浅析变电站的防雷措施

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析变电站的防雷措施 摘要:变电站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。 如果变电站发生雷击事故,会给国家和人 民造成巨大的损失。所以变电站的防雷 是不可忽视的问题。 中国论文网 /2/view-12795008.htm 关键词:变电站;防雷保护;雷击原 因;防雷原则;具体措施 中图分类号：TU856 文献标识码： A 文章编号： 随着电力系统的快速发展,使得电 能这一清洁能源在人民生产、生活中得 到了普遍使用。但当高压输电网在为人 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 们提供动力和照明时,不能忽视自然界产 生的雷电对高压输变电设备产生的大量 危害。因此,必须加强变电站雷电防护问 题的认识与研究。 一、变电站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, 通常情况下变电站雷击有两种情况:一是 雷直击于变电站的设备上;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站。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 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 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。 二、变电站防雷的原则 针对变电站的特点,其总的防雷原 则是将绝大部分雷电流直接接闪引入地 下泄散(外部保护); 阻塞沿电源线或数据、 信号线引入的过电压波(内部保护及过 电压保护);限制被保护设备上浪涌过压 幅值(过电压保护) 。这三道防线,相互配 合,各行其责,缺一不可。应从单纯一维 防护(避雷针引雷入地无源保护) 转为三维防护(有源和无源防护),包括:防 直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁 感应等多方面系统加以分析。 1、外部防雷和内部防雷 避雷针或避雷带、避雷网引下线 和接地系统构成外部防雷系统,主要是为 了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及 人身安全事故;而内部防雷系统则是防止 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 雷电和其它形式的过电压侵入设备中造 成损坏,这是外部防雷系统无法保证的。 为了实现内部防雷,需要对进出保护区的 电缆,金属管道等都要连接防雷、及过压 保护器,并实行等电位连接。 2、防雷等电位连接 为了彻底消除雷电引起的毁坏性 的电位差,就特别需要实行等电位连接, 电源线、信号线、金属管道等都要通过 过电压保护器进行等电位连接,各个内层 保护区的界面处同样要依此进行局部等 电位连接,各个局部等电位连接棒互相连 接,并最后与主等电位连接棒相连。 三、变电站防雷的具体措施 变电站遭受的雷击是下行雷,主要 雷直击在变电站的电气设备上,或架空线 路的感应雷过电压和直雷过电压形成的 雷电波沿线路侵入变电站。因此,避免直 击雷和雷电波对变电站进线及变压器产 生破坏就成为变电站雷电防护的关键。 1、变电站装设避雷针对直击雷 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 进行防护 架设避雷针是变电站防直击雷的 常用措施,避雷针是防护电气设备、建筑 物不受直接雷击的雷电接收器,其作用是 把雷电吸引到避雷针身上并安全地将雷 电流引入大地中,从而起到保护设备效果。 变电站装设避雷针时应使所有设备都处 于避雷针保护范围之内,此外,还应采取 措施,防止雷击避雷针时的反击事故。对 于 35 kV 变电站,保护室外设备及架构安 全,必须装有独立的避雷针。 2、变电站的进线防护 要限制流经避雷器的雷电电流幅 值和雷电波的陂度就必须对变电站进线 实施保护。当线路上出现过电压时,将有 行波导线向变电站运动,起幅值为线路绝 缘的 50%冲击闪络电压,线路的冲击耐 压比变电站设备的冲击耐压要高很多。 因此,在接近变电站的进线上加装避雷线 是防雷的主要措施。如不架设避雷线,当 遭受雷击时,势必会对线路造成破坏。 3、变电站对侵入波的防护 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 变电站对侵入波的防护的主要措 施是在其进线上装设阀型避雷器。阀型 避雷器的基本元件为火花间隙和非线性 电阻。目前, SFZ 系列阀型避雷器,主要 有用来保护中等及大容量变电站的电气 设备。FS 系列阀型避雷器,主要用来保 护小容量的配电装置。 4、变压器的防护 变压器的基本保护措施是在接近 变压器处安装避雷器,这样可以防止线路 侵入的雷电波损坏绝缘。 装设避雷器时,要尽量接近变压器,并 尽量减少连线的长度,以便减少雷电电流 在连接线上的压降。同时,避雷器的连线 应与变压器的金属外壳及低压侧中性点 连接在一起,这样就有效减少了雷电对变 压器破坏的机会。 5、变电站的防雷接地 变电站防雷保护满足要求以后,还 要根据安全和工作接地的要求敷设一个 统一的接地网,然后避雷针和避雷器下面 增加接地体以满足防雷的要求,或者在防 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 雷装置下敷设单独的接地体。 小变电站用独立避雷针,大变电大 多在独立避雷针与配电装置带电部分的 空气中最短途径不得小于五米。避雷针 接地引下线埋在地中部分与配电装置构 架的接地导体埋在地中部分在土壤中的 距离必须大于三米,变电站电气装置的接 地装置采用水平接地极为主的人工接地 网,水平接地极采用扁钢 50mm5mm,垂 直接地极采用角钢 50mm5mm,垂直接 地极间距 5m6m,主接地网接地装置电 阻不大于 4,主接地网埋于冻土层 1m 以下。人工接地网的外缘应闭合,外缘各 角应做成圆弧形。 6、变电站防雷感应 采取防雷感应保护的措施主要有: 多分支接地引线,减少引线雷电流;改善 汇流系统的结构,减少引下线对弱电设备 的感应;除了在电源入口装设处压敏电阻 等限制过压装置外,还可在信号线接入处 使用光耦元件;所有进出控制室的电缆均 采用屏蔽电缆,屏蔽层共用一个接地极; 在控