李 源

（國網(wǎng)四川鄰水縣供電有限責任公司，四川 廣安 638500）

35kV變電站感應雷擊事故的分析與整改措施

李 源

（國網(wǎng)四川鄰水縣供電有限責任公司，四川 廣安 638500）

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，電力行業(yè)得到了顯著發(fā)展，變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接收以及分配電能、控制電流方向的電力設施，在電壓控制過程中起到了重要作用。而變電站的防雷接地則是確保變電站能夠安全運行的關鍵，一旦出現(xiàn)防雷接地不到位情況，將造成系統(tǒng)故障，為此，在變電站中，做好防雷接地顯得至關重要。本文主要對35kV變電站感應雷擊事故產(chǎn)生的原因進行了分析，并提出了一些整改意見，希望能夠為相關部門提供一些借鑒。

35kV ；變電站感應雷擊；事故原因；整改方法

雷擊是一種非常常見的自然現(xiàn)象，但是長期以來，雷擊逐漸成為威脅人們生命安全的主要因素。為了能夠減少雷擊對人類的損害，不斷提高變電站的安全性與穩(wěn)定性就需要對各類保護裝置進行設計與制造，還要不斷提高檢修水平。隨著人們對防雷接地重視度的提升，對設備制造標準與運行提出了更高的要求，致使雷擊事故逐漸減少，但是，隨著各種自動化保護裝置的使用以及通訊設備的增加，變電站的防雷接地面臨著更大的挑戰(zhàn)。下面，本文將對雷擊形成的原因做具體介紹，并提出一些具體技術措施，由此推動電力行業(yè)的穩(wěn)定、健康發(fā)展。

一、35kV變電站事故前防雷接地介紹

本文介紹的35kV變電站建設在半山坡上，鑒于其所處位置較高，地勢較為空曠，設置兩個35kV的主變壓器，都是40000kVA型號的，而變壓器則安裝在了室內(nèi)，幾乎沒有暴露在外部的電壓設備。進線使用的是35kV的高壓電纜架空線路，并直接將35kV的開關柜引進到室內(nèi)。按照設計標準，變電站是三類防雷建筑物，要做好相應的直擊雷保護，但是鑒于變配電設施全部都布置在室內(nèi)，為此，沒有在變電站中安裝避雷針，從屋頂開始引雷，使用鍍鋅鋼將其引入到室外，使其能夠外接地級。防雷接地通常來說都是與地級分開設置的。并且站內(nèi)低壓供配電系統(tǒng)全部采用的是工作地級保護，使用接地合一的TN—C接地形式。

二、雷電入侵現(xiàn)象

變電站通進入雷電入侵的高峰期常都在夏季，本文研究的變電站總共遭遇了兩次雷擊，一次是在雷雨天，在閃電與雷鳴的雙重作用下產(chǎn)生雷擊，在雷擊發(fā)生時，此變電站的中控室儀表盤柜棱角位置處出現(xiàn)了一些電火花，雖然這些電火花存在的時間非常短，但是仍然留下了非常大的安全隱患。第二次產(chǎn)生雷擊時，在中控室與交班室暖氣通道的連接位置處出現(xiàn)了電火花，雖然雷擊產(chǎn)生的過程是一樣的，都產(chǎn)生了電火花，但是卻沒有對設備造成損傷，設備依然能夠正常運行。

三、產(chǎn)生雷擊事故的原因

一般來說，雷擊主要分為兩種類型，一種是直擊雷擊一種是感應雷擊，鑒于雷擊產(chǎn)生時沒有在現(xiàn)場留下非常多燒毀的痕跡，則可以將直擊雷排除。而感應雷則是一種雷電感應或者是感應過電壓，也分為兩種情況，一種是靜電感應雷，一種是電磁感應雷。還有一種雷電現(xiàn)象是因為雷云在來臨時致使地面上的導體發(fā)生了靜電感應，在雷電出現(xiàn)了大量的聚集以后就會產(chǎn)生相反的束縛電荷，而在雷云對另一端放電以后，云中就會產(chǎn)生非常多的自由電荷，并且地面上的物體也能夠積聚產(chǎn)生非常多的高壓靜電電壓，但是在短時間內(nèi)就會得以釋放，產(chǎn)生的過電壓伏數(shù)能夠不斷增加，最高能夠增加到上萬伏或者是幾十萬伏，這種過電壓的長期存在將使建筑物內(nèi)的電線或者是導線產(chǎn)生電火花，接地不良的金屬物也會產(chǎn)生靜電出現(xiàn)電火花，進而引發(fā)火災、爆炸等事故，對變電站造成非常大的損失。還有一種情況就是，在雷擊產(chǎn)生的同時，鑒于雷電流的變化率非常大，并且能夠在雷電通道中產(chǎn)生一個強烈的感應電磁場，會對建筑物內(nèi)的電子設備造成干擾與破壞，并能夠使周圍的金屬構件產(chǎn)生非常多的感應電流，這些金屬構件使用到生產(chǎn)中將因為溫度過高出現(xiàn)火災。此外，在室外的架空線路遭受到了雷擊產(chǎn)生了感應雷以后，高位電流將沿著導線或者是電源線、信號侵入到建筑物當中，這種雷電波在入侵到系統(tǒng)中以后，會對電氣設備造成非常大的干擾，使建筑物內(nèi)的金屬設備不斷放電，破壞將非常大。

