【導(dǎo)讀】變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，因此它是防雷的重要保護部位。電一直是影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要原因，如果變電所發(fā)生雷擊事故，將造成大面積的停電，給社會生產(chǎn)和人民生活帶來不變，因此，必須重視變電所防雷，要求防雷措施必須十分可靠。本文針對傳統(tǒng)變電所的避雷設(shè)施已不適應(yīng)電力系統(tǒng)自動化的防雷要求，通過對雷電產(chǎn)生原理及防雷技術(shù)的分析，對于處在雷電頻發(fā)地區(qū)的電力設(shè)備來說，防雷保護就顯得至關(guān)重要。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。本次論介紹了變電站雷擊產(chǎn)生的原因、直擊雷保護、進線段保護、避雷針和避雷器保護范圍、防雷措施，接地設(shè)計必要性、接地原則、接地電阻、接地注意事項、降低工頻電阻的措施、防雷接地安裝工藝標準等。架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站，是導(dǎo)致變電站雷害的主要原因，若不采取防護措施，勢必造成變電站電氣設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。

　　

【正文】 接地電阻的另一個方法是加大接地材料的尺寸，但是耗材太大而且效果并不理想。在變電站具體解決接地網(wǎng)電阻偏高的問題，首先要對其原因進行認真的分析，到現(xiàn)場進行認真的勘探，結(jié)合相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，依據(jù)相關(guān)技術(shù)標準規(guī)范，制定出切合實際的降阻措施。 技術(shù)措施接地工程本身的特點就決定了周圍環(huán)境對工程效果的決定性的影響，脫離了工程所在地的具體情況來設(shè)計接地工程是不可行的。設(shè)計的優(yōu)劣取決于對當?shù)赝寥拉h(huán)境的諸多因數(shù)的綜合考慮。土壤電阻率、土層結(jié)構(gòu)、含水情況、季節(jié)因數(shù)、氣候以及可施工面積等等因數(shù)決定了接地網(wǎng)形狀、大小、工藝材料的選擇，是接地設(shè)計中重要的第一手資料,。因此設(shè)計施工前，要確保完成以下幾項工作：（1）要精心勘探測量，要對每處遙測點地網(wǎng)所在位置的地形、地勢、地質(zhì)情況進行準確勘探，測量接地體埋設(shè)點周圍的土壤電阻率及其分布情況，找出可以利用的地質(zhì)結(jié)構(gòu)；（2）要調(diào)查所在地的雷電活動情況和規(guī)律，決定所采取的防雷措施及其對接地電阻的要求；（3）要調(diào)查所處地段土壤對鋼接地體的年腐蝕和土壤的酸堿度等；（4）要根據(jù)以上幾項內(nèi)容進行計算和設(shè)計，制定切合實際的降阻措施和施工方案。 降阻方法（1）敷設(shè)水平外延接地。因為水平放設(shè)施工費用低，不但可以降低工頻接地電阻，還可以有效地降低沖擊接地電阻。（2）深埋式接地極。在地電阻率隨地層深度增加而減小較快的地方，可以采用深埋接地體的方法減小接地電阻[5]。因此利用大地性質(zhì)，深埋接地體后，使接地體深入到地電阻率低的地層中，通過小的地電阻率來達到減小接地電阻的目的。在埋設(shè)地點選擇時，應(yīng)考慮：選擇地下水較豐富及地下水位較高的地方；接地網(wǎng)附近如有金屬礦體，可將接地體插入礦體上，利用礦體來延長或擴大人工接地體的幾何尺寸；深埋接地體的間距宜大于20m，可不計互相屏蔽的影響。