220kV變電站防雷接地設(shè)計與施工分析

王東

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，為了滿足人們的生活和生產(chǎn)用電，電力工程逐漸增加但是很多地區(qū)的地理環(huán)境惡劣、地形非常復(fù)雜因此對于變電站的建造施工產(chǎn)生巨大的影響，本文就對220kV變電站防雷接地設(shè)計和施工進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過利用新材料和新技術(shù)解決導(dǎo)致施工困難的問題。

關(guān)鍵詞：220kV變電站；防雷設(shè)計；施工措施

電力工程的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，電線架設(shè)的路徑逐漸被壓縮，也導(dǎo)致接地防雷的設(shè)計難度也逐漸增加，變電站的接地設(shè)計根據(jù)其具體的作用分類為保護(hù)接地、工作接地和防雷接地等，保護(hù)接地主要是防止電線的絕緣體損壞，避免其對人類動物等造成傷害等，工作接地目的就是幫助電力在傳輸過程中更加的穩(wěn)定安全，防雷接地的主要目的就是防止雷電天氣避免雷電對電線、設(shè)備的損害等。在所有的接地設(shè)計中防雷接地是最為重要的，保證電力設(shè)備等不會受到雷而損壞，影響正常的生活和生產(chǎn)。

一、變電站接地設(shè)計

1、接地網(wǎng)間距的設(shè)置

接地網(wǎng)間距通常的距離為5m、7m或者10m的等間距設(shè)計方式，由于受到端部效應(yīng)和臨近效應(yīng)的影響，中心處的電流的泄露量相對較多，因此中心部位的電勢也會比邊網(wǎng)孔的電勢更高，如果地網(wǎng)的面積逐漸增大，那么電勢的差值也會隨之變大，如果接地網(wǎng)間距沒有等間距設(shè)計，那么中部導(dǎo)體泄露的電流密度分布增大，中部導(dǎo)體的利用率也會提升。

2、地網(wǎng)中垂直接地極布置

由于會受到水平接地極的屏蔽影響，地網(wǎng)接地中的垂直接地不會對其電阻產(chǎn)生較大的影響，但是部分設(shè)備的散流效果會在垂直接地的設(shè)計下逐漸加強(qiáng)，因此增設(shè)垂直接地極可以起到消除變壓器中性點(diǎn)、弧線圈中性點(diǎn)、避雷器和構(gòu)架避雷針，與此同時還可以在地網(wǎng)的周圍一圈增設(shè)垂直接地極，從而改善散流效果，減小接地電阻。

3、接地極的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)

在進(jìn)行對接地極熱穩(wěn)定性校驗(yàn)時一般采用短路電流的穩(wěn)定值來操作，在主干線路中短路電流會直接向左右兩側(cè)分流，主干線在采購時應(yīng)盡量減少考慮金屬規(guī)格的，主要是因?yàn)橹鞲删€非常容易遭到腐蝕，主干線的截面積計算公式如下所示：

①

上式中Sjd指的是最小的接地線截面積，單位用mm2表示；Iid指的是流過接地線的短路電流穩(wěn)定值，其單位中A表示；td指的是繼電保護(hù)器實(shí)施保護(hù)的時間，一般的在計算時220kV一般保護(hù)時間為1s；C表示接地線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，系數(shù)會根據(jù)材料的不同而有所區(qū)別。

4、接地引下線設(shè)計

在接地引下線的設(shè)計過程中對變壓器的中性點(diǎn)和和中和各個干線和之地網(wǎng)之間的相互連接，設(shè)計時一定要保證其符合熱穩(wěn)定校核的要求。在變電站中比較重要的設(shè)備均需要使用2根接地引下線，但是其接線點(diǎn)不能和主接地網(wǎng)相同。

