摘 要：作为现代电力系统的主要组成部分，变电站是多条线路、电力系统的中间环节和枢纽，一旦变电站遭到雷击，则可能会导致大面积的严重停电现象，甚至会对整个电网形产生致命性的危害。对于变电站接地系统而言，其设计的合理与否关系着人们的生命和财产安全，尤其是近年来国内电力系统发展规模在不断的扩大，变电站防雷接地系统设计变得更为复杂。本文将以某变电站雷击事件为例，对变电站防雷接地设计方法、原则等进行分析，以供参考。
关键词：变电站；雷击事故；防雷接地设计；研究
中图分类号：TM862 文献标识码：A
对于变电站来说，而且基于其自身特点的考虑，接地设计过程中主要包括工作、保护以及雷电保护等几种接地类型。其中，工作接地就是电力系统中的相关电气设备运行过程中，所需要的接地防护设计；对于保护接地设计而言，其主要是电气设备金属外壳、线路杆塔以及配电装置构架等，因绝缘损坏一般会带电，所以为有效防范危及人身财产安全而进行接地设计；对于雷电保护接地设计过程中，其主要是为雷电保护设备向大地有效泄放过电流、电压而设计的接地。实践中可以看到，变电站接地网安全与否，除对接地阻抗提出了较高的要求外，同时还对地网自身的结构、应用寿命以及接触电位差和跨步电位差等提出了新的要求。变电站防雷接地设计，关系着整个电网系统的正常运行，同时也关系着人们的生产生活，因此加强对该问题的研究，具有非常重大的现实意义。
1变电站雷击事件
近年来，随着变电站及电网系统建设规模的不断扩大，国内变电站数量不断增多，实践中会看到一些变电站遭雷击事件。比如，2011年8月18日5时30分，110kV四川某变电站35kV线路因受雷击线路造成保护装置动作跳闸，同时跳闸的还有502、530开关，#547间隔内出现烧损现象。检查#547开关柜后发现，断路器烧毁严重，三相断路器支柱绝缘子、绝缘拉杆均被烧黑，灭弧室上端接线处已被弧光烧融。 一次雷电袭击事故中， 35kV的变电站避雷针遭直击，该变电站中的全部变配电站综合自动化，保护微机保护设备装置电源板等，全部被雷电击坏；此时，整个变电站系统处于无保护状态。
事后调查发现，该变电站内的探照灯除少量安了附近的建筑结构上，其余多数均安在了设有避雷针的铁塔结构之上。避雷针铁塔上安装的户外照明探照灯电源，很容易导致户内交流电源屏。当避雷针遭雷电直击时，强大的雷电流会通过探照灯电源以及电缆，进而形成较强的电磁感应过电压；这些电磁感应产生的电压经过探照灯电源电缆等，直接进入到户内的交流电源屏，同时变电站综合 自动化装置电源随之引入到交流电源屏，进而导致变电站综合自动化装置电源置电源板完全受损。该起事故，造成了巨大的经济损失，同时也影响用户的生产生活。诸如此类的雷电事屡见不鲜，同时也为我们敲响了警钟，要求在变电站防雷接地设计上多下功夫。
2变电站雷击原因分析
基于以上分析，笔者认为各类型的防雷装置均需可靠的接地措施才能充分发挥自身的作用和价值，因此接地设备自身的不可靠性，可能成为雷击事故产生的最主要原因之一。同时，影响变电站接地网、装置的因素也表现出多样化的特点，具体可从以下几个方面认知。
首先，变电站防雷接地设计方面，严重忽视了变电站地网电位的均衡性考虑。在变电站接地系统设计过程中，重点需要考虑的是如何才能有效的将接地电阻降下来，最大限度的减轻或避免接地电压、以及跨步电压等对人身造成的伤害。从实践来看，由于变电站地网电流密度存在着分布不均、变电站所在地点电阻率不等以及设备地线过长等问题，因此在地网中还存在着一些局部电位差问题。通过均衡实验发现，变电站接地故障位置的电位通常比地网边缘电位要高一些。近年来，随着电网系统的容量不断增大，变电站故障电流也随之增大，这将导致故障位置、主地网电位差增高，严重时可能会达到数千伏。该种现象的存在，可能会对直流系统、二次回路等产生非常严重的危害。
其次，变电站接地装置施工建设过程中，可能会出现机械性的损伤问题，或者因电气设备出现断开现象而导致设备难以正常运行，加之防腐措施不到位，或者因没有采取及时有效的防腐措施而导致主网受到严重的腐蚀，最终导致其分割和断裂。同时，变电站施工过程中，可能存在着施工质量不合格问题，比如接地装置敷设过程中的回填、埋设作业不到位，垂直接地体间距太小以及搭接面积明显不足等问题，都可能导致变电站遭遇雷击事故。
最后，变电站防雷接地体连接存在着问题，实行串接、或者经设备进行过渡连接，或者存在着的故障电流难以正常通过等问题。对于独立的避雷针而言，由于设计集中接地设备、主网以及独立避雷针网之间的安全距离明显不足，而可能会导致雷击事故。此外，中性点位置的引下线出现了不可靠接地问题，比如很多的110kV变电站中性点位置接地引下线均接在了一个点上，或者彼此距离太近。此时，如果连接线位置发生了雷击故障问题，则变电站设备将会出现失地运行现象。
3变电站防雷接地设计原则和接地方法
基于以上对当前变电站防雷接地设计中存在着的主要问题及其成因分析，笔者认为实践中若想有效避免或减少雷击事件对变电站及电网系统产生的影响，应当坚持合理的接地设计原则和正确的接地方式和方法。
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