摘要：本文主要对变电站防雷接地进行全面概述，并结合具体案例对变电站防雷接地技术进行具体分析。
关键词：变电站；防雷保护；接地
变电站的作用是改变电压，在电力系统中起着很重要的作用，不幸遭遇雷击，极有可能对电器设备造成严重的损坏，以至于正常的运行受到影响而导致大面积的停电，现在的变电站都有较为完善的防雷接地保护措施，变电站的设备遭雷击损坏的概率较小，变电站的防雷措施得以进一步完善，基本能够确保电力系统运行的正常。
1变电站雷电入侵的方式
1.1接地线入侵
一般来说，变电站为了保护站内电气设备的工作安全，设置有避雷针等专用避雷装置。当雷电强度较高时，在避雷针的引导下，雷电会将电流沿避雷针流向大地，并在变电站周围进行释放，由于大地本身存在电阻值，会在变电站附近形成较大的雷过电压，有时甚至可达数十千伏，从而对变电站内大量二次设备造成严重的损坏。
1.2信号线入侵
变电站作为一个信息化、自动化程度较高的控制调度中心，内部布置有大量二次系统通信线路。当雷电入侵通信线路后，会在电气设备二次系统接口处产生高达数千伏的过电压，进而对通信接口、调制解调器、光电隔离器及其他通信装置造成损坏。
1.3电源线入侵
架空线路作为变电站的电源输入，由于架设高度较高，容易受到感应雷甚至直击雷的雷击。一旦受到雷击后，线路中将形成较高的过电压，经过变压器耦合后进入低压侧，进而入侵变电站的各类控制装置，威胁整个变电站的稳定与安全。
2变电站的防雷技术应用分析
2.1合理防止雷电电流
针对微机维护的调控设施，在选择电力机制的通信线路的过程中，要求选用具备屏蔽层的电缆设施，同时还需要尽最大限度地独立装配强电导线，确保电缆的屏蔽层接地始终维持在一个位置。在变电站内，电力设施不但包括模拟电路，同时还包括了数字电路，因此，这些设施都需要隔离开来。如果二者不分离，就很容易受到各自的影响，甚至还会对设施有所损害。
2.2安装浪涌的二次保护器
针对浪涌问题的保护手段，相关的工作人员通常就会在变电站机制中增加安置浪涌二次保护器。该设施就是利用同等电位的机理，在第一时间将浪涌电流转移至接地系统中。如果机制的过电压问题出现，高电压将会逐渐遏制住电子二极管成为电子元件动作，而且还会逐渐释放出显著的雷电电流，同时将导出的电压钳位调控在截止电压内，进而高效地避免过电压对电力设施带来的不利影响。
2.3变电站接闪器
当变电站遭遇雷击事故之后，防雷系统能够借助直接拦截的手段，将雷电电流引入接地网之中，接闪器分为避雷针与避雷线。小型变电站一般只设置的独立避雷针，而大型变电站一般是在构架上同时使用避雷针与避雷线，同时大型变电站对于雷电电流引入线路以及防雷接地装置都有非常严格的规范。
2.4变电站避雷器
避雷器可以有效的将入侵变电站内的电流减少到电器装置绝缘的允许强度范围之内，国内变电站避雷器在通常情况下都是选择金属氧化物避雷器，而西方很多国家不仅选择ROA，同时还在电气设备之中设置了空气间隙，将其当成是ROA故障后的备用防雷设施。
2.5科学布局避雷设施的装配方位
当前来说，许多一体化的微机二次保护设施都被安置于高压室中的配电闭合柜上，其中的诸多电力评测讯息都需要通过高压配电室转移至主控台中，然后采取MS-525等接口的形式和通讯管控装置进行连接。所以，通信电缆极易遭到源自闭合误执行、电力承载波动以及强电电缆所带来的磁场影响，这些显著的磁场影响又会进一步提升电力评测信息的误码比重，严重时还会导致MS-525等数据接口出现毁坏。
3案例分析
3.1站址地理环境
拟建的某220kV变电站站址在区域地貌上属于丘陵，微地貌为丘陵、洼地，站址场地中部有一个水塘，站址区地势呈北高南低，地形起伏较大。站址地层主要为第四系冲积及残积坡积形成的粉质粘土、含碎石粉质粘土、泥质砂岩。
3.2面临的问题
通过对变电站土壤特性的调查，计算出平均电阻率，再根据测量到的相关数据计算出入地故障电流，进而分析该变电站的防雷接地设计中是否面临相关的问题。
（1）土壤平均电阻率的计算
