对变电站防雷保护的几点认识

第３期（总第１２１期）２００９年９月同煤科技ＫＥＪＩ・３９・ＴＯＮＧＭＥｌ对变电站防雷保护的几点认识宋文晋摘要随着变电站计算机、通信设备、控制系统等信息系统的广泛应用，提出变电站应采用等电位连接，不应该再要求接地网的接地工频电阻值一律小于或等于０．５Ｑ；在防雷接地计算中，不能把工频接地电阻等同于冲击接地电阻。关键词电工技术；变电站；防雷；接地网；等电位连接；工频接地电阻；冲击接地电阻中图分类号ＴＭ８６２文献标识码ＡＱ文章编号１０００—４８６６（２００９）０３—００３９—０２１接地网接地工频电阻不应一律小于或等于０．５过争议，这４种接地是采用一些独立接地装置还是采用共同接地网？虽然以往采用独立接地的实践消除了在每年一度的变电站防雷总接地装置测试中，有的人受旧标准影响，盲目地追求变电站接地网的接地工频电阻值小于或等于０．５Ｑ，不惜花巨资应用降阻剂来处理，忘却了变电站接地的根本目的。变电站接地的目的有４个：①降低对人身电击（含接触电位差和跨步电位差）的危害；②降低对低电压设备（含计算机、通信设备、控制系统等的信息系统）的反击和对信息系统的干扰；③提供足够载接地故障电流（含过流保护系统允许接地故障电流的幅值和持续时间这两者的）的能力；④提供接地故障电流低阻抗返回通路，以保证过流保护系统及时动作的需要。大同煤矿集团公司除了四老沟、燕子山２个１１０连续低频杂音，但在雷电情况下信息系统遭遇了重大灾难Ｉ生损坏，现在国内外共识是采用共用接地网。为了达到接地的４个目的，国内外行之有效的措施是：①采用浅埋水平均压接地网。这是降低接触电位差和跨步电位差的有效措施。均压接地网最好敷设到围栏或围墙。对围栏内人员经常行走的路面采用沥青地面或砾石地面。为防止人员接触围栏产生电击，可在围栏外侧铺设砾石地面。②等电位连接。尤应注意信息系统接地的等电位连接。③所有接地极及连接线均应有足够载流能力，以保证电气装置可靠接地。近年来发生多起因接地引流线损坏烧毁电力设备的事故。④为防止接地网高电位引向变电站外，或将低电位引向变电站内的设备，采取隔离措施。例如：对外的通信设备加隔离变压器；向变电站外供电的低压线路采用架空线，其电源中性点不在站内接地，改在站外适当的地方接地；通向变电站外的管道采用绝缘段等等。ｋＶ变电站为中性点有效接地系统，所有３５ｋＶ变电站都是中性点非有效接地系统（即小电流接地系统），电力行业标准ＤＩＺｒ５９６—１９９６《电力设备预防性试验规秘中§１９．１第二款已将工频接地电阻扩大为１０Ｑ。随着电力系统容量不断增加，现今接地故障电流大大超过以前。包括计算机、通信设备、控制系统等的信息系统应用日益扩大，而信息系统能承受的电压是很低的，远低于允许的接触电位差和跨步电位差，靠接地电阻不大于０．５Ｑ是满足不了要求的。当然，在高土壤电阻率地区，做到接地网的接地工频电阻值不大于０．５Ｑ是极不容易的，即使做到了０．５２工频接地电阻和冲击接地电阻的混淆防雷接地装置是防雷保护系统中一个重要组成部分，是用于防雷保护装置——避雷针（线、带、网）、避雷器、保护间隙等泄放雷电流人大地的接地装置。由其向大地通过电流时呈现的电阻称为接地电阻，准确说为接地阻抗，通过工频电流时为工频接地电阻，通过冲击电流时为冲击接地电阻。因这２种电流频率不同，所以接地装置呈现的接地电阻值不同，因而要求的接地装置形式和结构亦不同。防雷接地要求冲击接地阻抗。例如，避雷针接地Ｑ也不满足要求，这就迫使人们另辟途径寻求技术经济最佳的措施，以达到满足接地的４个目的。变电站电气装置接地，按其作用不同分为工作接地、保护接地、防雷接地和防静电接地４种。曾发生万方数据同・４０・煤科技２００９年第３期ＴＯＮＧＭＥＩＫＥＪＩ阻抗是以其引流线连接到接地装置点为中心、半径２０ｍ～６０大同煤矿集团公司所属变电站大多建立在高土壤电阻率地区，工频接地电阻如按０．５Ｑ要求，在技术经济上极不合理，应该允许有较大的数值，但必须采取前述４条措施，达到４个接地目的。从理论上说，就可不管接地工频电阻值是多少。电力行业标准ＤＩ．／Ｔ５９６—１９９６《电力设备预防性试验规程》中§１９．１第二款已将工频接地电阻扩大为１０Ｑ。这些年笔者通过实际工作的观察，每年雷雨季节频繁遭受雷击的变电站，既不是由于接地电阻太大影响泄流，也不是由于避雷针高度不够影响保护范围，而主要是进线保护段之内架空线路遭雷击，反击导线或绕击导线产生雷电侵入波。针对这一点，我们在进线保护端安装线路型氧化锌避雷器，大大降低了变电站遭受雷击的次数。ｍ以内范围的接地极形成的阻抗，这个阻抗才对泄放雷电流有效，不能把大接地网工频接地电阻当冲击接地电阻。电力行业标准Ｄ１＿／Ｉ＇５９６—１９９６《电力设备预防性试验规秘对于避雷针接地阻抗规定为１０Ｑ。这个标准其实就是冲击电阻值。而在我们的日常工作中，有些人对冲击电阻和工频电阻的概念混淆不清，把用接地摇表实测出的工频接地电阻值等同于冲击电阻值，而实际上所有计算公式和实测得出的接地电阻值，均是在直流和低频（工频）电流、电流密度不大的情况下进行计算和实测的。但通过大雷电流时，接地装置的工况有很大不同，因此不能把工频电阻值等同冲击电阻值，需要换算，见表１。