35 kV變電站防雷接地保護設計研究

摘 要：近年來，隨著我國電網改造力度不斷加大，電網改造的速度也就隨著國家對電網的重視而加快了腳步，這就對我國電網技術的就有了更高的要求。隨著現代科學技術的不斷發展，我國各地的電網日益得到完善，我國現在大量采用遠方集中監控和控制等變電站綜合自動化系統，自動化系統的運用既提高了勞動的生產率，同時有減少了人為失誤操作的可能。未來的電網發展趨勢也將是計算機和通信技術應用相結合的綜合自動化技術。計算機監控系統能夠使公司更好的、全面的掌握負荷的變化，能夠為電網的穩定性發展帶來積極的幫助。但是現實中，變電站會受到雷電等災害的破壞。本文就通過對35 kV變電站及接地保護進行闡述，分析了35 kV變電站防雷接地保護設計。

關鍵詞：35 kV變電站 防雷接地保護設計 研究

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0006-02

大多數的中型電力用戶，都采用的是35 kV電壓等級供電，供電部門的35 kV變電站也就成為了電力用戶供電的重要的供電渠道。而變電站不一定在在變電站避雷針的保護范圍之內，所以35 kV變電站很容易受到雷電的破壞，并給電力用戶的生產以及社會經濟的發展帶來了嚴重的影響，導致供電部門的供電可靠性也達不到要求。

1 國內外防雷保護研究現狀

長期以來，許多防雷研究人員及相關學者對雷電的活動規律、雷擊線路物理過程方面都做了大量的研究工作，建立起了相對較為完善的輸電線路電網防雷理論系統。對于線路防雷性能分析來說，最為重要的是雷電流幅值、地閃密度、波形及線路落雷次數。隨著雷電定位系統等科學技術的不斷發展，現代的雷電檢測網絡有效的幫助電力部門實現了對電路故障定位、分類，但是因為雷電數據的分散性及復雜性特點，想要能夠更加有效的對雷電進行檢測，就需要長期對雷電數據進行統計。

總體來說，變電站的防雷安全形式還存在這許多的問題，變電站的防雷措施需要不斷的加強，其問題主要表現為：第一，社會整體對于防雷安全意識不強，對雷電的危害性認識不夠；第二，隨著社會經濟的不斷發展，雷電的危害路徑也不斷增多，危害的程度也有所加強，不過防雷的觀念并沒有隨之而發生改變，雖然現在的防雷系統已經從防直擊雷發展到了防感應雷的時代，但是，還有許多措施仍然停留在傳統的防雷階段。

2 防雷接地概述

防雷接地可以分開為兩個概念，即：一是防雷防止因雷擊而造成損害；二是靜電接地，防止靜電產生危害。防雷接地裝置由不同的部分組成，具體的可以分為：（1）雷電接受裝置，直接或間接接受雷電的金屬桿，如避雷針、避雷帶、架空地線及避雷器等；（2）引下線，用于將雷電流從接閃器傳導至接地裝置的導體；（3）接地線，電氣設備、桿塔的接地端子與接地體或零線連接用的正常情況下不載流的金屬導體；（4）接地體，埋入土中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地體。分為垂直接地體和水平接地體；（5）接地裝置，接地線和接地體的總稱；（6）接地網，由垂直和水平接地體組成的具有泄流和均壓作用的網狀接地裝置；（7）接地電阻，接地體或自然接地體的對地電阻的總和，成為接地裝置的接地電阻，其數值等于接地裝置對地電壓與通過接地體流入地中電流的比值。

3 雷電入侵途徑

3.1 地反擊

一臺設備同時接到兩個或兩個以上的電網時，如果其中的一個電網遭到雷擊，則與之相連的設備就會與受破壞的設備之間存在一定的電位差，此時，因為電位差的存在，電流就會進行轉移，直接加到與其相連的電網上，若此電位差超過了設備自身的耐壓值，設備就會受到一定的損害。例如，某35 kV變電站設計有三個地網，其中兩個是避雷針的獨立地網，而另一個則是變電設備交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地等三個接地的公用地網。保證避雷針地網和設備地網之間要有10 m以上的距離。這樣，發生地反擊的情況就會較小。

3.2 直擊雷

變電站在設計的過程中自身都有很好的防直擊雷的保護措施，變電站的建筑和設備等都能夠受避雷針的保護作用，受直擊雷危害的可能性很小，監控系統設備則建在建筑物內，受到直擊雷的威脅就更小。對于35 kV以及一下的變電器來說，其建筑的房頂不宜設置避雷針，而對于采用鋼筋結構等具有屏蔽作用的建筑物則可以設置避雷針。所以，因為變壓站內的高壓開關室和電容器室等都要采用相應的屏蔽式建筑結構。

4 35 kV變電站防雷接地保護設計研究

某35 kV變電站，其主變壓器的容量為2500 kVA，電壓為35/10 kV，其中，變電站的中性點不接地，經消弧線圈接地。在變電站最大的運行方式下，其三相短路電流和單相短路電流分別為4.25 kA和10.8 kA。保護動作的反應時間為0.7 s。變電站的總的長度為50 m，寬度為40 m，電源變電站35kV母線最大運行方式下短路容量為250 MV·A。

此變電站電源進線為35 kV架空線路，導線長為3 km。變電站的短路容量為500 MV·A，單相接地電流為15 A，功率因數大于等于0.9。土壤的電阻率為Ω·cm，土壤的熱阻系數為80 ℃·cm/w。

按照接地設計步驟為。

（1）計算接地電阻要求值。僅用于高壓電氣裝置接地保護，要求：Ω。

（2）確定土壤電阻率。在進行土壤電阻率的確定時，需要考慮季節變化的影響，土壤電阻率應乘以季節系數，則1.3，所以，最大電阻率為：

Ω

（3）接地裝置計算。

單根垂直接地體的接地電阻為：

根據垂直接地體根數，確定相應的屏蔽系數為：閉合裝置接地周長 m，接地體之間的相互距離為a=6～7 m，按照n=30根，高、低壓配電裝置不少于2根接地線連接在接地裝置上，即a/L=2，可以得出屏蔽系數。

根據接地裝置的接地線熱穩定性校驗可得，實際接地線想要符合要求需要滿足的條件是：。

5 結語

綜上所述，變電站的放電工作是一項復雜等的系統性工作，所以在對變電站的設計階段就要認真的考慮。對于35 kV變電站進行防雷接地保護設計來說，在實際的防雷接地的設計保護中還存在嚴重的問題，所以對35 kV變電器保護的研究，對我國國民經濟的發展和居民生活安定具有積極的意義。

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