王晟春（大唐国际张家口发电厂塔山分厂发电部河北张家口075100）
【摘要】变电站是变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所,是联系发电厂与电力用户的纽带,担负着电压变换和电能分配的重要任务。如果变电所发生雷击事故,会造成巨大的损失。塔山发电公司变电站防雷采用的是折线法进行设计的，由于被保护建筑及避雷针的高度，直接影响避雷针的保护范围，本文通过运用滚球法和折线法对变电站避雷设施进行核算，确定变电站防雷保护的可靠性。
【关键词】变电站防雷折线法滚球法比较
中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2013）07-016-02
一、变电所遭受雷击的主要原因
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,通常情况下变电所雷击有两种情况:一是雷直击于变电所的设备上;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所。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。
因此,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所,是导致变电所雷害的主要原因,若不采取防护措施,势必造成变电所电气设备绝缘损坏,引发事故。
二、塔山电厂防雷计算
2.1"折现法"避雷保护计算
"折线法"在电力系统又称"规程法"，即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。L/620-997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》标准就规定了单支避雷针的保护范围，见图。
式中：Rp--保护半径；
h--避雷针的高度；
P--高度影响因数。
其中，P的取值是：当h≤30m，P＝1；
2.4"滚球法"避雷保护计算
"滚球法"是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。我国建筑防雷规范G50057-994(2000年版)也把"滚球法"强制作为计算避雷针保护范围的方法。滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定，见表。
表1
三、滚球法与折线法的比较
2种方法确定保护范围的作图方法是不同的为比较其差异，现以图3来比较不同高度的避雷针分别用滚球法和折线法确定的保护区域的差异。
3.2利用滚球法对变电站防雷进行计算
通过以上计算可以看出，当2只避雷针之间的距离大于58.5米时，通过滚球法计算出的保护范围就小于被保护物的范围，防雷的可靠性就降低了。
结束语：本文通过2种防雷方法的比较，滚球法更为严格，并针对塔山发电公司变电站防雷进行了重新计算，塔山发电公司的变电站原来是按照折线法就行防雷保护计算的，利用滚球法计算后，发现有多处不能满足要求，为更加可靠的防雷，应加高避雷针的高度或是加装避雷针。
参考文献：
1、《防雷设计中滚球法和折现法的比较》张志彬
2、GB50057-2010防雷规范