鉴于本站地基土主要由第四纪残坡积成因的土层以及经过人工翻填的填土层组成，又根据土壤的电阻率的计算公式计算出该站的平均土壤电阻率。通过计算得出该站的平均土壤电阻率为39.68Ω·m。分析得出若按常规方法敷设接地网，则主接地网接地电阻未能达到目标值的要求。
（2）入地故障电流的计算
根据相关文献所提的各电压等级系统阻抗，按照高、中压侧并列运行，低压侧解列运行方式计算，本变电站各电压等级短路故障电流周期分量起始有效值分别为：220kV母线10.96kA，110kV母线13.89kA，35kV母线14.37kA。根据计算结果，结合通用设备，本工程短路电流水平220kV电压等级按50kA考虑，110kV电压等级按40kA考虑，35kV电压等级按25kA考虑。
通过分析土壤平均电阻率和入地故障电流，发现本站的接地布置需采取一系列的优化措施。
3.3优化方案
（1）本站接地网布置采用以水平接地为主、垂直接地体为辅组成的复合接地网，同时，接地体的界面选择综合考虑了热稳定要求和防腐蚀性能。
（2）根据设计要求，采取降阻措施，变电站接地电阻控制在不大于4Ω，在主地网周围埋设CRE-JD纳米接地极的方法降阻。除此之外，在接地装置施工后进行测量并绘制电位分布曲线，以便对超出范围的电阻采取相应的措施。
（3）为了降低接地电位，应加强分流，主接地网应尽量与线路的避雷线相连。同时，应有便于分开的连接点以便测量接地电阻。
（4）为防止雷电过电压及操作过电压，在变电站布置相应的雷电保护装置。
（5）配合相应的电气设备，使用绝缘保护。
3.4防雷接地布置
本站共设置11支避雷针，与建筑物顶部设置的避雷带联合构成全站防直击雷保护。其中#1～#5为220kV构架避雷针，#6为独立避雷针，针高30米，#7～#11为110kV构架避雷针，针高30米。为防止反击，主变压器构架上不设置避雷针。
（1）户外接地布置
主接地网采用60×8镀锌扁钢构成长孔闭合网。经计算，本站允许的接触电势与跨步电压分别为237.3V和264.9V，最大接触电势与跨步电压分别为246.8V和61.1V，跨步电压满足要求，接触电势不能满足要求。本变电站须在经常维护的通道、各操作机构四周、保护网附近局部铺设20cm厚的卵石操作地坪，以满足变电站接触电势的要求。
（2）二次设备室接地布置
在二次设备室电缆支架最上层，按屏柜布置的方向敷设100mm2的铜排，并首末相连，形成二次设备室专用铜排接地网，并一点引至户外主接地网，以屏蔽外界对二次设备的干扰并建立基准的零电位点。
（3）雷电过电压保护及操作过电压保护
根据DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合规程》，在主变压器高、中压侧装设避雷器。同时为防止开端空载变压器、容性负载及感性负载形成的操作过电压，在主变低压侧及电容器组首端装设避雷器。根据国家电网《预防多雷地区变电站断路器等设备雷电灾害事故技术措施》，由于变电站110kV～220kV进出线路走廊在距站址15km范围内穿越平均雷暴日数大于40日的丘陵或山区，故本站220kV及110kV线路出线侧装设避雷器，母线侧不装设避雷器。
（4）绝缘配合
鉴于该220kV变电站的实情，根据GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》及《110(66)kV～750kV避雷器技术标准》中的规定，这里的220kV避雷器选择无间隙氧化锌避雷器。220kV电气设备的绝缘水平由雷电冲击耐压决定，以避雷器雷电冲击10kA残压为基准，配合系数取不小于1.4。
4总结
如今电力系统的不断发展，以及雷击事故的发生，对防电接地技术提出了更高的要求，变电站的防雷措施应给予更多的关注，如不能对其有较好的防范措施，一但发生事故就会造成严重的后果，以上就是对变电站的防雷接地技术的简单论述，以期为实际运用防雷接地技术有所帮助。
参考文献
[1]王鹏宇.有关变电站防雷接地技术的探讨[J].城乡建设,2019,4(09):12-14.
[2]林银招.变电站防雷接地常见问题及对策[J].科技信息,2019,3(21):417-418.