第三节 防雷保护1

1、第三节 防雷保护 雷击是电力系统的主要自然灾害之一，它可能造成电气设备损坏、电力系统停电、建筑物发生着火或爆炸事故等，也可能造成严重的生产设备事故和人身安全事故。因此，必须采取适当的防范措施，以减小雷害事故。防雷的基本措施是：安装避雷针、避雷线、避雷网等避雷装置，把雷电经避雷装置引导而流入大地，以削弱其危害；并可提高电气设备和其他设备的绝缘能力，确保电力系统和其他设备的安全运行。一、避雷装置一、避雷装置 （一）避雷装置的组成 避雷装置又是也称防雷装置，它主要由接闪器、引下线和接地装置组成。 1.接闪器 接闪器是将空中的雷电流引入大地而起先导接收作用。接闪器有多种类型，如避雷针、避雷线、避雷带、

2、避雷网和避雷器等。避雷线和避雷器多用于电力系统的线路中，以保护电气设备；避雷针、避雷带和避雷网多用于建筑物的保护。 2.引下线 引下线是雷电流流入大地的通道，其材料多采用镀锌扁钢或圆钢。 3.接地装置 接地装置可减小雷电流冲击时的接地电阻，使雷电流在大地中迅速流散，其材料的选用、布置方式和安装方法与前述的接地装置均相同。 （二）避雷装置的保护范围 这里只简要介绍单、双支避雷针和单、双根避雷线的保护范围。 1.单支避雷针的保护范围 单支避雷针的保护范围是一个折线圆锥形，由上下两部分圆锥形组成，如图8-43所示。在任一高度 的平面上，保护半径可由下式确定：二、防雷保护的设置二、防雷保护的设置 雷电

3、破坏分为直接雷击和感应雷击：雷云直接对电器设备或建筑物放电，成为直接雷击；雷云对大地放电时，在电力线路上感应出大量电荷、产生过高电压而使设备损坏，称为感应雷击。 （一）变配电所的防雷保护 变配电所是电力系统的中心环节和用电区域的重要场所，如果发生雷击事故将造成大面积停电，严重影响工矿企业的生产和人民的生活，因此变配电所防雷保护措施必须是安全可靠的。 1.直击雷保护 变配电所一般多采用单支或多支避雷针做直击雷保护，以使整个变电所区域的所有设备处于避雷针保护范围之内，以使变压器、母线、开关设备和建筑物等设施均能免受雷电的直接雷击。避雷针可单独立杆，也可利用户外配电装置的构架或投光灯的塔架。但变压器

4、的门型构架不能装设避雷针，否则雷击时产生的过电压对变压器产生闪络放电。 2.入侵雷电波的保护 由于输电线路落雷频繁，所以沿电力线路入侵的雷电波是变配电所遭受雷害的主要原因。防范雷电波的主要措施是在变配电所内装设阀型避雷器等避雷装置，以限制入侵雷电波的幅值，使电气设备上的过电压不超过其冲击耐压值；在变配电所进线上设置进线保护段（装设避雷线和避雷器或保护间隙），以限制流经阀型避雷器的雷电流和限制雷电波的陡度等，以避免雷电波沿电力线路入侵变配电所，损坏电力系统或供电系统的主要电气设备。 在设置入侵雷电波的防雷措施时，应符合下列有关规定： （1）310kV变配电所，应在各组母线和各回路架空线路上装设阀

5、型避雷器，其保护接线见图8-46。母线上避雷器与变压器的电气距离不宜大于表8-4中所列的数值。 表表8-4 310kV避雷器与变压器的最大电气距离避雷器与变压器的最大电气距离（m） 对于具有电缆进线段的架空线路，阀型避雷器应装设在架空线路与连接电缆的终端头附近。 阀型避雷器的接地端应和电缆金属外皮相连。 如各架空线均有电缆进出线端，避雷器和电压器的电气距离不受限制。 避雷器应以最短的接地线与变配电所的主接地网连接（包括通过电缆金属外皮与主接地网连接）。 （2）与架空线路连接的310kV配电变压器，及Y，Y和D，Y接线的配电变压器设在一级防雷建筑物内外电缆进线时，均应在高压侧装设阀型避雷器。 保

