一、背景與需求分析

變電站作為電力系統(tǒng)中的樞紐設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的可靠性。然而，由于我國(guó)部分老舊變電站設(shè)計(jì)年代久遠(yuǎn)，防雷接地系統(tǒng)普遍存在以下問(wèn)題：

接地電阻過(guò)高，無(wú)法滿足現(xiàn)行《GB 50057-2010 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)接地電阻小于4Ω的要求；

雷擊通道不暢通，部分接地極腐蝕嚴(yán)重，形成高阻點(diǎn)；

地網(wǎng)腐蝕破壞嚴(yán)重，由于接地體長(zhǎng)期埋設(shè)在土壤中，受到電化學(xué)腐蝕；

浪涌保護(hù)系統(tǒng)不完善或失效，導(dǎo)致雷擊時(shí)設(shè)備受損概率增高；

接地網(wǎng)與變電站結(jié)構(gòu)金屬不等電位連接，產(chǎn)生反擊和感應(yīng)雷故障風(fēng)險(xiǎn)。

為解決以上問(wèn)題，必須對(duì)變電站的防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的改造，結(jié)合現(xiàn)代浪涌保護(hù)技術(shù)，提升系統(tǒng)整體抗雷擊能力和接地可靠性。

全面檢測(cè)：

接地電阻測(cè)量： 采用三極法或變頻法測(cè)量全站及關(guān)鍵設(shè)備接地電阻，繪制等電位圖。

導(dǎo)體狀態(tài)評(píng)估： 開(kāi)挖抽查導(dǎo)體腐蝕程度（截面損失率）、連接點(diǎn)狀態(tài)（焊接/壓接質(zhì)量）。

土壤電阻率測(cè)試： 采用溫納四極法分層測(cè)量，為降阻設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

熱穩(wěn)定校核： 根據(jù)最大入地短路電流校核現(xiàn)有接地網(wǎng)導(dǎo)體截面是否滿足要求。

均壓性能分析： 評(píng)估跨步電壓、接觸電壓是否滿足安全限值。

明確目標(biāo)：

接地電阻降至目標(biāo)值（通常 ≤ 0.5 Ω，或符合設(shè)計(jì)規(guī)程）。

導(dǎo)體截面滿足熱穩(wěn)定要求，預(yù)期壽命 > 30年。

全站接觸電壓、跨步電壓符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

構(gòu)建與防雷設(shè)備、浪涌保護(hù)器協(xié)同配合的綜合防護(hù)體系。

變電站防雷接地，防雷工程，防雷檢測(cè)

變電站防雷接地，防雷工程，防雷檢測(cè)

變電站防雷接地，防雷工程，防雷檢測(cè)

二、地凱科技接地網(wǎng)改造詳細(xì)步驟

1. 詳細(xì)勘察與設(shè)計(jì)，基于檢測(cè)數(shù)據(jù)，使用CDEGS等專業(yè)軟件進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真，優(yōu)化網(wǎng)格密度、垂直接地極布置、降阻方案。確定新材料規(guī)格（如銅覆鋼絞線、放熱焊接材料）。

2. 方案評(píng)審與停電計(jì)劃，組織專家評(píng)審，制定分區(qū)域、分階段停電施工計(jì)劃，最大限度減少停電影響。編制詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì)及應(yīng)急預(yù)案。

3. 舊網(wǎng)局部拆除與開(kāi)挖，按設(shè)計(jì)圖紙，在需改造區(qū)域謹(jǐn)慎開(kāi)挖，保護(hù)運(yùn)行中電纜及管道。對(duì)可利用部分進(jìn)行防腐處理評(píng)估。

4. 新接地網(wǎng)敷設(shè)，水平導(dǎo)體：采用鍍錫銅覆鋼絞線（如CCS-70）或純銅絞線（如TJR-95），埋深≥0.8m。網(wǎng)格尺寸≤10m x 10m（重要區(qū)域加密）。

垂直接地極：采用銅覆鋼棒（如BCCu-14.2/60）或離子接地極，長(zhǎng)度2.5-3m，間距≥2倍長(zhǎng)度。

5. 降阻措施實(shí)施，深井接地：在高壓區(qū)或土壤電阻率高區(qū)域鉆設(shè)深井（>20m），安裝長(zhǎng)垂直接地極。

降阻劑/回填料：在接地體周圍填充長(zhǎng)效防腐物理降阻劑（如膨潤(rùn)土基）。

外引接地：在站外低阻區(qū)敷設(shè)輔助接地網(wǎng)并可靠連接。

6. 主設(shè)備接地改造，變壓器： 中性點(diǎn)至少雙點(diǎn)接地，本體兩點(diǎn)接地（對(duì)角）。

GIS/HGIS：外殼多點(diǎn)接地，法蘭跨接。

構(gòu)架/避雷針：獨(dú)立接地引下線，就近接入主網(wǎng)。

7.全面測(cè)試與驗(yàn)收接地電阻復(fù)測(cè)：使用高精度接地電阻測(cè)試儀。

導(dǎo)通性測(cè)試：確保所有連接點(diǎn)電阻≤50mΩ。

接觸/跨步電壓測(cè)量：確保符合DL/T 621要求。

防腐層檢測(cè)（如有）。

變電站防雷接地，防雷工程，防雷檢測(cè)

