变电站防雷接地工程质量控制

变电站防雷接地工程质量控制

刘慧影

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北秦皇岛066000

摘要：通过对变电站防雷接地装置方面造成事故发生的原因进行分析，接地网和接地装置的不可靠是产生雷击事故的最主要原因。本文对防雷接地工程从工程设计、施工和检测等环节提出对策，进行质量控制，确保防雷接地措施的可靠，以保证变电站可靠运行。

关键词：变电站；防雷；接地；质量控制

一、防雷接地的方法

（1）通过采用避雷针和避雷线。这两种装置改变雷电波的入地路径，从而起到防雷保护的作用。

（2）通过采用避雷器。主要作用是将雷击输电线后产生入侵变电所的雷电波降低到变电所绝缘强度容许范围之内。

（3）通过采用接地网和接地装置（导电接地体和接地线的总称）。

（4）其他装置。当雷电波被引入接地网时，在故障发生时接地网存在较大的电位差，可能导致保护和自动化设备的各种信号、测试控制等线缆在雷击或负荷投切时引进浪涌电压和电流，为保护二次设备，也会加装过压保护器（浪涌保护）或者是防雷端子。

二、变电站雷击事故产生的原因

以上各类防雷设备均需要可靠接地才能发挥其作用，所以接地装置的不可靠是产生雷击事故的最主要原因。而影响接地网和接地装置的因素又有以下几个主要的方面。

（1)设计上忽视了地网的电位均衡问题。在接地系统设计(包括设计规程)中，主要是考虑如何降低接地电阻，减少接地电压和跨步电压对人身的伤害；而实际上，由于地网内的电流密度分布不同、土壤电阻率不等、设备引下地线过长等原因，在地网内存在着局部电位差。有关的均衡实验表明，接地故障点的电位比地网边缘的电位要高。随着系统容量增大，故障电流相应增大，故障点与主地网的电位差将因此而增高，甚至可达数千伏，这对于二次回路、直流系统产生危害。

(2)接地装置在施工中产生机械损伤与电气设备断开造成设备失地运行，或是防腐措施处理不正确，没有采取必要的防腐措施使主网由于腐蚀而分割断裂。

(3)施工质量的不符合要求，如接地装置敷设时回填环境、埋设深度不够，垂直接地体间距过小，搭接面积不够，焊接质量不合格，没按设计规定进行规范施工，或地网材料选用了不合格的产品使接地线及导体的截面不能满足动、热稳定校验的要求。

(4)接地体连接不正确，实行串接或通过设备过渡连接，故障电流不能可靠通过。

(5)独立避雷针没有设独立的集中接地装置、主网与独立避雷针网的安全距离不够。

(6)中性点引下线无可靠接地。如较多的110kV变电站中性点接地引下线存在一点接地，或不可靠接地（未直接接在变压器引出接地块上而是接在变压器设备基础的预埋件上）。变压器中性点不可靠接地，连接线处一旦发生问题，设备将失地运行。

三、变电站防雷接地技术分析

1、变电站直击雷防护技术

雷击现象对于变电站的安全生产影响更大，对于我国变电站的安全生产而言，做好对直击雷的防护工作仍然是变电站防雷技术工作的重中之重。因此，如何切实有效地制定及改善输电线路和变电站的防雷措施，已经成为确保电力系统安全、可靠、稳定运行的重要工作之一。变电站在直击雷的保护措施上一般使用避雷针或者避雷线。变电站在避雷线的缝制上应当做到能够保护处于较高位置的装备和设施。避雷针在变电站的雷电防护上可以做到在吸引雷电的同时安全地把电力放人大地中，从而更好地保护设备和器材.变电站的直击雷防护措施应当保证避雷针能够防止雷电的直击并把吸收的电力通过分配装置放人空气中;除此之外，避雷针的安装应当能够保证安装装置的绝缘并保证没有防雷方面的相关弱点，在屋顶上设置避雷针时应当遵守必要的条件和安装规定，在安装过程中应当不断加强防雷方面的薄弱环节;同时，变电站在直击雷的防护过程中应当避免当避雷针受到雷击时反击事故的发生。对于室外设备的安装及构架安全，变电站在避雷针的安装时应注意与变电站的电缆等容易引雷的装置的安装距离不小于5m，并与主接地网的距离不大于3m。对于电压等级较高的配电装置，因其绝缘等级较高，因此可以与避雷针同时安装，通过以上措施可以有效地减少雷击避雷针时反击事故的发生。变电站直击雷防护制度的建立，有助于保证变电站的安全运行，同时也可以促进直击雷防护技术的不断进步。变电站工作人员不但要熟悉变电站的直击雷防护方法，更应当注重技术的革新和正确运用。对于在变电站的直击雷防护过程中出现的违章行为，企业要建立相应的惩罚制度，在发现问题时要给予公开批评及严厉的处罚，从而更好地督促违章人员增强直击雷的防护意识以及安全生产的自觉性，对在直击雷防护过程中出现最犯不改的现象要从严处理。对于认真执行直击雷防护工作的侧止违章行为的变电站工作人员，企业要在精神、物质上给予表扬和奖励，从而更好地激发工作人员对于直击雷防护工作的积极性。