二、接地施工

（1）在施工過程中肯定有很多橫向和縱向的接地體，可以通過使用熱焊接的方式將各種金屬規(guī)格的接地體焊接在一起，這樣能夠提升接地體的使用壽命，研究表明如果將純度為97%的銅金屬連接器相互連接，那么其使用壽命會更長；（2）變電站的主接地網(wǎng)建設(shè)完成之后再對其接地電阻進(jìn)行測量，接地電阻會受到季節(jié)和溫度的變化而有所浮動，但是全年監(jiān)測中必須保證其電阻值在0.5 以內(nèi)。如果檢測的電阻值較高，那么可以通過增加地網(wǎng)的面積、深埋接地體等方式來起到降低電阻的效果。（3）在變電站室外還應(yīng)該進(jìn)行鋪設(shè)接地網(wǎng)，深度為距地面0.8m，穿道的長度約1m左右。等鋪設(shè)好接地網(wǎng)絡(luò)之后在使用接地線將室內(nèi)的各個設(shè)備進(jìn)行接地連接，一般的接地引上先都會鋪設(shè)在建筑結(jié)構(gòu)的墻體內(nèi)，同時在變電站的建筑左右兩側(cè)均要裝設(shè)一個接地電阻的檢測點(diǎn)，以供隨時了解電阻情況。（4）對于配電綜合樓以及電纜溝等的接地網(wǎng)施工，應(yīng)該在電纜溝或者配電綜合樓地下約1m左右進(jìn)行埋設(shè)，埋設(shè)時盡量選擇使用新鮮土質(zhì)。（5）在變電站附近很容易差生較大的電勢，從而影響人們的生命安全，因此在在進(jìn)入變電站的公路打造成瀝青結(jié)合混凝土的地面，四周的圍欄盡量選擇木質(zhì)或者其它不會導(dǎo)電的材質(zhì)，對于已經(jīng)投入使用的變電站中金屬材質(zhì)的圍欄應(yīng)該做好接地的措施。（6）在變電站內(nèi)所裝設(shè)的各種避雷設(shè)備，其電壓線在接地的過程中盡量采用“就近原則”，對于室外的避雷涉筆在接地是盡量使用垂直接地體。（7）在室外的接地線中務(wù)必使用穿墻套管將其包裹，同時對于每組接地線均要引至主干線上，其目的就是保護(hù)工作人員和設(shè)備的安全。（8）對土壤電阻大地區(qū)降阻處理，一般有三種方法，其一是從土壤電阻率低的地區(qū)引入接地極，其二是深埋接地極，該種方法非常適用于地下有金屬礦體、水位較高或者凍土的地區(qū)；其三是使用降阻劑來置換具有高電阻的土壤。

三、設(shè)計注意要點(diǎn)

1、線路避雷器的應(yīng)用

在配電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的過程中造成線路損壞甚至自動跳閘的主要原因線路遭受雷擊，因此在遇到線路故障時應(yīng)該立即進(jìn)行就地消納措施，通過統(tǒng)計的數(shù)據(jù)將雷擊的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算，然后在220kV的雷區(qū)應(yīng)該進(jìn)行線路的防雷措施，比如增設(shè)避雷器或者引雷針等設(shè)備，阻止雷電電流損傷變電站的其它設(shè)備。

2、配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中斷開斷路器設(shè)計

在雷擊遭受線路損傷的情況下，斷路器端口也很容易受到過電壓的損傷，因此可以在線路兩側(cè)部位增設(shè)避雷器。通過安裝避雷器等設(shè)施能夠降低雷擊的幾率，但是線路的感應(yīng)雷電流仍然會導(dǎo)致斷路器發(fā)生斷開的情況，因此斷路器的安全仍然無法得到保障。已經(jīng)投入使用的變電站應(yīng)該根據(jù)運(yùn)行的情況適當(dāng)?shù)脑黾颖芾灼鞯陌惭b，對于在新建的220kV變電站中特別是那些山區(qū)容易遭受雷擊的區(qū)域，應(yīng)該設(shè)計之初就應(yīng)該考慮使用線路避雷器。

四、結(jié)語

在變電站設(shè)計和施工過程中一定要考慮影響配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全和穩(wěn)定的各個因素，在所有的因素中，雷電是危害最大，影響最為嚴(yán)重的因素之一，所以在設(shè)計的過程中一定要加強(qiáng)對防雷的設(shè)計和施工要求，通過科學(xué)合理的防雷接地設(shè)計能夠使電力企業(yè)在投入資金一定的情況下盡可能的提升防雷的效果，在施工的過程中一定要采取相應(yīng)的措施，比如增設(shè)避雷器等，減少雷電對于變電站的影響。再投入使用之后應(yīng)該加強(qiáng)對防雷設(shè)施的維修和養(yǎng)護(hù)，促使電力運(yùn)行的安全可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]張九峰，冀紅敏，陳如意.巖石地區(qū)220kv變電站接地系統(tǒng)施工方法[J].科技與企業(yè)，2012（18）.

[2]計偉，張國曉.220kV變電站防雷接地設(shè)計與施工分析[J].機(jī)電信息，2013（18）.

[3]天嗒.防雷接地技術(shù)在220kV變電站中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（03）.