一、农业变电站防雷保护的技术原则
电力部颁发的“电力设备过电压保护设计技术规程”中明确指出：“在制订过电压保护 方案时，必须根据雷电活动情况和地形、地质、气象情况，以及电力网结构型式和运行方式 等，结合运行经验，进行全面分析和技术经济比较，做到技术先进、经济合理、符合电力系 统和电力设备安全经济运行的要求。”“雷电活动特别强烈的地区，还应根据当地实践经验，适当加强防雷措施。”根据这一精神，防雷保护技术方案的确定必须经过全面的技术经济比较，片面强调安全而不考虑经济是不对的，反之过分强调节约而牺牲安全也是不合适的，应该正确理解安全经济的方针，两者进行全面衡量，做到最良好的结合。
根据不完全统计，全国300多座防雷保护简化的变电站中(合计运行1600多所年，2500台年)，保证安全运行者占87%左右，发生事故的占13%，主要由于主变压器绝缘老化，而且避雷器保护性能不良或离被保护设备过远，再加上进线保护段上未装设管型避雷器或间隙等原因所造成，绝大部分并非由于防雷保护简化而引起。相反，即使防雷保护没有简化的变电站，也有发生雷害事故的可能，绝对保险的事情是不存在的。因此认为，对于35千伏负荷性质不太重要且容量较小的农业变电站，允许采用简化的防雷保护结线，对绝缘正常的主变压器是完全可以保证安全运行的，尤其在雷电不太强烈的地区采用简化的防雷保护结线，是完全符合安全经济原则的。
运行经验证明，对于供电性质不太重要并且容量较小的变电站，其进线保护段的长度可 以适当缩短，这一段线路的绝缘水平不宜过高，并且必须在进线的首端加装管型避雷器或放 电间隙，母线上的阀型避雷器对主变压器的电气距离要求尽量缩短(一般不宜超过l0米)， 对主变压器的二次侧要求加装完整的防雷保护装置。
二、农业变电站的直击雷保护
农业供电变电站的设备一旦遭受直击雷，就有可能造成设备的严重破坏。因此，变电站 内的全部设备必须有完善的直击雷保护。它可以用避雷针，也可以用避雷线，应根据具体条件进行合理的选择。为了使变电站内的所有设备都处在直击雷保护范围之内，应严格验算其直击雷保护范围，防止产生任何空白点。
农业变电站一般容量较小，站院不大，有时只要设立一支25—30米高的独立避雷针就可以保护全站了，但需要打上一个水泥基础，耗费800公斤左右的钢材，施工也比较复杂。如果站院较大，设备很多，那末往往需要设立两支、三支或四支避雷针。下面是各种不同数量避雷针的保护范围图(图l、图2、图3、图4)。
电力设备过电压保护设计技术规程中指出，“峡谷地区的发电厂、变电所宜用避雷线保 护。”但在过去，一般变电所内不允许用避雷线作为直击雷保护措施，主要怕避雷线断下来时会造成严重的后果，可是实际上并没有发生过这类事故，全国不少地区.一部分原有的和新建的变电站都采用避雷线保护，运行数十年都未发生过断线事故。相反地，个别地区采用避雷针，却因机械强度不够发生了多次倒折事故。所以，关键并不在于采用避雷针或避雷线，而在于应具有足够的机械强度，才能保证不倒或不断。从国外情况来看，也有不少国家(如美国、法国和日本等)就用避雷线来保护露天的配电装置，运行情况良好，可以作为我们参考。此外，避雷线装在变电站内，便于进行定期的检查，避雷线的线号可适当选得大一些，其拉力也可放松一些，这样就可以保证不断。有些变电站建在山谷中，避雷线可直接拉到山坡上直接进行固定，不需要另立杆塔，可以节约投资。
图5和图6分别是单根避雷线和两根平行避雷线1与2的保护范围图。
图5 单根避雷线的保护范围
北京地区从1978年起对部分农业35千伏变电站的直击雷保护采用了避雷线的保护方案，其具体做法如图7所示：
图7 简易变电站采用避雷线保护示意图
