牵引变电所防雷保护措施

近年来，铁路行业发展较快，对应机车已经逐渐发展为电力机车形式，其供电体一般需要采取牵引变电所进行供应，为了实现对机车驱动的有效控制，需要充分考虑容量、功能的要求，及时进行防雷保护处理。本文对现代铁路发展状况、牵引变电所符合和功能等进行了详细探讨，对防雷保护工作而言，需要充分考虑防雷接地操作合理落实。

【关键词】牵引变电所 防雷保护 措施分析 接地

铁路行业已经逐步走向电气化的发展模式，对应安全运行需要借助牵引变电所实现，为了保证供电的合理性、稳定性，需要加强变电所的优化，充分提高铁路运行的安全性。牵引变电所内部有大量电气设备，对应内部绝缘问题等需要引起重视，一旦变电所故障将会导致铁路运输被迫中断，带来社会负面影响和较为严重的经济损失，为此从提高牵引变电所的合理性出发，需要加强电力供应的优化措施，避免雷击作用等带来的事故问题。

1 过电压概念

1.1 过电压分类

过电压作为电力系统的稳定运行的主要障碍问题，一般分为两大类：内部过电压、外部过电压。前者又分为操作、暂时过电压两大类，一般在工作电压的基础之上，系统内部参数一旦发生变化，将会导致电测震荡、能量积累等引起的危害。外部过电压是雷击作用下经常发生的状况，可称为雷擊过电压，是外部电荷作用的云层等导致的放电问题。对设备损坏状况等不容忽视。

1.2 防雷保护措施

牵引变电所的控制中，需要充分考虑传统雷击等引起的危害，避免雷电作用等导致的变电所、输电线路受损，以提高设备的稳定性、合理性。牵引变电所的防雷保护中，需要加强对直击雷的有效预防，避免外界入侵电的危害。防雷保护中需要加强避雷设备设施的有效运用，如避雷针、避雷线等，降低外部直击雷电、直击雷波等产生的负面作用，提高设备稳定性、安全性，避免内部过电压等引起的事故问题，提高整体变电所运行的安全性。

1.3 变电所雷击状况的表现

1.3.1 感应过电压

雷云位于架空导线上时，在静电感应作用下，将会导致上部异性电荷的释放，形成的自由电荷将会导致线路两端发生较为明显的过电压，进而导致电力系统受到负面影响。

1.3.2 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，击穿电气设备的绝缘，造成电气短路。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，烧断导线 。

2 防雷方法、防雷设备分析

2.1 外部防雷设备

牵引变电所在雷电作用下，外部巨大能量将会导致较为严重的闪击状况，对建筑体的结构具有负面影响，需要对其进行合理的防雷保护，如金属接闪体的应用，可实现对建筑物的有效控制，避免雷击引起的事故问题。

2.1.1 避雷针

工程建筑中，避雷针属于常见避雷装置，一般在杆塔顶端进行安装，可进行雷击的有效防控，将雷击快速引到地面，降低外部雷击等引起的危害，但是其一般不可以安装在门型构件位置处，避免雷击引起变压器受损的状况。避雷针安装中需要加强对安装距离的考虑。注意事项：地上由独立避雷针到配电装置的导电部分之间、变电所电气设备与构架接地部分之间的空气隙一般不小于5m。其次，地下由独立避雷针本身的接地装置与变电所接地网间最近的地中距离一般不小于3m。

2.1.2 避雷线、避雷器

以35KV 的线路保护为例，为了提高变电所周边设备的稳定性，需要加强雷击沿线的设备设施优化，需要在变电所进出口2KM范围内进行避雷线的安装，一般不采用全线架设的方法。但是通常在架空避雷线的两端装设管型避雷器，限制沿保护段以外的线路进入变电所内的入侵波，其接地电阻不得大于10Ω。对于电压35kv、容量3200kvA 以下的一般负荷变电所，可采用简化的进出线段保护接线方式。对于10kv以下的高压配电线路进出线段，只装设FZ型或FS型阀型避雷器，以保护其线路断路器及隔离开关。

2.2 内部防雷设备

外部防雷可以降低直击雷的危害，带上无法完全避免雷电入侵的危害，需要考虑雷电波进入变电所之后的状况。加强进出口的防雷保护。从而提高变电所内部雷击的降低作用，具体分析如下。

阀型避雷器。变压器母线上，经常需要进行阀型避雷器的安装，其保护效果十分明显。在 6～10kv 变电所中，阀型避雷器与被保护的变压器间的电气距离，一般不应大于5m。为使任何运行条件下变电所内的变压器都能够得到保护，对于分段母线的每段母线上都应装设阀型避雷器。多雷区位置中，变压设备的低压接线需要采取接地处理，一般可安装避雷器、氧化物等进行保护，降低雷击作用引起的击穿。对应防雷体系的材料一般以表面镀锌的方法实现防腐，传统连接方法为焊接施工。对应搭接长度需要控制不超过6倍直径，扁钢搭接长度需要大于宽度的二倍。避雷针安装中，需要避免电话线等安装位置，必须充分避免避雷针将雷击作用借助电话线等传入室内。此外，避雷针的接地位置选择中需要引起注意，合理考虑其与人行道、道路交叉口等位置的间距，需要采取有效的压力控制措施，如沥青材料的使用等。

2.3 变电所的防雷接地

雷电作用下，需要对变电所相关设备进行合理设置，将雷击电流充分引入地表，避免对设备的伤害，提高雷电的合理性，需要将电压维持在一定范围内，减低雷击作用导致的危害。防雷系统中，还需要加强接地体的设置，是降低二次雷击副作用的主要方法，可提高电子设备的安全。变电所需要加强接地网的设置，在满足行业规范要求的前提下，根据实际运行工况，对其进行等电位连接、防雷装置保护等处理，提高设备的安全等级。加强变电所周边环境、运行工况等的综合分析，在不同区域建立合理的设备系统，提高变电所整体防雷效果。

3 结语

为了充分提高电气化铁路行业的进展，需要充分加强变电所的防雷保护，采取各种有效措施进行防雷保护，以期提高综合控制能力和整体安全性，在保证供电系统基本功能的前期下，不断提高其安全等级，建立合理的设备运行体系和管理要求。

参考文献

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[3]邢立伟.牵引变电所27.5千伏真空断路器电气控制回路改造[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013，36（10）：07-08.

作者单位

中铁电气化局集团有限公司电气化公司 北京市 100071

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