變電站防雷接地，防雷工程，防雷檢測(cè)

三、地凱科技防雷設(shè)備與浪涌保護(hù)器（SPD）配置策略

一次設(shè)備防雷保護(hù)（構(gòu)筑物與進(jìn)線段）：

避雷針/線：優(yōu)化布置，確保全站設(shè)備處于保護(hù)范圍（滾球法計(jì)算）。構(gòu)架避雷針采用熱鍍鋅鋼管，可靠接入獨(dú)立接地引下線。

線路型避雷器：在進(jìn)線段1-2km內(nèi)逐基塔安裝（重點(diǎn)：變電站前1-2基塔），有效截?cái)嗲秩氩?。選用無(wú)間隙金屬氧化物避雷器（MOA）。

站用避雷器：

主變側(cè)：各電壓等級(jí)出線、母線、主變各側(cè)（特別是中性點(diǎn)）安裝電站型MOA。如：YH10WX-420/1046W（用于220kV母線）。

關(guān)鍵設(shè)備：GIS入口、CVT、開(kāi)關(guān)設(shè)備旁安裝相應(yīng)電壓等級(jí)的MOA。

參數(shù)選擇：持續(xù)運(yùn)行電壓（Uc）≥系統(tǒng)最高相電壓，殘壓（Ur）需低于被保護(hù)設(shè)備絕緣配合水平（BIL）。

二次系統(tǒng)浪涌保護(hù)（SPD - 精細(xì)防護(hù)）：

配置原則：分級(jí)（粗保+精保）、協(xié)調(diào)配合（能量+響應(yīng)時(shí)間）、等電位連接。

安裝位置與選型：

電源系統(tǒng)：

第一級(jí) (LPZ 0-1邊界)： 站用變低壓側(cè)總配電屏。選用開(kāi)關(guān)型或限壓型SPD（如：T1類，Imax≥12.5kA/相，Up≤4kV）。

第二級(jí) (LPZ 1-2邊界)：各繼保屏、通信屏、直流屏電源入口。選用限壓型SPD（T2類，In≥20kA/相，Up≤2.5kV）。

第三級(jí) (設(shè)備前端)：重要裝置（微機(jī)保護(hù)、RTU、交換機(jī)）電源前。選用精細(xì)保護(hù)SPD（T3類，In≥10kA/相，Up≤1.5kV）。

信號(hào)/控制系統(tǒng)：

所有進(jìn)出控制室電纜：如PT/CT二次、通信、網(wǎng)線、控制線等，在屏柜入口安裝專用信號(hào)SPD。

類型匹配：根據(jù)信號(hào)類型（RS485/232, Ethernet, 模擬量等）選擇接口、速率、工作電壓匹配的SPD（如：24V DC SPD, Up≤60V）。

關(guān)鍵點(diǎn)：保護(hù)裝置I/O端口、GPS對(duì)時(shí)接口、遠(yuǎn)動(dòng)通道。

天饋系統(tǒng)：無(wú)線通信天線端口安裝同軸SPD。

SPD關(guān)鍵參數(shù)：

Up (電壓保護(hù)水平)：必須低于被保護(hù)設(shè)備耐壓值，留有裕度。

In (標(biāo)稱放電電流)、Imax (最大放電電流)：滿足安裝位置預(yù)期雷電流要求。

Uc (最大持續(xù)工作電壓)：高于線路可能出現(xiàn)的最大持續(xù)工頻過(guò)電壓。

響應(yīng)時(shí)間：盡可能短（通常納秒級(jí)）。

等電位連接與接地：

SPD接地線應(yīng)短直粗（長(zhǎng)度≤0.5m，截面積≥6mm2銅線）。

所有SPD接地端、設(shè)備外殼、電纜屏蔽層就近接入局部等電位排（LEB），LEB再以最短路徑多點(diǎn)接入主接地網(wǎng)

地凱科技變電站防雷接地網(wǎng)改造是提升電力設(shè)施抗雷擊能力和保障供電可靠性的關(guān)鍵措施。通過(guò)科學(xué)合理的接地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、等電位連接與浪涌保護(hù)系統(tǒng)建設(shè)，可以顯著提升變電站整體防雷等級(jí)。實(shí)施過(guò)程中，必須依據(jù)《GB/T 50057》《DL/T 621》《GB 50343》等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格施工與驗(yàn)收，確保工程質(zhì)量與防雷效能。未來(lái)，結(jié)合智能防雷監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“可視化、遠(yuǎn)程化、智能化”的運(yùn)維管理，將成為變電站防雷改造的重要發(fā)展方向。

審核編輯 黃宇