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摘要：雷电放电所产生的雷电流高达数十、甚至数百千安，从而引起巨大的电磁效应、机械效应和热效应。从电力工程的角度来看，雷电放电在电力系统中引起很高的雷电过电压，它是造成电力系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一。此外，雷电放电所产生的巨大电流，也会造成设备的损坏。为了预防和限制雷电的危害，在电力系统中采用了一系列防雷措施和防雷保护设备。本文围绕特高压变电站的防雷保护予以阐述。
关键词：特高压；变电站；防雷
1 引言
变电站发生雷害事故往往会导致变压器等重要电力设施损坏，并造成大面积停电，因此变电站的防雷保护必须十分可靠。变电站遭受雷害一般来自两方面：一是雷直击于变电站；二是雷击输电线后产生向变电站入侵的雷电波。对直击雷的保护，可采用避雷针或避雷线。根据运行经验，凡装设符合标准要求的避雷针（线）的变电站绕击和反击事故率是非常低的。因为线路落雷比较频繁，所以沿线路入侵的雷电波是造成变电站雷害事故的主要原因。虽然沿线路入侵的雷电波电压受到线路绝缘水平的限制，其峰值不可能超过线路绝缘的闪络电压，但线路绝缘水平比变电站电气设备的绝缘水平高，所以必须采取防护措施，削弱来自线路的雷电入侵波幅值和陡度，限制变电站内的过电压，才能避免电气设备发生雷害事故。
2 防雷的重要性
在所有自然灾害中，雷击对变电站产生的影响比较大。在发生雷击事故时，将会产生一个超过正常值的电压对电网的正常运行带来较大的冲击，造成设备绝缘构件的损坏。所以防雷设计是否有效直接关系到变电站设备的正常使用，为了降低雷击对变电站设备的影响，提高供电稳定性以及提高电力系统正常运行的可靠性，必须在思想上和行动上高度重视防雷设计。
3 变电站遭受雷击的主要原因
雷电是雷云层接近大地时，地面感应出相反电荷，当电荷积聚到一定程度，产生云和云之问以及云和大地之问放电，迸发出光和声的现象。供电系统在正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下，但是由于雷击的原因，供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值，通常情况下变电站雷击有两种情况：一是雷直击于变电站的设备上，二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。其具体表现形式如下：
（1）直击雷过电压。雷云直接击中电力装置时，形成强大的雷电流，雷电流在电力装置上产生较高的电压，雷电流通过物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
（2）感应过电压。当雷云在架空导线上方，由于静电感应，在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷，在雷云对大地放电时，线路上的电荷被释放，形成的自由电荷流向线路的两端，产生很高的过电压，此过电压会对电力网络造成危害。
（3）雷电侵入波。架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站，是导致变电站雷害的主要原因，若小采取防护措施，势必造成变电站电气设备绝缘损坏，引发事故。
4 特高压变电站防雷保护的措施
首先，针对当下特高压变电站的技术升级工作需求进行细致的分析和深入的研究考量，实现对相关工作内容的支持。在具体工作执行的过程当中应用先进的防雷保护技术实现对相关工作体系的整合，满足社会生产环境下的信息传播效率要求。针对升级工作進行相关的考量，确保实际工作进展的良好稳定性和科技化要求，凸显当下社会时代背景的发展前景，并满足人们的生活需要。
在变电站设备的制作材料选取方面而言，更应该选择绝缘程度高且传输性能更好的高密度纳米和纤维材料，以此来保障特高压变电站设备的总体绝缘性，提升变电站自身的防雷保护能力。
其次，在特高压变电站的实际工作中应用科学的防雷保护对策，采取创新的避雷材质和有效的绝缘材料，实现变电站工作体系的优化与完善，满足未来电力系统技术发展的重要需求。特高压变电站防雷保护技术在实际的应用过程中需要考量到站内设备的基础结构，以及设备构建和后续完善的具体方法，针对运行工作状态的特高压变电站防雷保护技术进行不同波段和特征的约束管理，对各个设备的绝缘水平都要进行明确分解，使内容得到进一步明确，促进相关防雷技术的应用与实际管理工作的执行，确保体系的完整性和工作效率的提升。
最后，特高压变电站的防雷保护技术在实际的功能执行过程中需要遵循一定的绝缘原理，保证变电站作业状态的准确性和稳定性，实现对主要绝缘媒介的运作以及支持。同时在特高压变电站的内部布局设计中，要注重密度空间的变化大小和运作状态时的发热程度进行准确计算，实现变电站内部结构的优质性，保证变电站运作的自由操作空间和设备波段控制需要，关注到对设备线路和波段的监督与转换，满足实际的操作需要，确保防雷技术原理的准确性。
5 特高压变电站电气设备的雷电侵入波过电压保护
与高压、超高压变电站一样，特高压变电站电气设备也需考虑由特高压架空输电线路传入的雷电侵入波过电压的保护。而对雷电侵入波过电压保护的根本措施在于在变电站内适当位置安装金属氧化物避雷器（MOA）。由于限制线路上操作过电压的要求，在变电站线路断路器的线路侧必然安装有MOA，变压器回路也要求安装MOA。至于变电站母线上是否要安装金属氧化物避雷器以及各避雷器距被保护设备的距离则需要通过数字仿真计算予以确定。
DL/T620一1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》提出在进行变电站雷电侵入波过电压数字仿真计算时，一般按变电站进线2km处因雷击杆塔反击在导线上出现直角电压波后向变电站传播，波头变缓，且不引起变电站内电气设备绝缘损坏来要求。而变电站耐雷指标――雷害事故重现期（年），则可由该2km进线段导线上每年出现雷直击和反击次数之和的倒数来求得。
前苏联有关标准提出，220、500kv和1150kv的变电站耐雷指标应分别为400―600、800―1000年和1200―1500年。我国220kV变电站耐雷指标的多年运行统计值不低于600年，是很安全的。日本对于1000kv特高压变电站电气设备的雷电侵入波过电压保护，曾利用EMTP（电磁暂态程序）进行过研究。被研究的变电站为GIS结构，站内有六回特高压输电线路、四组变压器。变电站电气主接线为双母线分段接线。每条线路入口高压并联电抗器近处各布置一台避雷器。每段母线各安装两台避雷器，各变压器近处再装一台避雷器。
G1S和高压并联电抗器上的最大雷电过电压相同，其分子和分母数据分别对应计算中考虑和不考虑雷电先导放电的条件。后一情况比前一情况的电压高出10%。两种情况下，变压器上的最大雷电过电压相同。
6 结语
特高压变电站在电力系统中属于非常重要的组成部分，而雷击对特高压变电站会造成一定的影响。防雷是一项非常重要艰巨的工程，要想防止特高压变电站发生雷击事故，在工程设计与施工过程中，必须根据工地的实际情况，做好防雷保护措施，从而确保他高压变电站的安全可靠正常运行。
参考文献：
[1]叶玉武，范学源，李欣怡.探讨特高压系统的防雷与接地[J].气象研究与应用，2016（01）.
[2]徐玉鹏，张世元，甘玉鹏.雷击特高压变压器事故分析及防雷措施研究[J].电瓷避雷器，2016（03）.