35kv變電所的防雷措施和技術改造

周衛云

【摘要】為了使變電所運行平穩、安全可靠，既優化人力資源，降低了成本，又提升裝備和控制水平，本文針對變電所升級改造過程中遇到的幾項關鍵技術問題進行了詳細的分析和探討，并重點分析了變電所的防雷技術。

【關鍵詞】變電所；改造技術；防雷

一、變電站遭受雷擊的來源和防范措施

變電站遭受雷擊一般是下行雷，其承受對象主要包括兩個方面，第一個方面是雷擊對變電站的電氣設備損壞，另外一個是變電站電線在雷擊后雷電進入變電站對站內的設備造成破壞，為此，要采取避雷的防范措施。為了防止雷擊，最常見的方法是安裝避雷針，避雷針是具有很強的導電性，當發生雷擊時就可以將雷電吸引到自己身上，從而避免其它建筑物或者建筑設施遭受雷擊。下面介紹一下變電站避雷針的安裝要點。

1、安裝避雷針

避雷針安裝的首要原則是能保護其它建筑設施不受雷擊，從而起到很好的保護作用。雷電在碰到避雷針時，對于地面來說，避雷針的電位比較高，如果它和其它電氣設備的距離太近，那么也有可能出現避雷針對這些設備放電的現象，這也會使這些電氣設備受損，或者使其不能正常工作，這也叫做反擊。為了防止反擊，避雷針要與這些電氣設備保持一定的距離，還要使避雷針的地下引線遠離被保護的對象。一般來說，把避雷針和電氣設備不會發生反擊的距離叫做最小安全距離。最小安全距離要符合一定的原則：S≥O.3Rch+0.1h，其中s代表最小安全距離，Rch代表避雷針的接地電阻，h表示避雷針校驗點的高度，S的最小距離都不能低于3m，而避雷針和被保護對象間的高度不能少于5m，但在一般情況下，s應盡可能大些，這樣才能保護電氣設備的安全。

（1）避雷針在接地時要有單獨的接地裝置，一般來說它的工頻接地電阻不能超過10，但在特殊情況下，如果電阻超過10，那么就應該使避雷針和被保護對象的水平距離加大，另外，避雷針可能會反擊35 kV變電站的設備，為了防止這一現象的發生，可以將避雷針和35 kV的設備的地線進行連接，并且避雷針的接地體的地中距離不能小于20m。

（2）35kV變電站的其它配置或者建筑的房頂最好不要設避雷針，否則，可能會引發多次反擊而使變電站的基礎設施受到損害，而對于63 kV或者以上的變電站一般來說不會發生反擊現象。

（3）由于變電站進線的終端桿塔至變電站的配電裝置進線構架之間的距離可能比較遠，如果允許將終端桿塔上的避雷線引至變電站的構架上，這段導線將受到保護，比用避雷針經濟。由于避雷線有兩端分流的特點，當雷擊時要比避雷針引起的電位升高4。110kV及以上配電裝置，可將線路的避雷線引到進線構架上，土壤電阻率p≥1000Q.m的地區，應裝設集中接地裝置。35～63kv配電裝置，在土壤電阻率P<500Q.m的地區，可允許將線路的避雷線引到進線構架上，但必須裝設集中接地裝置。

（4）變電站侵入波過電壓的保護。因為雷擊線路的機會遠比雷直擊變電站多，所以架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波過電壓沿線路侵入變電站，是導致變電站雷害的主要原因。如不采取措施，勢必造成變電站電氣設備絕緣損壞，引發事故。

2、保護變電站的進線

運行經驗證明，變電站侵入波過電壓引起的雷害事故約50%是由離變電站ikm以內的雷擊線路引起的，約71%是3km以內雷擊線路引起的。因此，加強進線段的防雷對變電站十分重要。我們一般把變電站附近1—2km的一段線路叫進線段。為防止或減少近區雷擊閃絡，對未全線架設避雷線的35～110kV架空線路，應在變電站1～2 km的進線段架設避雷線，避雷線的保護角不宜超過20°，最大不超過30°。變電站進線段的作用，是限制雷電流的幅值和降低侵入雷電波的陡度。變電站35kV及以上電纜進線段，在電纜與架空線的連接處應裝設避雷器，其接地端應與電纜的金屬外皮連接。對三芯電纜，末端的金屬外皮應兩端同時直接接地。對單芯電纜，為防止電纜外皮中產生環流，只允許將電纜一端的外皮直接接地，另一端經過電壓保護間隙接地。

3、保護變壓器

變壓器的基本保護措施是靠近變壓器安裝避雷器，避雷器至變壓器的距離愈近則保護作用愈大，可以有效防止侵入雷電波過電壓損壞變壓器絕緣。裝設避雷器時，要盡量靠近變壓器，并盡量減少連線的長度，以便減少雷電流在連接線上的壓降。當避雷器與變壓器的電氣距離超過允許值時，應在變壓器附近增設一組避雷器。同時，避雷器的接線應與變壓器的金屬外殼及低壓側中性點連接在一起，這樣，當侵入波使避雷器動作時，作用在高壓側主絕緣上的電壓就只剩下避雷器的殘壓了（包括接地電阻上的電壓壓降），就減少了雷電對變壓器破壞的機會。

二、無人值守變電所改造的主要內容

1、一次設備改造及主要技術要求

一是斷路器改造：一次設備改造主要在高壓斷路器，按照無人值守的要求，斷路器必須能實現遙控操作，并提供可靠的位置信號。我廠高壓系統包括35KV和6KV兩個等級，分別對應總降壓變電所和5個二級變電所。其中總降所為2007年ISP技改期間新建項目，裝備水平較高，斷路器為ZN63A-12系列及ZN39B-40.5C系列真空斷路器。6KV變電所斷路器為舊式的ZN10及ZN28A系列真空斷路器，存在動作時間長，滅弧后恢復時間也長，滅弧性能差，故障率高，維護困難等。特別是原先的真空斷路器不含操動機構，需另配CD10系列電磁操動機構，安裝復雜，元器件多，接線復雜，且易發生卡阻、回跳現象，不能滿足無人值守的要求。而ZN63A-12（VS1）系列斷路器雖自帶操動機構，但其分合閘線圈的功率為244W，能耗偏大，可靠性也不高。

二是高壓開關柜改造：高壓開關柜五防聯鎖對防止誤操作，減少人為事故，提高運行可靠性起很大作用。五防功能是指：（1）防止誤分、誤合斷路器。（2）防止帶負荷合上或分斷隔離開關。（3）防止帶電操合接地開關或掛接地線。（4）防止帶有臨時接地線或接地開關合閘時送電。（5）防止誤入帶電間隔，以保人身安全。另外，完善機械防止誤操作；完善柜間距離，要求隔離物起絕緣支撐作用，有良好的阻燃性能；加強母線導體間、相對地間的絕緣水平；改造高壓柜中的電流互感器，使之達到工況絕緣水平、峰值和短時耐受電流、短時持續時間的要求。

三是過電壓保護設備改造：過電壓保護設備主要包括：復合式和組合式過電壓保護器、金屬氧化物避雷器、一次消弧裝置、二次消諧器、零序電流互感器等，對6～35KV變電所中性點加裝自動跟蹤自動調諧消弧線圈；為減少變電所運行維護量，降低殘壓，防止避雷器的爆炸，避雷器更換為MOA無間隙金屬氧化物避雷器。

四是主變壓器有關輔助元件改造：改造中性點隔離開關及其操作機構，能實現遙控操作；對有載調壓分接開關實現本地和遠方遙調操作；實現主變溫度遠方測量監控等。

參考文獻：

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