这种保护方案直接利用线路器材，施工简便。为了防止在避雷线上落雷时对10千伏电杆发生反击，因此加了五片悬式绝缘子。同时为了降低避雷线的波阻抗，将两条避雷线短接在一起。避雷线离被保护设备之间的垂直距离根据规程的要求进行了核算。避雷线是由35千伏线路终端杆直接引进到变电站跨过上空与10千伏配电线出线电杆相连接，与变电站内的架构等无任何联系。几年来的运行经验证明：这种保护方案还是很可靠的，准备逐步推广。
三、农业变电站的过电压保护结线
变电站除了应做好直击雷保护外，当线路上落雷时，雷电波就会沿着线路向变电站袭来，由于线路的绝缘水平较高(尤其是木杆木横担或水泥杆木横担的线路)，这样侵入变电站的进行波的幅值往往很高，如果防雷保护不合规程要求，就有可能使主变压器或其它电器设备的绝缘发生损坏。如果是终端变电站，雷电波侵入时还会发生反射而使电压升高，其危险性就更大。为此对变电站的进线保护问题必须引起高度的重视。
1、对容量为3150、5000千伏安的35千伏变电站，可根据负荷性质及雷电活动强弱等具体条件适当简化防雷保护结线。其进线保护段的长度可减少到500～600米，但其首端管型避雷器GBl或保护间隙JX的接地电阻不应超过5欧，应采用图8所示的保护结线：
2、对容量为3150千伏安以下的35千伏供非重要负荷的变电站，根据当地雷电活动的强弱，可采用团9(a)的保护结线，容量为1000千伏安及以下的变电站，则可采用图9(b)的保护结线。
3、对容量为3150千伏安以下的35千伏供非重要负荷在线路上支接的变电站可采用图106a)和图10(b)的保护结线。
4、有些变电站其进线保护段是较老的线路，从杆塔条件要架设避雷线又有困难，而进行彻底改造所需投资很大，或者由于线路经过的地区土壤电阻率较高(大于500欧·米)，改善接地电阻很不容易，进线保护段的耐雷水平达不到规程要求，可以在进线的终端杆上装设一组电抗线圈L`，以代替进线段的避雷线，电抗线圈的电感值可采用约1009微亨，其结构应符合绝缘强度的要求。其保护结线如图11所示。
长期以来的运行经验证明，电抗线圈对电力设备的防雷保护作用是很显著的。解放前我国南方雷电活动强烈的地区，不但用它保护旋转电机，也用它来保护变压器，称之为“抗雷线圈”。解放以后我国一直把限流电抗作为直配发电机的重要防雷措施之一加以利用，效果亦很好。还有的地区采用经过适当改造的阻波器作为综合的防雷保护的一个重要元件。波兰有几十个15～110千伏变电站采用电抗线圈代替进线保护段，运行十余年末发生因雷害而损坏变压器及其它设备。电抗线圈是用铝线绕于框架上(呈管型)，一律采用1000微亨的电感值，直接挂在变电站进线的终端杆上。他们认为：这种保护结线结构简单，造价低廉，效果良好。
5、变电站3、10千伏配电装置(包括电力变压器)，应在每组母线和每路架空进线上装设阀型避雷器，按图12的保护结线，这与正规的变电站保护结线是完全一致的。
图12 3～10千伏配电装置雷电侵入波的保护接线FZ、FS为阀型避雷器
有电缆段的架空线路，避雷器应装设在电缆头附近，其接地端应和电缆金属外皮相连。 如各架空进线均有电缆段，避雷器与主变压器的最大电气距离不受限制。
避雷器应以最短的接地线与变电站、配电所的主接地网连接(包括通过电缆金属外皮连 接)。避雷器附近应装设集中接地装置。
6、保护结线简化的变电站，其35千伏侧母线上阀型避雷器与主变压器和电压互感器的 最大电气距离不宜超过10米。
7、对电压比为35/0.4千伏的变压器，共高低压两侧均应用阀型避雷器保护，这是完全必要的。
最后必须强调指出：农业变电站采用简化的防雷保护结线时，必须充分考虑变电站供电 的重要性，主变压器的绝缘状况以及当地雷电活动强烈程度等条件，严格贯彻因地制宜的精神。
