變電所防雷接地措施研究

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摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力事業(yè)也隨之取得了明顯的進步。由于我國部分地區(qū)處于雷害較為嚴(yán)重的區(qū)域，變電所是電力系統(tǒng)中對電壓和電流進行變換、集中分配的場所，擔(dān)負(fù)著電壓變換和電能分配的艱巨任務(wù)。那么，如何才能有效的防止變電所設(shè)備免受雷電侵害，防雷接地是否合理與安全，這就成為變電所的首要問題。文章主要從變電所接地網(wǎng)的鋪設(shè)、以及接地電阻等方面，對變電所的防雷系統(tǒng)以及接地系統(tǒng)進行簡要的分析，并提出一些防雷措施。 

關(guān)鍵詞：變電所；防雷接地系統(tǒng)；接地電阻；防雷措施  abstract: along with the development of science and technology, electric power industry has made significant progress. because in some areas in china’s more serious harm area, substation is in power system voltage and current transformation, centralized distribution sites, bearing voltage transform and electric power distribution of the task. so, how to effectively prevent the substation equipment from lightning violation, the lightningproof grounding is reasonable and security, and this would be the first question of substation. this article mainly from the laid of the ground net.through introducing substation grounding resistance, and, on the lightning protection and grounding system substation brief analysis system, and puts forward some measures for lightning protection.  keywords: substation; lightningproof grounding system; grounding resistance; lightning protection measures    中圖分類號：f407.61文獻標(biāo)識碼：a 文章編號：  變電所接地包括保護接地、雷電保護接地、以及工作接地。那么保護接地主要指電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架以及線路桿塔等，為防止由于絕緣損壞使其有可能帶電，危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)定的接地；雷電保護接地主要指為了雷電保護裝置向大地釋放雷電流而設(shè)的接地；工作接地則是在電力系統(tǒng)電氣裝置中，為變電運行需要所設(shè)的接地。所以說，變電接地系統(tǒng)的合理性直接關(guān)系到人身和電力設(shè)備的安全。  一、如何選擇接地電阻  1、接地電阻的含義  變電所接地電阻實質(zhì)上是電流經(jīng)地面某一點與地下某一確定點之間，用歐姆定律計算出來的一個物理值，定義為接地極與零電位的遠方接地極之間的歐姆定律電阻。  2、如何確定接地電阻值  確定變電所接地電阻值要有一定的依據(jù)，更要講究經(jīng)濟效益，其要求要以一定的計算公式為主要依據(jù)。接地電阻值與接地電流密切相關(guān)，其阻抗取決于接地電大小流與頻率，在頻率較低時電阻為阻抗的主要分量。接地電阻中對接地電阻值有具體的規(guī)定，一般不大于0.5歐姆。在高土壤電阻率地區(qū)，當(dāng)接地裝置要求做到規(guī)定的接地電阻在技術(shù)經(jīng)濟上極不合理時，大接地短路電流系統(tǒng)接地電阻允許達到5歐姆，但應(yīng)采取措施，如防止高電位外引采取的電位隔離措施，驗算接觸電勢，跨步電壓等。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增大，一般情況下單相短路電流值也不斷增大，在有效接地系統(tǒng)中，單相接地時的短路電流一般都超過4ka。因此，從安全運行的角度出發(fā)，不管在什么情況下，都應(yīng)該驗算地網(wǎng)的接觸電勢和跨步電壓，必要時應(yīng)采取防止高電位外引的隔離措施。  二、變電所接地網(wǎng)的作用  變電所接地網(wǎng)連接著全部高低壓電氣設(shè)備的接地、低壓用電系統(tǒng)接地、計算機監(jiān)控系統(tǒng)接地、電纜屏蔽接地以及變電所維修時所有的臨時接地。如果接地的電阻值較大，在發(fā)生電力系統(tǒng)接地故障或其他大電流入地時，可能造成地電位異常升高，例如：接地網(wǎng)的設(shè)計不合理，則可能造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過規(guī)定的安全值，這樣就會給運行人員的安全帶來較為嚴(yán)重的威脅；同時還可能因反擊對低壓或二次設(shè)備以及電纜絕緣造成損壞，使高壓竄入控制保護系統(tǒng)、變電所監(jiān)控和保護設(shè)備，從而使這些設(shè)備發(fā)生變動，釀成事故，甚至是擴大事故，由此帶來巨大的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的社會影響。  