6、护装置（阀型避雷器或保护间隙）应尽量靠近变压器装设。其接地线应与变压器低压侧中性点以及外露可导电部分连在一起接地（见图8-47a）；中性点不接地的电力网中，其接地线应与变压器低压侧中性点的击穿保险器的接地端钮以及外露可导电部分连在一起接地（见图8-47b）。雷雨季节经常运行的进出线路数1234 及 以 上最大电气距离15232730 （3）在多雷区及向一级防雷建筑供电的Y，Y和D，Y接线的配电变压器，除在高压侧按有关规定装设避雷器外，在变压器低压侧上应装设一组避雷器，其安装方法如图4-48所示。- （二）架空线路和旋转电机的防雷保护 310kV及以下架空线路和旋转电机的防雷保护应按以下规定设置

7、和安装： 1.310kV及以下架空线路保护 310kV及以下架空线路的防雷方式或防雷保护措施，一般多采用装设避雷装置（如避雷器和避雷线）以及架空线路路杆塔金属构件的接地连接方式。 （1）架空线路的范雷方式应根据负荷性质、当地运行经验、雷电活动、地形、地貌、土壤电阻率的高低等条件，通过技术、经济比较确定。 （2）与高压架空电力线路相连接的长度超过50m的电缆，应在其两端装设阀型避雷器、管型避雷器或保护间隙，其接地端应与电缆的金属外皮连接，接地电阻不宜超过30；长度不超过50m的电缆，可在线路变换处一端装设。 （3）中性点直接接地的低压电力网和高低压同杆的电力网，其混凝土杆的铁横担或铁杆应与PEN

8、线连接，钢筋混凝土的钢筋宜与PE线或PEN线连接（但出线端有漏电电流动作保护装置者除外）。中性点非直接接地的低压电力网，其钢筋混凝土杆宜接地，铁杆应接地，接地电阻不宜超过50。 2. 旋转电机的保护 与架空线路直接连接的旋转电机的保护方式应根据电机容量、雷电活动的强弱确定。 （1）单机容量为300kW1500kW的支配电机，宜采用磁吹或普通阀型避雷器（FB）、磁吹避雷器（FCD）、管型避雷器（GB） （2）单机容量为300kW及以下的支配电机，根据具体情况宜采用保护间隙（JX）等。 （3）高压旋转电机一般采用磁吹避雷器（FCD）。 （三）建筑物的防雷保护 建筑物主要有平屋顶、坡屋顶和高层建筑等

9、类型，一般应根据其特点来设置建筑物的防雷保护装置。 1. 平屋顶建筑物的防雷保护 平屋顶的建筑包括有女儿墙和无女儿墙两种形式，其防雷保护措施多采用屋顶避雷带（又称防雷带）。 （1）有女儿墙避雷带。当建筑物有女儿墙时，避雷带一般装设在女儿墙上，其做法如图8-49所示。 （2）无女儿墙避雷带。当建筑物无女儿墙时，避雷带一般装设在屋顶的挑檐、屋面或凸出部位上，其做法如图8-50所示。 在装设避雷带时，屋顶上所有凸出的构筑物。管道、灯柱、旗杆等金属物体，均应与避雷带进行可靠连接，如图8-49所示。接地引下线不得少于两根，各引下线之间的距离不得大于24m。 2. 坡屋顶建筑物的防雷保护 坡屋顶建筑物的防

10、雷保护，一般可在坡屋顶建筑物的顶端墙壁上装设避雷针，也可装设屋顶避雷带，其做法是采用镀锌圆钢沿最容易遭受雷击的屋角、屋脊、屋檐及沿屋顶所有凸出的金属构筑物（如烟囱。透气孔等）敷设，如图8-51所示。 3.高层建筑物的防雷保护 现代的高层建筑物的，一般都是用钢筋混凝土浇注而成的，或用预制装配式壁板装配而成的，结构的梁、柱、墙及地下基础均有相当数量的钢筋。可把这些钢筋从上到下全部链接成电气通路，并把室内的上下水管道、热力管道、钢筋网等全部金属物体连接成一个整体，构成笼式暗装避雷网，如图8-52所示。这样，使整个建筑物成为一个与大地可靠连接的等电位整体，能有效的防止雷击。 这种防雷保护应注意以下几方

