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变电设施的防雷接地与安全

国网山东省电力公司聊城供电公司钱军

如今，全国大部分地区都属于雷电高发区域，雷击事故对于变电设施会造成巨大的危害，引发的危险是不言而喻的，轻则造成设备的损毁，重则酿成重大的火灾、爆炸事故，产生的经济损失将不可估量。接地设计是预防雷击的重要措施，能够将雷击产生的电荷迅速导入大地，从而维护变电设施的运行安全。本文将论述变电设施防雷击接地的设计方法，并提出加强变电运行安全性的有效措施，以期降低变电站的运行风险，保证供电系统的稳定、高效运行。

变电设施；防雷击接地；安全操作

变电设施是供电系统的重要组成部分，能够灵活调节电压和电流，降低输电线路中的能量损耗，确保电能的持续供应。由于很多变电设施直接暴露在户外，无形中增大了设施遭受雷击的风险，为了解决这一问题，变电站应采取有效的防雷技术，对变电设施形成全面的保护，才能从根本上预防雷击事故的发生。下面将对变电设施接地设计的必要性和具体方法加以阐述。

一、变电站接地设计的必要性

一般来说，雷电事故的类型较多，常见的有直击雷和感应雷，直击雷是雷电直接击穿变电设施，破坏其绝缘性能，引起变电设施的损坏；感应雷是指在发生雷击时带电积云会放出大量的电荷，这些电荷进入变电设施的内部会使其产生较高的电压，变电设施在放电的过程中就会发生热效应和电效应，从而引发电击、火灾和爆炸事故。为变电设施安装接地装置，就能够在雷击时将电荷尽快导入地下，变电设施内部电压平稳，始终保持在规定的额定电压之内，变电设施的安全性也会得以保证。常见的接地有高低压电气设施接地、主变接地、电缆电线接地、监控系统和维修设备接地等等，这些接地设计共同组成了变电系统的接地网，在变电运行中具有至关重要的作用。

二、变电设施的接地保护措施

为变电设施安装避雷针是预防直击雷最为有效的方法，避雷针通常由接闪器和泄流地网组成，在雷云积聚时避雷针能够将雷电吸引过来，保护变电设施免遭雷击。但是避雷针的保护范围有限，如果被保护的变电设施距离避雷针的距离过远，那么避雷针就无法起到保护作用，而避雷针离变电设施过近又会引起雷电的反击。因此在设置避雷针时应该计算好避雷针与变电设施的距离，使其既能充分发挥保护作用，又不会发生连锁效应。

除此之外，变电站的电压等级不同，采取的接地方式也不一样：对于35KV以下的变电站，避雷针应独立安装，而110KV以上的变电站可以将避雷针安装在配电构架上，这是因为安全电压等级小的变电站电气设备的绝缘性能差，避雷针产生的高电位容易引发电气设备的反击事故；相反的，安全等级高的变电站电气设备有着较高的绝缘性，则不需要考虑这一问题。为了进一步提高变电设施的安全性，可以额外增加几根接地线路，这样会大幅度提高避雷针的灵敏性，削弱感应雷过电压值。考虑到在变电站全线架设避雷线的成本较高，不符合变电站的经济效益，所以根据电气设备遭受雷击的概率布设线路，容易被雷击的电气设备安装多条线路，雷击风险小的设备可不设置避雷线，只要确保避雷针的覆盖面积与变电站相适应，那么就可以防止变电站内部所有的设备和线路遭受雷击。

