变电所防雷接地措施研究

发布于：2015-08-17 16:07:17 来自：电气工程/输变电工程 [复制转发]

变电所接地包括保护接地、雷电保护接地、以及工作接地。那么保护接地主要指电气装置的金属外壳、配电装置的构架以及线路杆塔等，为防止由于绝缘损坏使其有可能带电，危及人身和设备的安全而设定的接地；雷电保护接地主要指为了雷电保护装置向大地释放雷电流而设的接地；工作接地则是在电力系统电气装置中，为变电运行需要所设的接地。所以说，变电接地系统的合理性直接关系到人身和电力设备的安全。

一、如何选择接地电阻

1、接地电阻的含义

变电所接地电阻实质上是电流经地面某一点与地下某一确定点之间，用欧姆定律计算出来的一个物理值，定义为接地极与零电位的远方接地极之间的欧姆定律电阻。

2、如何确定接地电阻值

确定变电所接地电阻值要有一定的依据，更要讲究经济效益，其要求要以一定的计算公式为主要依据。接地电阻值与接地电流密切相关，其阻抗取决于接地电大小流与频率，在频率较低时电阻为阻抗的主要分量。接地电阻中对接地电阻值有具体的规定，一般不大于0.5欧姆。在高土壤电阻率地区，当接地装置要求做到规定的接地电阻在技术经济上极不合理时，大接地短路电流系统接地电阻允许达到5欧姆，但应采取措施，如防止高电位外引采取的电位隔离措施，验算接触电势，跨步电压等。随着电力系统容量的不断增大，一般情况下单相短路电流值也不断增大，在有效接地系统中，单相接地时的短路电流一般都超过4ka。因此，从安全运行的角度出发，不管在什么情况下，都应该验算地网的接触电势和跨步电压，必要时应采取防止高电位外引的隔离措施。

二、变电所接地网的作用

变电所接地网连接着全部高低压电气设备的接地、低压用电系统接地、计算机监控系统接地、电缆屏蔽接地以及变电所维修时所有的临时接地。如果接地的电阻值较大，在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时，可能造成地电位异常升高，例如：接地网的设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定的安全值，这样就会给运行人员的安全带来较为严重的威胁；同时还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏，使高压窜入控制保护系统、变电所监控和保护设备，从而使这些设备发生变动，酿成事故，甚至是扩大事故，由此带来巨大的经济损失和严重的社会影响。

三、变电所接地系统

（一）接地种类

变电所的接地装置按作用分为工作接地和保护接地两种类型，工作接地是指电力设备正常运行所需要的接地，如：变压器中性点的接地；而保护接地则是保护人身和设备的安全而必须进行的接地，通常有防止触电的保护接地，防止雷击过电的保护接地以及防止静电危害的保护接地三种。

（二）解决接地的方法

1、接闪器的设计。主要目的是控制雷击的位置，把闪击引导至没有危害的位置，避免雷电击在危险的部位。

2、接地网的设计。在接闪器把雷电引至建筑物后，需要把雷电流安全地送至地下，重要的是把接地网结构与接地电阻值设计好，使接地网、既满足电气设备的接地要求，更能满足防雷要求。

接地系统设计时应遵循的原则：首先，尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地体统一连接起来作为接地网；其次，尽量以自然接地物为基础，以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形；再次，应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。

（三）防雷接地设计及施工的要求

防雷接地引下线尽量利用现有的自然导体如建筑物本身的防火梯、金属柱子以及内筋都可以直接做引下线。

1、在做防雷引下线时，各种金属物之间必须有可靠的金属连接，在这种情况下，所有金属连接部分都应该焊接，并在接缝处另加跨接线；

2、如果建筑物的混凝土柱子中的钢筋被作为引下线，则最少要有四根柱子，且每根柱子至少有两根主筋的接点应全部焊接；

3、防雷引下线应以最短的路线与防雷接地体连接。尽量减少弯曲，且避免采用直角和锐角，如果必须要弯曲，则弯曲开口处的距离不得大于弯曲部分弧的1/10，以免在雷击时增加感应电阻；

4、防雷引下线在地面上2.5m、地面下200mm范围内应做机械保护装置。

四、变电所防雷的主要措施

变电所是电力系统防雷的重要保护环节，如果变电所发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。因此，变电所的安全防雷措施要求必须具有一定的可靠性。

1、防直击雷

避雷针是防护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器，起作用主要是把雷电吸引到避雷针上，利用避雷针将雷电安全地引入大地，从而起到保护设备的效果。因此，架设避雷针是变电所防直击雷的常用措施。变电所装设避雷针时应使所有设备都处在避雷针保护范围内，另外还应该采取有效措施防止雷击避雷针时的反击事故。

2、防感应雷

当雷击防雷系统时，所产生的雷电放电及雷电过压通过金属管道、电缆会对变电所控制室内各种弱电设备产生严重的电磁干扰，从而影响整个系统的正常运行。为了保证弱电设备能够正常运行，可以采取以下对策：改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽；采用多分支接地引下线，使通过接地引下线的雷电流大大减小；改进泄流系统的结构，减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用；所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽公用接地网；除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外，在信号线接入处应使用光电耦合元件或设备具有适当参数的限压装置；在控制室及通讯室内敷设等电位，所有电气设备的外壳与等电位汇流排链接。

3、浪涌抑制器

在控制、通讯接口处加浪涌抑制器，采用过压保护来提高电气设备自身的防护能力，以防止电气设备、电子元件被击坏。当发生雷击事故时，如电源防雷模块遭到损坏，在后台监控机上就能显示其状态。

五、结束语：

要确保变电所安全、可靠运行，就必须要做好变电所的安全防雷措施，而接地网就是防雷措施的最主要形式，接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷还是其他各种形式的雷，都将通过接地装置导入大地。而接地技术是一门多学科的综合技术，要根据变电所防雷设计的整体性、结构性、层次性、目的性，及整个变电所的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途要在实践中不断的探索、不断地发现，使其更加的完善，采取相应的防雷措施，保证变电所设备的安全稳定的运行。

防雷接地变电所防雷