变电所防雷保护措施

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑变电所防雷保护措施 变电所防雷爱护措施电力及供电系统中，各种电气设备都有肯定的绝缘强度。假如超过了设备所能承受的程度， 绝缘就会击穿。引起电气设备绝缘击穿的电压叫过电压。引起过电压的缘由有两种：是 操作过电压，也叫内部过电压;是大气过电压，也叫外部过电压。操作过电压产生的原 因有许多种，如弧光接地，切断电感或电容都会产生过电压。大气过电压的产生是由雷电现 象引起。因此要抑制大气过电压，防雷措施就显得非常重要。 1 雷电的危害雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它放电的过程中产生极大的破坏力，雷电的 危害主要是以下几个方面：1.1 雷电的热效应雷电产生强

2、大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。1.2 雷电的机械效应雷电强大的电动力可以击毁杆塔，破坏建筑物，人畜已不能幸免。1.3 雷电的闪络放电雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，断路器跳闸，导致供电线路停电。2 雷电过电压简介雷电过电压又称为大气过电压它是由于内的设备或构筑患病直接雷击或雷电感应而产生的过 电压。由于引起这种过电压的能量来源于外界，固有成为外部过电压。雷电过电压产生的雷 电冲击波，其电压幅值。可高达108V，其电流幅值可高达几十万安，因此对电力系统危 害极大，必需实行有效措施加以防护。雷电过电压的基本形式有3种：2.1 雷击过电压(直击雷)雷电直接击

3、中电气设备，线路或建筑物，强大的雷电流作用，通过该 物体泄入大地，在该物体上产生较高的电位差，成为直击雷过电压。雷电流通过被击物体时 ，将产生破坏作用的热效应和机械效应，相伴的还有电磁效应和对四周物体的闪络放电。2.2 感应过电压(感应雷)当雷云在架空线路上方时，由于雷云先导作 用，使架空线路上感应 出与先导通道符号相反的电荷。雷云放电时，先导通道中的电荷快速中和，架空线路上的电 荷被释放，形成自由电荷流向线路两端，产生很高的过电压(高压线路可达几十万伏，低压 线路可达几万伏)。2.3 雷电波入侵由于直击雷或感应雷而产生的高 电位雷电波，沿架空线路或金属管道侵入变配 电所或用户而造成危害。据统

4、计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷电事故，在整个事 故中占50%以上。因此，对其防护问题应予以足够的重视。3 防止感应雷的措施防止雷电过电压的主要措施是并联避雷器。3.1 避雷器的简介电力系统中的电气设备在运行中除承受正常的工作电压以外，有时还患病操作过电压和雷电 过电压。过电压的数值远超过工作电压，使设备的绝缘寿命缩短，甚至直接遭到破坏。避雷器是特地用来防止雷电过电压的爱护电器，与被爱护的电器设备并列连接。它们大量应 用在牵引变电所、接触网和电力机车中。牵引变电所中电气设备的绝缘水平系由大气过电压打算，由于对于最高电压等级目前为110k V的牵引供电系统，其可能患病的最大操作过电压常小于

5、雷电过电压的作用值。为防雷害， 在变电所的进线、出线侧都并联装设避雷器以“削减”、“限制”侵入所内的雷电波至较低 于各避雷器的残压水平，并将雷电流泄入大地，从而爱护了其爱护范围内的设备。而这些设 备也仅需具有能耐较残压值略高的绝缘水平即可不至于损坏。避雷器的作用就是通过并联放电间隙或非线性电阻，对入侵的流淌电波进行削幅。降低被保 护设备所承受的过电压值。避雷器既可用来防护大气过电压也可用来防护操作过电压。3.2 避雷器的分类放电间隙及管型避雷器。阀型避雷器，包括：间隙不带并联电阻的，如FS型；间隙带 并联电阻的，如FZ,间隙带磁吹的，如FCZ、FCD型。无间隙氧化锌避雷器。3.3 结构分析阀型