三、變電所接地系統(tǒng)  （一）接地種類  變電所的接地裝置按作用分為工作接地和保護接地兩種類型，工作接地是指電力設(shè)備正常運行所需要的接地，如：變壓器中性點的接地；而保護接地則是保護人身和設(shè)備的安全而必須進行的接地，通常有防止觸電的保護接地，防止雷擊過電的保護接地以及防止靜電危害的保護接地三種。  （二）解決接地的方法  1、接閃器的設(shè)計。主要目的是控制雷擊的位置，把閃擊引導(dǎo)至沒有危害的位置，避免雷電擊在危險的部位。  2、接地網(wǎng)的設(shè)計。在接閃器把雷電引至建筑物后，需要把雷電流安全地送至地下，重要的是把接地網(wǎng)結(jié)構(gòu)與接地電阻值設(shè)計好，使接地網(wǎng)、既滿足電氣設(shè)備的接地要求，更能滿足防雷要求。  接地系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)遵循的原則：首先，盡量采用建筑物地基的鋼筋和自然金屬接地體統(tǒng)一連接起來作為接地網(wǎng)；其次，盡量以自然接地物為基礎(chǔ)，以人工接地體補充，外形盡可能采用閉合環(huán)形；再次，應(yīng)采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，用一點接地的方式接地。  （三）防雷接地設(shè)計及施工的要求  防雷接地引下線盡量利用現(xiàn)有的自然導(dǎo)體如建筑物本身的防火梯、金屬柱子以及內(nèi)筋都可以直接做引下線。  1、在做防雷引下線時，各種金屬物之間必須有可靠的金屬連接，在這種情況下，所有金屬連接部分都應(yīng)該焊接，并在接縫處另加跨接線；  2、如果建筑物的混凝土柱子中的鋼筋被作為引下線，則最少要有四根柱子，且每根柱子至少有兩根主筋的接點應(yīng)全部焊接；  3、防雷引下線應(yīng)以最短的路線與防雷接地體連接。盡量減少彎曲，且避免采用直角和銳角，如果必須要彎曲，則彎曲開口處的距離不得大于彎曲部分弧的1/10，以免在雷擊時增加感應(yīng)電阻；  4、防雷引下線在地面上2.5m、地面下200mm范圍內(nèi)應(yīng)做機械保護裝置。  四、變電所防雷的主要措施  變電所是電力系統(tǒng)防雷的重要保護環(huán)節(jié)，如果變電所發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，嚴(yán)重影響社會生產(chǎn)和人民生活。因此，變電所的安全防雷措施要求必須具有一定的可靠性。  1、防直擊雷  避雷針是防護電氣設(shè)備、建筑物不受直接雷擊的雷電接收器，起作用主要是把雷電吸引到避雷針上，利用避雷針將雷電安全地引入大地，從而起到保護設(shè)備的效果。因此，架設(shè)避雷針是變電所防直擊雷的常用措施。變電所裝設(shè)避雷針時應(yīng)使所有設(shè)備都處在避雷針保護范圍內(nèi)，另外還應(yīng)該采取有效措施防止雷擊避雷針時的反擊事故。  2、防感應(yīng)雷  當(dāng)雷擊防雷系統(tǒng)時，所產(chǎn)生的雷電放電及雷電過壓通過金屬管道、電纜會對變電所控制室內(nèi)各種弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，從而影響整個系統(tǒng)的正常運行。為了保證弱電設(shè)備能夠正常運行，可以采取以下對策：改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽；采用多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減??；改進泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用；所有進出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽公用接地網(wǎng)；除電源入口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應(yīng)使用光電耦合元件或設(shè)備具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置；在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣設(shè)備的外殼與等電位匯流排鏈接。  3、浪涌抑制器  在控制、通訊接口處加浪涌抑制器，采用過壓保護來提高電氣設(shè)備自身的防護能力，以防止電氣設(shè)備、電子元件被擊壞。當(dāng)發(fā)生雷擊事故時，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監(jiān)控機上就能顯示其狀態(tài)。  五、結(jié)束語：  要確保變電所安全、可靠運行，就必須要做好變電所的安全防雷措施，而接地網(wǎng)就是防雷措施的最主要形式，接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷、感應(yīng)雷還是其他各種形式的雷，都將通過接地裝置導(dǎo)入大地。而接地技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，要根據(jù)變電所防雷設(shè)計的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性，及整個變電所的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途要在實踐中不斷的探索、不斷地發(fā)現(xiàn)，使其更加的完善，采取相應(yīng)的防雷措施，保證變電所設(shè)備的安全穩(wěn)定的運行。    參考文獻：  [1]黃小菊．淺談配電系統(tǒng)的防雷與接地問題[j]民營科技，2011（7）．  [2]呂建剛,王洪濤．變電站防雷保護技術(shù)探討[j].科技信息，2010（35）．  [3]邱曉英．淺談變電站的防雷保護[j]．中國西部科技，2011（2）．  [4]楊民．淺談變電所的防雷保護措施[j]．今日科苑，2010（8）．