11、面问题： （1）引下线。钢筋混凝土柱内的钢筋可作主引下线（每根柱至少2根），钢筋搭接时应焊接牢固以连接成电气通路，上部焊接在接闪器上，下部焊接在接地装置上。 （2）接地装置。如用基桩或地基基础的钢筋作接地装置时，应将基桩或基础的钢筋甩头与承台梁及主引下线的钢筋焊接在一起，以保证可靠的电气连通。 （3）钢筋搭接。建筑物的钢筋并不要求全部焊接，一般可采用铅丝绑扎和可靠连接。对预制结构的梁和柱，如搭接不可靠，应每隔2024m左右焊接一点。 （4）设置接地连接。建筑物内的设备在接地连接时，应由下部直接连接到接地装置上或地板的钢筋上；各种金属线路由最下层管线路或在入口处连接到接地装置或地板的钢筋上，为增

12、加可靠程度应连接34个点以上。 （5）屋面避雷网。建筑物的屋面板内的钢筋可作暗装避雷网，此时预制屋面板间的钢筋应可靠连接，然后在与明装避雷网连接起来。若建筑物顶部有凸出物，如金属旗杆、透气管、栏杆等，都应与避雷网焊接在一起。 （6）接地电阻。利用基础钢筋作接地装置时，如基础垫以油毛毡之类的防水材料，接地电阻不能满足要求时，需另外装设人工接地装置。 三、避雷装置的材料与安装三、避雷装置的材料与安装 （一）避雷装置的材料 1.材料的选用 避雷装置的接闪器、引下线、接地体所用的材料，应具有一定的机械强度和耐腐蚀性能，还应有足够的热稳定性，以承受雷电流的热破坏作用。所以材质应选用镀锌材料，材料的规定尺

13、寸应按表8-5进行选择。 2.材料的加工 避雷装置的所有材料在加工前都要矫直，材料的各种规格尺寸和安装位置应按要求制作和安装，不可任意删减。 （二）避雷装置的安装 1.接地装置的安装 常见的防雷接地装置的形式和安装方法与电气系统接地装置的要求大致相同，只是材料尺寸和数量稍有增大。其接地电阻一般为30、20、10，特殊情况下要求在4以下，具体数据按设计确定。 为了防止跨步电压对人体造成危险，避雷装置距建筑物出入口及人行道的距离不应小于3m。当小于3m时，应在接地体上铺5080mm的沥青层，其宽度应超出接地装置2m以外，或将水平接地线局部埋设在距地面1m以下。 2.引下线的安装 引下线的安装路径应

14、短直，其紧固件及金属支持件均应采用镀锌材料。如果引下线有多根时，为便于测量接地电阻，宜在引下线距地面1.8m处装设断接卡子。明设装置时，应在引下线地上1.7m至地下0.3m的一段加装塑料管或钢管保护，其做法如图8-53所示。 3.接闪器的安装 常见的接闪器有避雷针、避雷线、避雷带等，其安装方式多为明装敷设。 （1）避雷针的安装。避雷针一般可独立安装，也可安装在建筑物或构筑物上。针尖一般采用圆钢或钢管制成，其规格参数可参照表8-5的尺寸要求进行。 独立避雷针。独立避雷针的安装如图8-54所示。制作时一般可按图8-54的形式和表8-6的尺寸分段预制，然后在现场进行组合吊装。独立避雷针的针、杆、塔等一般应根据工程设计，并参考有关标准图制作安装。 屋顶避雷针。避雷针在建筑物上的安装方法如图8-55所示。 （2）避雷带的安装。避雷带（网）一般均采用镀锌圆钢或扁钢制作，规格应符合表8-5的