围内的供电中断，影响了供电可靠性和工农业生产的正常运行，城乡居民的日常生活也受到不同程度的影响。因此变电站防雷显得格外重要。从变电站被雷击的来源划分，可分为雷直击于变电站和架空线路的雷电感应过电压、直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站，变电站的防雷设计，必须依据国家规范并确保人身安全。
2、变电站接地设计的必要性
接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其它形式的雷，都将通过接地装置导入大地。因此，没有合理而良好的接地装置，就不能有效地防雷。从避雷的角度讲，把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地，使其与大地的异种电荷中和。变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。如果接地电阻较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高；如果接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这会给运行人员的安全带来威胁，还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备会发生误动、拒动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和社会影响。
3、变电站直击雷的保护
变电站直击雷的保护主要是安装避雷针。避雷针的原理是将雷吸引到自己的身上，并安全导入地中，从而保护附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。变电站内所有配电设施，包括组合导线和母线廊道，均应在直击雷保护措施的保护之下，要按规范的避雷针保护范围的计算方法来进行，独立针与被保护物之间应有一定距离，以免雷击针时造成反击，接地装置与被保护物接地装置之间也应保持一定距离，以免击穿，如果场地限制，可将两个接地装置相连，但是为避免设备反击，该连接点到35kV及以下设备的接地线入地点，沿接地体的地中距离应大于15m。35kV及以下的变电站，由于绝缘水平较低，不允许避雷针装设在配电构架上，避雷针必须独立安装，并满足不发生反击的要求；110kV及以上的变电站，由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高，可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上，雷擊避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故，为保险起见可在附近加设3～5根垂直接地极或水平接地带。避雷针会增加在架空线路上产生感应雷电过电压的频率，避雷线不但不会增加在架空线路上产生感应雷电过电压的频率，而且还能降低感应雷电过电压的幅值，从经济角度考虑，电力行标规定35KV及以下线路，一般不沿全线架设避雷线，可在容易产生雷击部位增设避雷线，避雷线的接地电阻在规定的范围内。因此只要将变电站所有的设备及变电站进出线的最后一档线路，均纳入其保护范围之内，完全可以防止变电站设备遭受直接雷击。
4、变电站弱电设备防雷安全对策
（1）采用多分支接地引下线，使通过接地引下线的雷电流大大减小。
（2）改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽。
（3）改进泄流系统的结构，减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用。
（4）除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外，在信号线接入处应使用光电耦合元件或设置具有适当参数的限压装置。
（5）所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽层公用一个接地网。
（6）在控制室及通讯室内敷设等电位，所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。
5、变电站雷电防护措施
（1）利用避雷针和避雷线防止直击雷对变电站的影响。
（2）通过避雷线和避雷器防护架空线路的雷电感应过电压、直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。
（3）对变电站进线采取避雷线和避雷器双重防护，以提高避雷器的可靠性和安全性。
（4）变压器的防护要针对不同性质和类型安装避雷器，并注意变压器中性点的保护；
（5）防雷的关键在于接地，其接地是否良好，对保护作用的发挥有着直接的影响，接地体、引下线和接地电阻必须达到规范要求。
（6）防止反击：设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地防止反击：设备的接地点尽量远离避雷针接地引线的入地点，避雷针接地引下线尽量远离电气设备。
（7）装设集中接地装置：上述接地应与总线地网连接，并在连接下加装集中接地装置，其工频接地电阻碍大于10Ω。
（8）主控室或网络控制楼及屋内配电装置直击雷的保护措施。①若有金属屋顶或屋顶有金属结构时，将金属部分接地。②若屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地。③若结构为非导电的屋顶时，采用避雷保护，该避雷带的网络为8m至10m设引下线接地。
6、结束语
接地网的设计，要根据区域的地质条件，采取不同的降阻措施，以最高性能价格比来设计其接地网，同时应采用新技术和新材料。根据变电站防雷设计的整体性结构性、层次性、目的性，及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途，采取相应雷电防护措施，保证变电站设备的安全稳定运行。