徐鹏祥 温冬冬

【摘要】雷击是一种常见的自然现象，是影响变电站可靠、安全、高效运行的原因之一。我国的110kV变电站在遭到雷击时，会产生闪络和爆炸事故，严重危害了高电压等级变电站的安全运行，同时也影响了供电的安全性、可靠性和稳定性。因此，采用先进的防雷击设备和措施来改善110kV变电站的防雷性能是十分重要的，本文就针对这一问题展开探讨。

【关键词】110kV变电站；防雷保护；措施

一、雷电对110kV变电站的危害分析

1、感应雷。当雷电击中防雷系统后，会产生电磁脉冲和雷电放电，雷电电压会通过电缆或金属管道对变电控制室内的设备造成非常严重的电磁干扰，并给整个电力系统带来严重的损害。根据相关研究显示，雷电击中变电站的防雷系统时，雷击产生的过电流经过避雷接地引线，会在其周围产生强大的电磁场，并在变电站内的设备上产生过电压，影响设备的正常运行；雷电电流经过变电站的内接地网进入到大地时，会在接地网上产生冲击电位，而接地网会产生一定的反击现象，导致局部放电，这会严重影响变电设备的绝缘性能。

2、直击雷。雷电直接击中变电站的设备时，会产生强大的电流，进而在设备上形成强大的电压。当雷电流通过变电设备时，会产生机械效应、热效应等，而这些效应会对各种变电设备造成严重的破坏，严重危害着变电站的安全运行。

二、110kV变电站的防雷保护措施

1、设置防雷保护装置

1.1在电源入口处安装浪涌保护装置。雷电波具有峰值高、能量大的特点，应在电源入口处安装相应的浪涌保护装置。当电源入口遭到雷击时，雷电波经过浪涌保护器后，仍然会存留一些能量较高的信号，会对电源系统造成一定的损害。因此，当安装了浪涌保护装置后，还应安装低通滤波器对雷电波进行过滤，然后再安装压敏电阻。压敏电阻具有良好的非线性，能够将电压控制在安全范围内。上述设备可有效地吸收雷电波的能量，避免雷电波对电源造成损害。

1.2安装避雷装置并定期维护。可通过引导设备或雷击电流拦截装置将雷电流引入大地，以起到保护变电站系统和变电设备的作用。110kV变电站中安装避雷装置是在放电未影响变电站设备或带电云层未放电时，及时地通过接地装置将雷击电流引到地面，防止雷击电流对变电站系统和电力设备造成影响。避雷装置包括避雷器、避雷线和避雷针等，可根据变电站的实际需求选择相应的防雷装置，例如，在大型变电站中，可在变电系统架构上安装避雷线或者避雷针；在规模较小的变电站中，可采用独立避雷针进行防雷保护；在特殊情况下，避雷线和避雷针可综合安装使用。避雷线和避雷针应严格按照相关要求进行安装，以保证接地装置、电流引流线等的安装质量。

2、变电站的接地保护

防雷接地保护的工作原理是通过降低雷电流通过接地保护装置时的对地电位，以防止雷电流对变电站设备造成损害。因此，接地的质量对接地保护的保护作用具有很大影响。变电站的独立避雷针应安装单独的接地保护装置，变电站建筑物中避雷网的引下线应与建筑物的环状基础、通长主筋进行焊接，然后与室外的人工接地体进行连接，与工作接地共同接地，形成相应的等电位效应。此外，为了保证接地防雷装置的安全性和可靠性，引下线应≥2根，对于土壤电阻较高的地区，应采用多根引下线，以此降低雷击的接地电阻。在安装引下线时，应保证电气接触良好，机械连接牢固，保证引下线能够充分地发挥作用，防止变电站受到雷击的损害。

