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自2000年起，建德電網(wǎng)先后發(fā)生了5次雷電波侵入變電站的故障，雖未引起事故，但給電網(wǎng)安全運行帶來了一定的影響，故障后檢查發(fā)現(xiàn)：變電站內(nèi)備用的35千伏開關(guān)柜設(shè)備均發(fā)生了不同程度的閃絡(luò)，2005年7月12日12時35千伏洋溪變尤為嚴重，開關(guān)柜內(nèi)SF6開關(guān)外絕緣表面電弧燒損嚴重，SF6開關(guān)外絕緣（環(huán)氧樹脂壓鑄成型）三相斷口間及A、C相對地有短路現(xiàn)象；進線銅排、絕緣板等有多處放電痕跡。

經(jīng)分析，這幾起故障均發(fā)生在變電所進線斷口處，變電所防雷設(shè)計完全符合設(shè)計規(guī)程要求，在進線側(cè)均安裝了避雷器，35千伏架空線也安裝了避雷線。

一、變電站的雷電波入侵原因分析及采取的對策

1．變電站進線產(chǎn)生斷口的原因分析

因雷電過電壓、人為外力破壞、污閃、設(shè)備故障或保護誤動等原因?qū)е戮€路斷路器跳閘，重合閘前斷路器處于短時分閘狀態(tài)；斷路器分閘后重合不成功，不能馬上恢復送電，又未做好安全措施（即拉開有關(guān)隔離開關(guān)，將線路兩側(cè)接地隔離開關(guān)合上），則在這段時間內(nèi)斷路器實際上處于分閘狀態(tài)，對無人值守的變電站，尤其是雷暴天氣時，后一種情況經(jīng)常會遇到，且持續(xù)時間有時達數(shù)小時。

根據(jù)雷電活動規(guī)律可知，雷云中可能同時存在著幾個密集的電荷中心，當?shù)谝粋€電荷中心的主放電完成后，可能引起第二個、第三個電荷中心向第一個電荷中心形成的主放電通道放電。因此雷電波通常是多重的，連續(xù)性的，二個波間隔時間僅僅是1/10~1/100秒。第一重的雷電波引起斷路器的跳閘，而斷路器重合閘需要時間，存在著末重合閘成功前，第二重雷電波又入侵的可能性。

2．雷電波入侵的主要原因

雷電波主要是從線路進線側(cè)入侵的，由反擊和繞擊引起的線路斷口雷電波入侵的概率并不大，因為變電站一般不會建在地形較特殊的環(huán)境中；變電站附近地區(qū)的桿塔接地電阻及避雷線的保護角較易做到標準規(guī)定要求；根據(jù)線路避雷器的保護范圍有限及雷電波陡度大、在線路阻抗衰減極快的情況可知，只有雷擊發(fā)生在離變電站很近的幾個桿塔的情況下才有可能通過變電站內(nèi)線路斷口泄放。

線路斷口雷電波入侵主要是雷擊感應(yīng)過電壓。當變電站附近的空間云團呈負電荷時，則在桿塔的避雷線上感應(yīng)出正的電荷．而當云團電荷積累到一定程度對地放電時，因地電位（也就是避雷線上的電位）不能突變，故在導線上感應(yīng)出一個負的感應(yīng)過電壓。線路上的雷擊感應(yīng)過電壓為隨機變量，其幅值及能量并不是很大。一般僅對35千伏及以下線路的絕緣有一定威脅。但在泄放通路中有斷口，根據(jù)波的折射理論及因阻抗不配，波的振蕩會形成很高幅值的過電壓，從而對220千伏系統(tǒng)絕緣構(gòu)成危害。

3.通常雷電過電壓的保護措施

變電站的雷電侵入波保護通常靠三道防線：一是在變電站內(nèi)設(shè)置避雷針，以屏蔽雷電波從大氣空間入侵；二是在進線開關(guān)線路側(cè)安裝避雷器，以限制從線路上侵入雷電波過電壓的幅值；三是在斷路器或隔離開關(guān)后面、主變附近的母線上裝避雷器，以限制從線路上侵入雷電波過電壓的幅值。避雷器與電氣設(shè)備之間的最大距離不超過DL／T620標準中規(guī)定的數(shù)值，否則應(yīng)在變壓器回路增設(shè)避雷器。

另外，對于35千伏變電站進線段，應(yīng)設(shè)置1-2千米避雷線，避雷線的保護角度小于20°，以減少危險雷電侵入波產(chǎn)生的機會；盡可能降低桿塔接地電阻，使進線保護段具有較高的耐雷水平。

二、變電站開關(guān)斷口避雷器的選用

1.采用無間隙避雷器

間隙放電有一定的時延，一般約在數(shù)個或十個nS左右，即在間隙放電時延內(nèi)，過電壓反射波可能達到最大值。

間隙放電特性決定，預加在間隙二端的電壓波前陡度越大，間隙放電電壓越高，例如標準規(guī)定有間隙的避雷器其波前沖擊放電電壓（在波前電壓陡度400kV/uS下）與1.2/50uS雷電沖擊放電電壓之比為1.25。

傳統(tǒng)的絕緣方式（如瓷絕緣或油絕緣），施加其上的沖擊電壓陡度越陡，耐受及放電電壓也會相應(yīng)抬高，但SF6及部份有機復合絕緣卻不是，它在高陡度沖擊放電電壓下，比在標準雷電沖擊波下只是略有抬高，遠低于傳統(tǒng)絕緣方式抬高的幅值，故在高陡度的沖擊電壓下，先于其它絕緣方式擊穿。

所以有間隙的避雷器不適合用于保護線路終端及變電站內(nèi)的設(shè)備絕緣，而應(yīng)采用無間隙避雷器。

2.采用三相組合式避雷器

為防止相間過電壓，可采用三相組合式避雷器，在保護相對地過電壓的同時保護相間過電壓，現(xiàn)較常用的是JPBHY5CZ1-42/124*88組合式過電壓保護器，但其陡波限壓特性較差，在部分情況下無法正確動作，最好在使用三相組合式避雷器的同時，安裝無間隙金屬氧化物避雷器，無間隙避雷器陡波響應(yīng)、通流能力、密封性能都較好。針對建德電網(wǎng)多次發(fā)生的雷電波侵入變電站的情況，可以采用這種方式來解決。

3.安裝位置

可選擇裝在變電站內(nèi)龍門架上（a）或出線的第一個桿塔上（b）。有人認為裝在（a）合適，理由是：裝在（b），（b）受雷擊會有雷電反擊過電壓，而在龍門架上則不會；（b）的保護距離比裝在（a）遠，（b）的接地電阻通常比（a）大。實際上裝在（a）或（b）都是可以的，首先雷電波是沿線路來襲的，裝在（b）雖離被保護對象遠一些，但離來襲的雷電波近，從這個意義上講，離保護對象遠一些反而好，既使（b）受到雷擊而引起反擊過電壓，有避雷器的鉗位、削波及導線的衰減，雷電波不會入侵至變電站內(nèi)造成危害。

雷電發(fā)生的機理十分復雜，我們還不能完全控制雷害的發(fā)生，但通過必要的防雷措施，可以減少雷害的發(fā)生，為確保電網(wǎng)的安全運行，我們要不斷的總結(jié)經(jīng)驗教訓，加強運行、檢修、維護各環(huán)節(jié)的工作，重視防雷的反措和技改工作，采取有針對性的防范措施?！?/p>