6、避雷器由火花间隙和阀型电阻盘两部分组成。阀型避雷器的阀型电阻盘是一个非线性电 阻，在工频电压下其电阻值特别大，在冲击高压下其阻值特别低。在正常状况下，火花间隙 具有很高的绝缘强度，工频沟通电压不能将其击穿，阀型电阻盘上无电流通过；当雷电袭来 时，火花间隙被快速击穿，在冲击电压作用下，阀盘电阻具有很低的电阻值，雷电流通过阀 型电阻盘流入大地；当雷电流通过后，由于工频电流很小，阀型电阻又恢复了高阻抗的性质 。伏秒特性和伏安特性是阀型避雷器的两个基本特性，磁吹阀型避雷器是采纳磁场驱动电流 来提高灭弧性能。氧化锌避雷器的基本结构是阀片，阀片以氧化锌为主要成份，并添加少量的Bi2O3、Co2O3、MnO

7、2、Sb2O3等金属氧化物添加剂。这种阀片具有优良的非线性和较大的通 流容量。氧化锌阀片在运行电压下呈绝缘状态，通过的电流很小，随着阀片承受电压上升， 电流也随之增加。角隙避雷器是利用角形空气间隙放电将泪流泄入大地而起到爱护作用的。放电时两个间隙中 的电弧因电动力的作用被拉长，在沟通过零时被四周空气介质冷却熄灭。管型避雷器当线路上遭到雷击或产生感应时，大气过电压使管型避雷器的外部和内部间隙击 穿，强大的雷击电流通过接地装置进入地下。同时，由于避雷器内部间隙发生剧烈的电弧， 使管内壁的材料燃烧。产生大量的灭弧气体从管口喷出，在电流过零时电弧熄灭。3.4 型号3.5 避雷器的选择110kV侧的避雷

8、器的选择：选择Y10W5-100/295氧化锌避雷器，其参数为：系统标称电压为11 0kV，额定电压100kV，持续运行电压73kV，8/20us雷电冲击残压(峰值)不大于标称放电电流 10kA时295kV(注：资料来源；制造厂：平顶山天鹰集团有限责任公司；价格：0.95万/台)。 27.5kV侧的避雷器的选择：选择Y10W5-40/142氧化锌避雷器，其参数为：系统标称电压为2 7.5kV，额定电压42kV，持续运行电压30kV，8/20us雷电冲击残压不大于标称放电电流10kA 时为140kV(注：资料来源；制造厂：平顶山天鹰集团有限责任公司；价格：0.75万/台)。 4 防止直击雷的措施

9、防止直击雷的有效措施就是把雷击放电直接引至大地而使电气设备免遭损害。在输电线路中 ，一般采纳避雷线来防止直击雷和减轻感应雷。而在变电所设备区一般采纳安装避雷针来防 止直击雷。4.1 避雷针的作用。 避雷针的作用主要有两个：当云块接近避雷针时，避雷针可以把因静电感应带电，随时 放入空气中与云中的电中和，从而化猛烈的放电为缓和的多次放电，削减雷击。作为放 电通路，使电从避雷针导线中流入大地。而不至于破坏设备或建筑物。 4.2 避雷针的工作原理避雷针是依据尖端放电原理制成的。当导体带电时，尖端四周的电场特殊强，使四周气体电 离导致放电。避雷针针头是尖的。静电感应时避雷针尖端总是聚集最多的电荷。避雷针对带 电云层形成一个电容器。由于它较尖，电容器极板面积也很小，电容也很小，它所容纳的电 荷也很小。而它又聚集了大部分电荷，所以避雷针于云层之间的空气很简单击穿成为导体， 把雷电引入大地。从而爱护了设备或建筑物。4.3 避雷针的爱护范围避雷针的爱护范围与采纳的针数及安装高度有关。一般来说针数越多安装的越高爱护范围就 越大。单支避雷针的爱护范围通常用下列方法计算：避雷针在地面上的爱护半径为：爱护半径(m)避雷针高度(m)避雷针在被爱护物高度水平面上的爱护半径为：避雷针在 水平面上的爱护半径(m)被爱护