但施工困難，土方量大，造價高，在巖石地帶困難更大。（3）利用接地電阻降阻劑。在接地極周圍敷設(shè)了降阻劑后，可以起到增大接地極外形尺寸，降低接觸電阻的作用。降阻劑是由幾種物質(zhì)配制而成的化學(xué)降阻劑，是具有導(dǎo)電性能良好的強電解質(zhì)和水分。這些強電解質(zhì)和水分被網(wǎng)狀膠體所包圍，網(wǎng)狀膠體的空格又被部分水解的膠體所填充，使它不致于隨地下水和雨水而流失，因而能長期保持良好的導(dǎo)電作用。而降低阻劑的主要作用是降低與地網(wǎng)接觸的局部土壤電阻率,換句話說,是降低地網(wǎng)與土壤的接觸電阻,而不是降低地網(wǎng)本身的接地電阻。這是目前采用的一種較新和積極推廣普及的方法。降阻劑已有超過二十年的工程運用歷史，經(jīng)過不斷的實踐和改進，現(xiàn)在無論是性能還是使用施工工藝都已經(jīng)是相當成熟的產(chǎn)品了。 （4）利用電解離子接地系統(tǒng)（Ionic Earthing Array，簡稱IEA）。IEA近幾年在新建變電所中得到廣泛的應(yīng)用，并取得一定的效果。有研究和實踐證明：土壤電阻率過高的直接原因是因為缺乏自由離子在土壤中的輔助導(dǎo)電作用，IEA能在土壤中提供大量的自由離子，從而有效的解決接地問題。IEA由先進的陶瓷復(fù)合材料、合金電極、中性離子化合物組成，以確保能提供穩(wěn)定的、可靠的接地保護。IEA的主體是銅合金管，以確保較高的導(dǎo)電性能及較長的使用壽命，其內(nèi)部含有特制的、無毒的電解離子化合物，能夠吸收空氣中的水分，通過潮解作用，將活性電解離子有效釋放到周圍土壤中，正是因為IEA不斷的自動釋放活性電解離子使得周圍土壤的導(dǎo)電性能能始終保持在較高水平，于是故障電流能順暢的擴散到周圍的土壤中，從而充分發(fā)揮接地系統(tǒng)的保護作用。另外，IEA所包含的特制回填料具有非常好的膨脹性、吸水性及離子滲透性，使IEA與周圍的土壤保持良好的接觸界面，無論天氣或周圍環(huán)境如何變化，都能使IEA保持最佳的接地保護效果。但投資相對也是比較大的。 （5）其他方法。如何降低接地電阻目前已成為工程建設(shè)的難點之一，除了以上方法外，增加地網(wǎng)的埋設(shè)深度、利用深孔爆破接地技術(shù)[3]、自然接地體、局部換土、深井接地、擴大接地面積和采用兩層水平接地網(wǎng)[4]等等也都有一定的可行性。根據(jù)各個工程的不同情況可以選擇適合的降阻措施，而各種方法也不是孤立的，可以相互配合，以取得更好的實際效果。 精心施工及運行維護精心的施工才能達到良好的設(shè)計的實施效果，看起來不重要的實施細節(jié)常常導(dǎo)致嚴重的后果。因為接地網(wǎng)工程是隱蔽工程，當施工完成后，錯誤不一定馬上可以檢測到，即使發(fā)現(xiàn)問題補救也是很麻煩的，尤其是防腐細節(jié)。因此，設(shè)計圖紙和施工方案制定出后，就要到現(xiàn)場精心組織施工。對水平接地體，垂直接地體的布置嚴格按設(shè)計要求布置，對各焊接頭質(zhì)量，降阻劑的使用，回填土等每個環(huán)節(jié)嚴格把關(guān)。當然，工程結(jié)束后要加強運行維護；要針對地網(wǎng)工程接地裝置運行中容易發(fā)生的問題，加強運行維護和巡視檢查，及時進行缺陷處理。定期進行接地電阻和回路電阻測量，以保證接地一直處于良好的狀態(tài)。 變電站接地網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)結(jié)合實際情況進行, 接地裝置能否發(fā)揮它應(yīng)起的作用，關(guān)鍵在于設(shè)計和施工運行這兩個環(huán)節(jié)。