2、信号线路防雷技术

信号线路防雷技术主要包括以下几个方面：

2.1通信线防雷。在通信线计人设备之前串联安装过电压保护器，抑制沿线路传到的过电压对设备造成危害。

2.2设备间通信线路防雷。在设备间通信端口的两端分别安装信号防雷器。感应雷击会击毁端口设置，引起设备电子元件烧毁。装设信号防雷器能够防止过电压毁坏通信端口或设备电子元件。

2.3载波线防雷。在载波到通信柜前安装双绞线信号防雷器，防止载波新路在高压场地感应雷电进人机房，对设备构成危害。

2.4天馈线防雷。带有BNC或N接头的连接收发器GPS式中系统，在电缆进人同步装置屏前串联安装高频馈线防雷器，防止天馈线路从户外引人雷击过电压进人设备，对设备构成危害。

3、变电站的微机装置防护技术

雷电流产生的瞬变电磁场对变电站的微电子设备的干扰和损害尤为严重。因此，我国许多变电站在防雷工程的建设中常采用电磁屏蔽系统即徽机装置防护系统。这种系统在设备上要达到电磁兼容的标准要求。同时，在微电子元件的保护方式上采用过电压保护方式对微电子元件进行保护。此外，在微电子系统的电源回路和信号接口上通过安装限制器对电磁场带来的影响进行控制，从而保证微电子系统的正常运行。在变电站微电子系统的防雷过程中，如何合理、有效、经济地运用微机装置的防护技术是我国变电站防雷技术的重要组成部分，具有十分重大的理论意义和工程价值。

4、感应雷和侵入波的防护技术

电站对感应雷的防护措施，不仅要有良好的接地装置和安全距离，还应对雷电侵人波的过电压保护采取必要的措施:在线路进线侧、主变压器各侧进线处及各电压等级的母线上安装金属氧化物避雷器(MOA)，有效地防止雷电波人侵产生的过电压对变电站设备造成损害。在雷电现象发生时强大的电磁波会对变电站的信息设备、电子仪器、电子回路产生干扰，从而造成信号失真、信息中断现象的发生。在电磁波干扰现象严重时甚至会使变电站的信息控制系统发生瘫痪。一旦这些先进的电子设备的信息控制系统无法正常工作，就会造成电路中断和电子设备故障，同时也会造成变电站配电系统的设备失灵以及停电等事故。其中，电磁波对于变电站高压配电以及耐压低电设备组成的变电站电力保护系统的危害较大。变电站内部的避雷器对于保护变电站设备不受电磁波的影响有着重要作用。变电站在对电磁波的防护过程中保证避雷器的数量和位置的合理配置，对于防止电磁波侵人变电站、电力设备的保护、电压保护都起着重要的作用。变电站在进行暖通工程的安装时，应当注意将进入变电站内的水管、风道、暖通空调等设备外壳进行防雷处理和防电磁处理，并将变电站内的金属门窗、钢筋水泥、金属吊顶等进行防电磁波处理，从而使变电站的室内电子设备能够处于一个电磁屏蔽状态的安全区域内，最终能够有效地防止电磁波对于变电站电子设备和电子系统的干扰和冲击。

参考文献

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