3、变压器的防雷保护

变压器是变电站的重要组成部分，其运行质量直接影响着变电站的综合供电服务水平。因此，110kV变电站应该将变压器的雷击防护作为重点。对于110kV变电站变压器的防雷保护，应在变压器的中性点上安装避雷器，并在变压器上安装分级绝缘综合防雷装置，相线首端的绝缘性应高出變压器中性点的绝缘水平。此外，在进行变压器的防雷保护设计时，应该将中性点设计成无间隙或有间隙的与金属氧化物相结合的综合防雷装置，以提高变电站变压器的整体防雷性能。

4、变电站的进线防雷保护

为了降低阀型避雷器的负担，保证其能充分发挥作用，应采用进线保护进行配合保护。进线保护能起到两方面的作用：利用进线段限制经过避雷器的冲击电流；进入变电站的雷电过电压波在经过进线段时，会受到进线防护的冲击电晕作用，使雷电电压波的幅值和陡度降低，可起到对变电站的保护作用。因此，在靠近变电站进线0.5～1.5km处安装避雷线，可有效降低雷电对变电站的损害。

5、变电站对侵入波的防雷保护

变电站对侵入波的防雷保护是指在进线端安装阀型避雷保护装置，将防雷保护装置安装在引入端，下端接地、上端接在线路中（通常为变电站母线）。阀型避雷保护装置的基本元件包括非线性电阻、火花间隙等。目前，普遍采用的阀型避雷保护装置有SFZ系列阀型避雷器、FS系列阀型避雷器等，应根据变电站的实际需求选用合适的阀型避雷保护装置，这样能有效地增强变电站抵御侵入波的能力。

三、变电站的二次防雷保护措施

1、雷电侵袭变电站二次设备的路径

由站用变传入的远端雷击经由交流母线进入直流屏，进入二次设备。雷电经由外场设备进入交直流母线，分散到各用电设备；雷电经由GPS接收天线和无线微波，经天馈通道分散到二次设备。雷电可造成电磁感应和地电位反击。

2、变电站二次防雷采取的主要措施

2.1将与电子设备屏柜和装置相连的控制信号电缆、电流、电压回路电缆均采用屏蔽电缆，且金属保护层均应两端接地。各高压柜以及端子箱接地良好，与主控室通过令用接地铜缆相连。

2.2微机保护系统的通信网络RS485，RS422，FDK/CAN等通信口上加装信号防雷器，防止过电压导致设备集成电路芯片损坏，光纤传输的光缆要接地良好。

2.3在电子设备的电源线、信号线I/0端口上安装相应的电涌保护器（SPD），从而提高设备端口的抗雷电过电压冲击的能力。

3、避雷器

避雷器在110kV变电站的防雷保护中起着重要的作用，要求检修人员做好避雷器的日常检查与维护土作。检查避雷器套管表面污秽情况并及时一清扫；检查避雷器引下线有无烧伤断股现象及时一处理；检查避雷器的瓷套管有无裂纹，破损和放电痕迹，必要时一停电处理；雷电后注意检查雷电记录器动作情况。

4、防雷新技术

雷电预警技术：通过卫星、雷达以及一些其他雷电探测器在雷电发生前预报发生雷击的可能性。雷电定位系统：根据大范围实时一遥测雷闪的时间、地点、雷电流幅值、极性与回击次数，供值班调度人员参考雷电动态图，及时一掌握雷电活动轨迹。新型避雷针的使用。110kV变电站己逐步更换为环形钢管避雷针塔。其防雷原理：雷电流接闪器是一条无感性、低阻抗的金属内导体引下线，把接闪后的雷电电流输送到大地，并使被保护的天线铁塔或建筑物不发生侧击和带电。避雷器在线监测仪的主要作用是远程监测避雷器的状态，与氧化锌避雷器配套使用，串联在避雷器接地回路中，在控制室直接通过自动监测报警仪观察避雷器泄漏电流大小并超标报警。

结束语

雷电对变电站造成的损害是无法估量的，对社会和电网建设都有很大的影响。因此，110kV变电站的防雷保护对整个电力系统的安全运行具有非常重要的意义。

【参考文献】

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