首先是設(shè)計，它是保證接地裝置效果的前提條件；其次是施工運行維護，施工的工藝和質(zhì)量是保證接地裝置效果的基礎(chǔ)，是體現(xiàn)設(shè)計目的的手段，而維護是后期地保養(yǎng)及使用期限的延長。因而在高土壤電阻率地區(qū)的變電站設(shè)計與建設(shè)中，必須注重優(yōu)化設(shè)計與綜合治理，以充分提高地網(wǎng)建設(shè)地經(jīng)濟性與安全運行地可靠性，同時降阻效率高、抗腐蝕性好、成份穩(wěn)定、價格低廉地新型降阻材料亦將成為接地網(wǎng)降阻研究的主流。 防雷接地注意事項（1）防雷接地在設(shè)計施工時的特殊要求防雷接地引下線盡量利用現(xiàn)有的自然導(dǎo)體。如建筑物本身的防火梯、金屬柱子、桁架以及內(nèi)筋都可以直接做引下線。（2）在做防雷引下線時，各種金屬物之間必須有可靠的金屬連接。在這種情況下，所有金屬連接部分都應(yīng)該焊接，并在接縫處另加跨接線。（3）如果建筑物的混凝土柱子中的鋼筋被作為引下線，則最少要有四根柱子，且每根柱子至少有兩根主筋的接點應(yīng)全部焊接。（4）防雷引下線應(yīng)以最短的路線與防雷接地體連接。盡量減少彎曲，且避免采用直角和銳角。如果必須要彎曲，則彎曲開口處的距離不得大于彎曲部分弧長的1/10，以免在雷擊時增加感應(yīng)電阻。（5）、地面下200mm范圍內(nèi)應(yīng)做機械保護裝置。變電所防雷保護滿足要求以后,還要根據(jù)安全和工作接地的要求敷設(shè)一個統(tǒng)一的接地網(wǎng),然后避雷針和避雷器下面增加接地體以滿足防雷的要求,或者在防雷裝置下敷設(shè)單獨的接地體。　　接地裝置。避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器的接地線主接地網(wǎng)的地下連接點,沿接地體的長度不得小于15m,同時變壓器門形架構(gòu)上不得裝避雷針。小變電所用獨立避雷針,大變電大多在獨立避雷針與配電裝置帶電部分的空氣中最短途徑不得小于五米。避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構(gòu)架的接地導(dǎo)體埋在地中部分在土壤中的距離必須大于三米,變電所電氣裝置的接地裝置采用水平接地極為主的人工接地網(wǎng),水平接地極采用扁鋼50mm5mm,垂直接地極采用角鋼50mm5mm,垂直接地極間距5m～6m,主接地網(wǎng)接地裝置電阻不大于4Ω,主接地網(wǎng)埋于凍土層1m以下。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合,外緣各角應(yīng)做成圓弧形。 大變電所安裝在架構(gòu)上的避雷針,與主接地網(wǎng)應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器的接地線主接地網(wǎng)的地下連接點,沿接地體的長度不得小于15m,同時變壓器門形架構(gòu)上不得裝避雷針。 針對產(chǎn)生事故和造成接地裝置接地網(wǎng)質(zhì)量問題的原因，結(jié)合試驗中遇到的現(xiàn)實問題，提出以下對策，目的是為了提高變電站接地網(wǎng)測試的試驗水平和檢驗效果。盡可能的避免雷擊事故的發(fā)生。第一、在接地網(wǎng)測試中，不應(yīng)簡單的只是進行數(shù)據(jù)的測量，在測試的過程中，應(yīng)選取適當?shù)狞c進行開挖檢查工作，用來檢查接地裝置和接地網(wǎng)和各種狀態(tài)，比如受腐蝕情況，使用材料的質(zhì)量，焊接情況，填埋深度等，配合原始施工圖還可以檢查連接體（線）是否連接正確。第二、根據(jù)原始圖紙并結(jié)合開挖的實際測量情況，還可以簡單的對接地網(wǎng)的各類參數(shù)進行計算核對第三、為了簡化試驗的流程，提高效率，在進行測試時，尤其是在大型戶外變電站測試時，可以采用隨機抽樣的方法測量。