三、变电设备防雷安全对策

变电站的技术人员在设计防雷接地线路时，应从经济性、实用性和可行性等多方面进行考虑，以降低工程造价，加强变电设施的安全性。具体而言，可以采取以下措施：第一，布设多条接地引下线，采用先进的屏蔽材料，对材料进行严格的检验，确保材料的绝缘性能符合要求，这样可以大幅度改善泄流系统的性能，使系统的各个结构都能够发挥出最大的效用。第二，虽然避雷针能够起到一定的防雷作用，但是雷电在通过避雷针进入接地装置时，变压器的外壳也会产生较高的电压，因此安装避雷针时要将变压器外壳、低压侧的中性点与接地线连在一起，防止雷电击穿变压器。第三，将变压器的外壳和高压侧相连接地，低压侧中性点和接地线连接接地，这样变压器的高低压两侧都与地直接相接，在雷电入侵时就可以防止变压器两侧电压的逆转，从而将雷电事故降到最低。第四，避雷针引下线应与电气设备保持适当的距离，接地装置要与总线地网连接，并加装集中接地装置，以降低雷电的对地电压。第五，如果变电站的建筑屋顶含有金属成分，要将金属结构与地面相接，降低屋顶的导电性。对于导电性较差的屋顶要安装避雷针和接地引下线，从而实现对建筑实行全面的防护。

四、提高变电设备运行安全性的有效措施

1、建立完善的变电运行安全管理制度

要想保证变电运行的安全性，必须制定科学、完善的安全管理制度，为变电站工作人员的巡检和维护工作提供可靠的依据。同时，制度还具有强制力，能够有效的约束员工，使其严格按照变电站的规章制度执行，防止违规操作的发生，那么变电设施的安全性也能得到进一步的保障。安全管理制度的内容应包括变电站的岗位职责、变电设施的检修、操作规程、设备的缺陷管理等等。此外，为了激发工作人员的工作热情，变电站应引进奖惩机制，为爱岗敬业，具有良好职业道德的员工发放奖励，对于那些缺乏责任心，违反岗位制度的员工应给予严厉的惩罚，促使安全责任意识深入人心。

2、严格执行巡检制度

（1）严格按照国家的相关规范依照低压电气线路的固定路线进行巡检。主要的检查内容包括：架空线路的安全距离是否达标；所内各线路的导电性能和机械强度是否合格；线上的所有自动保护装置的运行状态是否正常。

（2）运行线路中的各项开关和保护装置是否齐全。保护电器的安装位置和周边环境是否达标，是否存在易燃易爆物品，以及能否危害操作员的人身安全。

（3）运行线路如途径各种楼板或墙面时，应该采取外套的保护装置；如果所套保护装置的材质为金属，管口应该配有绝缘套；运行线路如果有埋设部分，也应该在埋设前安装好保护层。

（4）接地线路应远离危险源，危险区内的线路要用绝缘材料保护，并埋地或架高，用托盘、槽盒等装置保护；危险性低的线路应尽量埋设在较低的位置，通过埋砂来保护线路。

（5）根据不同的接地保护型式，电缆芯数的选择应准确，切忌用其他形式的电缆替代。对于三相回路来说，保护线与中性线合用同一导体时，应选用四芯电缆；保护线与中性线各自独立时，宜选用五芯电缆；受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立时，应选用四芯电缆。对于单相回路来说，保护线与中性线合用同一导体时，应选用两芯电缆；保护线与中性线各自独立时，宜选用三芯电缆；受电设备外露可导电部位的接地与电源系统接地各自独立时，应选用两芯电缆。此外装置外可导电部分严禁用作PEN线，PEN导体必须与相导体具有相同的绝缘水平。

（6）电缆的金属护套、金属电缆桥架、线槽应接地可靠。

五、结语

雷击事故引发的危害是巨大的，不但会破坏供电系统的稳定性，给变电站造成难以弥补的经济损失，而且会严重威胁工作人员的人身安全，因此采取必要的安全防护措施预防雷击事故的发生是十分必要的。变电站工作人员应始终保持较高的警觉性，严格执行变电站运维制度，确保将变电设施的检查和维护工作落实到位。同时制定科学完善的事故处理策略，以便发生变电事故时能够第一时间采取应急措施，从而创建安全、可靠的变电运行环境。

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