表ｌ接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻换算表冲击接地电阻ＲＵｆｌ黏土、黑土５ｌＯ２０３０４０５１０在交流下接地电阻Ｒ／ｆｌ砂土７．５１５作者简介宋文晋，男。１９９６年毕业于华北矿业高专（机械设备自动化系）．现就职于大同煤矿集团电业公司。沙漠１０２０４０２０３０３０４５６０收稿日期：２００９一０６一１２６０８０修回日期：２００９一０７—２４４０ＳｏｍｅＴｈｏｕｇｈｔｏｎＬｉｇｈｔ－ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒＰｏｗｅｒＳｕｂｓｔａｔｉｏｎＳｏｎｇＷｅｎｊｉｎＳＯＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｉｓｎ’ｔａｌｗａｙｓｒｅｑｕｉｒｅｄｔｏｏｎ，ｅｑｕａｌｓｈｏｕｌｄｂｅｅｍｐｌｏｙｅｄｏｒｉｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎＳＯｔｈａｔｆｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｂｅｌｅｓｓｔｈａｎｅｑｕａｌｔｏ０．５Ｑ．ａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅａｒｔｈ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｓｎ＇ｔｓｙｎｏｎｙｍｏｕｓｗｉｔｈｉｍｐｕｌｓｅｅａｒｔｈ－ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｉｎｌｉｇｈｔｎｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｅａｒｔｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃｓ；ｐｏｗｅｒｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｌｉｇｈｔ－ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ｅａｒｔｈｎｅｔｗｏｒｋ；ｅｑｕａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ－ｆｅｑｕｅｎｃｙｅａｒｔｈｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｉｍｐｕｌｓｅｅａｒｔｈｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ（上接第３８页）ＲｏａｄｗａｙＭｅｃｈａｎｉｚｅｄＥｘｃａｖａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅＣｌｏｓｅＤｉｓｔａｎｃｅＳｅａｍｓｆｏｒｔｈｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅＬａｙＲｏｏｆｕｎｄｅｒＧｏａｆＸｕＳｈｅｎｇｌｉＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｃｌｏｓｅｄｉｓｔａｎｃｅｓｅａｍｓｕｎｄｅｒｔｈｅｇｏａｆｉｎＳｉｔａｉｍｉｎｅ，Ｄａｔｏｎｇｃｏａｌｍｉｎｅｇｒｏｕｐ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍｐｌｅｔｅＫｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｅｔｓｕｐｐｏｒｔｍｅａｓｕｒｅｓｕｎｄｅｒｄｙｎａｍｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｈｉｇｈｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈｅｅｘｃａｖａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｃｏｎｃｌｕｄｅｓａｏｆｃｌｏｓｅｄｉｓｔａｎｃｅｓｅａｍｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｅｘｃａｖａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｇｏａｆ，ａｎｄｆｏｒｒｏａｄｗａｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｓｃｏｎｔｒ０１．ｒｏｏｆｕｎｄｅｒｔｈｅｇｏａｌ；ｒｏａｄｗａｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｅｘｃａｖａｔｉｏｎｗｏｒｄｓ：ｃｌｏｓｅ—－ｄｉｓｔａｎｃｅｓｅａｍｓ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｙｅｒ万方数据