通過結(jié)合上述變電站產(chǎn)生感應雷擊事故的原因，技術人員通過對原因的分析得出了以下結(jié)論：雷擊事故產(chǎn)生不是因為電磁感應，也不是因為直擊雷而是由感應雷造成的。即使變電站內(nèi)的儀表盤柜能夠接地，但是電阻依然非常小，并且電荷釋放不足，但是事故并沒有對柜內(nèi)的電子設備造成過大的影響，這是因為封閉式的柜殼對電子元件起到了保護與屏蔽作用，電荷因為不受感應影響，將不會損壞電子元件。而一旦靜電感應雷產(chǎn)生的更為強烈，則會使柜內(nèi)的電子元件出現(xiàn)損壞。為此，必須采取有效的手段減少這種損壞，避免出現(xiàn)過于嚴重的雷擊事件。

四、改進方法

（一）對保護地極進行補充

上文已經(jīng)提到了變電站所遭受的雷擊是感應雷擊，并不是直擊雷，由此能夠說明接閃器以及雷接地極的保護裝置是非常不可靠的，重點需要防護的內(nèi)容是感應雷擊，目的是能夠進一步對電阻阻值進行保護，從而達到多余電荷泄通的目的。一般，變電站內(nèi)鋼制的柜體是非常多的，這樣能夠最大限度的滿足電磁屏蔽需求。為了能夠?qū)﹄娮柽M行有效的保護，試驗的土壤與氣象條件要非常適合，在經(jīng)過了多次的測試以后，平均接地工頻電阻值為4.1Ω，電阻值符合范圍預定范圍內(nèi)。

可以從兩個方面進行改進，要對保護接地極以及防雷接地極進行有效的補充，從而使電阻值能夠減?。淮送?，變電站中的配電室墻壁內(nèi)要能夠安裝上一個鍍鋅的鋼結(jié)構，將其連接到外接地極中而室內(nèi)的盤柜外殼的扁鋼上面要鍍鋅，從而使感應雷擊產(chǎn)生的電荷泄放通道能夠增加。

要能夠按照圖片進行設計，并通過各組圖片的對比對設計進行不斷的改進，在此基礎上增加了3組的保護接地極，還增加了額外2組的防雷接地。接地的深度在0.5m左右，接地間距也要保持在6m?？刂苾?nèi)以及配電室間距同樣不能過近，要在距離地板300mm的高處安裝一層鍍鋅扁鋼，室內(nèi)電纜橋架、水暖管道、電纜穿線等金屬管道等要焊接到鍍鋅扁鋼上面，鍍鋅鋼在與室外的保護接地極相連的同時就能夠形成一個新的接地網(wǎng)絡，并能夠與原來的接地網(wǎng)絡連接到一起組成一個更加可靠、更加穩(wěn)定的接地系統(tǒng)。有一些金屬構件在沒有經(jīng)過焊接前就已經(jīng)接到網(wǎng)上了，為了能夠使其更加可靠、在設備的外殼上還增加了一些新的接地網(wǎng)的連接節(jié)點。新增加的防雷接地極可以沿著φ12鍍鋅鋼圈與墻頂?shù)谋芾揍樝嗷ミB接。還能夠通過使用屋面上的金屬欄桿實現(xiàn)避雷，要對金屬欄桿進行全面的檢查，查看其是否可靠、安全，如果不可靠要進行反復焊接。

（二）對保護裝置的性能進行改進

為了防止變電站出現(xiàn)過于嚴重的感應雷擊，設備生產(chǎn)廠家對不同型號的主變保護程序進行了有效設計，對廠家生產(chǎn)出的各型號設備存在的問題進行有效解決，在經(jīng)過了反復的驗證以后，正式將其投入運行。

對已經(jīng)運行的設備進行檢驗，對廠家生產(chǎn)的不同類型設備實施“記憶”增補，并對短路狀態(tài)下，并要做出電流與最小的殘壓動作，對其開展可靠性的檢驗，能夠確保保護方向不出現(xiàn)“盲區(qū)”。對新投產(chǎn)的設備進行安裝試驗與投產(chǎn)試驗，在投運達到一年以后就可以開展保護極化電壓記憶作用的檢驗，并將其列入到全檢項目當中。此外，還要對電氣量反應進行保護，設備安裝交接試驗第一年度，就要對出口三相短路的最短電路電流與最小殘壓動作進行試驗，同樣要將其當成全檢的項目。

五、改進措施的實施效果

在實施完上述對感應雷擊事故的整改措施以后，在適宜的土壤以及氣象條件下，經(jīng)過反復的測試，防雷接地的地極平均電阻值為2.5Ω，保護接地阻的電阻為2.2Ω，在將其全部換算成沖擊接地電阻以后能夠達到預定標準值。在2014年夏季，該地區(qū)沒有出現(xiàn)過于嚴重的雷擊現(xiàn)象，由此可以知道，這種整改方式的實施有一定的效果，能夠有效的解決防雷問題，還能夠有效驗證以后兩年雷雨季節(jié)實際運行情況。

結(jié)語

接地是一種非常常用的避雷技術，同時也是避雷技術當中非常重要的一個環(huán)節(jié)，在變電站防雷工作中起到了非常大的作用，無論是直擊雷、感應雷以及其他形式的雷，都要能夠?qū)㈦姾赏ㄟ^接地裝置使其導入到大地中去。為此，缺少科學、合理的接地裝置就不能做好有效的防雷，同樣會出現(xiàn)感應雷擊問題?？梢詮谋芾椎慕嵌壬峡紤]，通過接地裝置能夠?qū)⒗纂姷拈W絡器中的電負荷泄入到大地中去，使其能夠與異種電荷相互融合，從而避免了設備遭受雷擊。本次改造工程通過增加變電站的防雷接接地極與保護接地極，使接閃器接地引線的數(shù)量能夠增加，并能夠使直擊雷與感應雷項目結(jié)合產(chǎn)生的電荷全部釋放到大地中去，進而達到了預期的實踐效果。

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