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(yùn)行帶來(lái)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(shí)35千伏洋溪變尤為嚴(yán)重，開關(guān)柜內(nèi)SF6開關(guān)外絕緣表面電弧燒損嚴(yán)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(duì)地有短路現(xiàn)象；進(jìn)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(jìn)線斷口處，變電所防雷設(shè)計(jì)完全符合設(shè)計(jì)規(guī)程要求，在進(jìn)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(duì)策
1．變電站進(jìn)線產(chǎn)生斷口的原因分析
因雷電過(guò)電壓、人為外力破壞、污閃、設(shè)備故障或保護(hù)誤動(dòng)等原因?qū)е戮€路斷路器跳閘，重合閘前斷路器處于短時(shí)分閘狀態(tài)；斷路器分閘后重合不成功，不能馬上恢復(fù)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(shí)間內(nèi)斷路器實(shí)際上處于分閘狀態(tài)，對(duì)無(wú)人值守的變電站，尤其是雷暴天氣時(shí)，后一種情況經(jīng)常會(huì)碰到，且持續(xù)時(shí)間有時(shí)達(dá)數(shù)小時(shí)。
根據(jù)雷電活動(dòng)規(guī)律可知，雷云中可能同時(shí)存在著幾個(gè)密集的電荷中心，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電荷中心的主放電完成后，可能引起第二個(gè)、第三個(gè)電荷中心向第一個(gè)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(gè)波間隔時(shí)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(shí)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(jìn)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?yàn)樽冸娬疽话悴粫?huì)建在地形較非凡的環(huán)境中；變電站四周地區(qū)的桿塔接地電阻及避雷線的保護(hù)角較易做到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求；根據(jù)線路避雷器的保護(hù)范圍有限及雷電波陡度大、在線路阻抗衰減較快的情況可知，只有雷擊發(fā)生在離變電站很近的幾個(gè)桿塔的情況下才有可能通過(guò)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(guò)電壓。當(dāng)變電站四周的空間云團(tuán)呈負(fù)電荷時(shí)，則在桿塔的避雷線上感應(yīng)出正的電荷．而當(dāng)云團(tuán)電荷積累到一定程度對(duì)地放電時(shí)，因地電位（也就是避雷線上的電位）不能突變，故在導(dǎo)線上感應(yīng)出一個(gè)負(fù)的感應(yīng)過(guò)電壓。線路上的雷擊感應(yīng)過(guò)電壓為隨機(jī)變量，其幅值及能量并不是很大。一般僅對(duì)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(huì)形成很高幅值的過(guò)電壓，從而對(duì)220千伏系統(tǒng)絕緣構(gòu)成危害。
3.通常雷電過(guò)電壓的保護(hù)措施
變電站的雷電侵入波保護(hù)通?？咳婪谰€：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(jìn)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(guò)電壓的幅值；三是在斷路器或隔離開關(guān)后面、主變四周的母線上裝避雷器，以限制從線路上侵入雷電波過(guò)電壓的幅值。避雷器與電氣設(shè)備之間的較大距離不超過(guò)DL／T620標(biāo)準(zhǔn)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(duì)于35千伏變電站進(jìn)線段，應(yīng)設(shè)置1-2千米避雷線，避雷線的保護(hù)角度小于20°，以減少危險(xiǎn)雷電侵入波產(chǎn)生的機(jī)會(huì)；盡可能降低桿塔接地電阻，使進(jìn)線保護(hù)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(wú)間隙避雷器
間隙放電有一定的時(shí)延，一般約在數(shù)個(gè)或十個(gè)nS左右，即在間隙放電時(shí)延內(nèi)，過(guò)電壓反射波可能達(dá)到較大值。
間隙放電特性決定，預(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(huì)相應(yīng)抬高，但SF6及部份有機(jī)復(fù)合絕緣卻不是，它在高陡度沖擊放電電壓下，比在標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波下只是略有抬高，遠(yuǎn)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(hù)線路終端及變電站內(nèi)的設(shè)備絕緣，而應(yīng)采用無(wú)間隙避雷器。
2.采用三相組合式避雷器
為防止相間過(guò)電壓，可采用三相組合式避雷器，在保護(hù)相對(duì)地過(guò)電壓的同時(shí)保護(hù)相間過(guò)電壓，現(xiàn)較常用的是JPBHY5CZ1-42/124*88組合式過(guò)電壓保護(hù)器，但其陡波限壓特性較差，在部分情況下無(wú)法正確動(dòng)作，較好在使用三相組合式避雷器的同時(shí)，安裝無(wú)間隙金屬氧化物避雷器，無(wú)間隙避雷器陡波響應(yīng)、通流能力、密封性能都較好。針對(duì)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(lái)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(gè)桿塔上（b）。有人認(rèn)為裝在（a）合適，理由是：裝在（b），（b）受雷擊會(huì)有雷電反擊過(guò)電壓，而在龍門架上則不會(huì)；（b）的保護(hù)距離比裝在（a）遠(yuǎn)，（b）的接地電阻通常比（a）大。實(shí)際上裝在（a）或（b）都是可以的，首先雷電波是沿線路來(lái)襲的，裝在（b）雖離被保護(hù)對(duì)象遠(yuǎn)一些，但離來(lái)襲的雷電波近，從這個(gè)意義上講，離保護(hù)對(duì)象遠(yuǎn)一些反而好，既使（b）受到雷擊而引起反擊過(guò)電壓，有避雷器的鉗位、削波及導(dǎo)線的衰減，雷電波不會(huì)入侵至變電站內(nèi)造成危害。
雷電發(fā)生的機(jī)理十分復(fù)雜，我們還不能完全控制雷害的發(fā)生，但通過(guò)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(yùn)行，我們要不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加強(qiáng)運(yùn)行、檢修、維護(hù)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(duì)性的防范措施。