第四、由于接地裝置事故持續(xù)時間過長，不能快速切除也是造成接地裝置擴大事故的原因之一，所以在進行接地電阻試驗的同時，可以安排繼保人員對保護裝置進行同步檢查。第五、在實際測量過程中我們發(fā)現(xiàn)，很多變電站的獨立避雷針都位于變電站外部，一部位于鄰近的工廠或者民居內(nèi)，這些避雷針中有些已經(jīng)被簡易房覆蓋，或者堆放有雜務(wù)等。而且此類避雷針大多難以到達，看起來一墻之隔，卻需要繞很長的路。還有一部分獨立避雷針位于野外，雖然測量不需要繞路，但是一些位于野外的獨立避雷針（尤其是鋼塔式）出現(xiàn)了水泥基礎(chǔ)被腐蝕或者是底部的鋼筋被偷盜的現(xiàn)象，而且野外的環(huán)境復(fù)雜，還有一些避雷針被污水、淤泥環(huán)繞，測量人員很難接近。（具體情況見《測試情況匯總》）綜合這些情況，建議如果有可能最好是把獨立避雷針都納入變電站內(nèi)部。最起碼在測量時如果發(fā)現(xiàn)避雷針被簡易房覆蓋或者底部覆蓋有雜務(wù)的，應(yīng)及時通知勸說相關(guān)單位或人員整改，防止造成事故。又如果發(fā)現(xiàn)野外避雷針基礎(chǔ)被破壞的，應(yīng)及時修補。第六、測量接地電阻都需要在接地裝置露出地表的部分測量，目前的接地裝置大多采用扁鐵，為了防止腐蝕，露出部分都涂有保護材料。這就會造成測量值的偏大，如果為了精確測量而刮開涂層，又會加速腐蝕。所以建議在露出部分加裝銅質(zhì)的接地節(jié)。第七、接地電阻測量應(yīng)和接地網(wǎng)導(dǎo)通試驗有機的結(jié)合起來，第八、由于接地網(wǎng)的特性，隨土壤的成分及季節(jié)變化，所以歷年的接地網(wǎng)電阻測試應(yīng)盡量選取相近的氣候和濕度條件下進行。 4 結(jié)論 接地網(wǎng)設(shè)計是否合理是保證變電站安全、可靠運行的重要因素。接地網(wǎng)的設(shè)計，要根據(jù)區(qū)域的地質(zhì)條件，采取不同的降阻措施，以最高性能價格比來設(shè)計其接地網(wǎng)，同時應(yīng)采用新技術(shù)和新材料。接地技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，故在今后的工作中去研究，在實踐中不斷探索，以使其更加趨于完善。在防雷設(shè)計中，避雷器是過電壓保護電器，但大多忽視了它本身的過電壓防護問題，只注意到防雷器件保護電力裝置安全作用，輕視和忽視保護作用對電力系統(tǒng)不安全影響，沒有注意避雷器對連續(xù)雷電沖擊的保護能力。這次設(shè)計使我感受頗深，對變電所防雷接地技術(shù)有了初步的認識，現(xiàn)代防雷技術(shù)實行多年，對它進行改革有一定的難度，但改革、發(fā)展、進步是新世紀時代科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨向，歷史時代前進的主流。因此現(xiàn)行防雷技術(shù)有必要技術(shù)改革，改革其落后的防雷保護模式，提高其防雷技術(shù)水平，促進其防雷技術(shù)改革現(xiàn)代化。深刻理解了變電所防雷保護措施和接地設(shè)計的必要性，了解了變電所防雷接地施工工藝過程。在此感謝許吉祥老師在論文寫作期間，給予了許多幫助，對我耐心的指導(dǎo)，提出了我論文中的許多不足。由于本人學(xué)識有限，加之時間倉促，文中不免有錯誤和待改進之處，真誠歡迎各位師長提出寶貴意見。參考文獻[1] 何金良,[J].電力建設(shè),2004.[2] [M].廣州:中山大學(xué)出版社,1996.[3] 徐賓. ,.[4] 李峰文，,2002,12（8）1216.