淺談變電所防雷保護(hù)措施

—淺談變電所防雷保護(hù)措施變電所是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所，是聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶的紐帶，擔(dān)負(fù)著電壓變換和電能分配的重要任務(wù)。假如變電所發(fā)生雷擊事故，會(huì)給國(guó)家和人民造成巨大的損失。所以變電所的防雷是不行無(wú)視的問(wèn)題。伴著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，使得電能這一清潔能源在人民生產(chǎn)、生活中得到了普遍運(yùn)用。但當(dāng)高壓輸電網(wǎng)在為人們提供動(dòng)力和照明時(shí)，不能無(wú)視自然界產(chǎn)生的雷電對(duì)高壓輸變電裝備產(chǎn)生的大量危害。因此，必需強(qiáng)化變電所雷電防護(hù)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與研討。一、變電所遭受雷擊的主要原因供電系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，電氣裝備的絕緣處于電網(wǎng)的額定電壓作用之下，但是由于雷擊的原因，供配電系統(tǒng)中某些部分的電壓會(huì)大大超過(guò)正常狀態(tài)下的數(shù)值，通常情況下變電所雷擊有兩種情況：一是雷直擊于變電所的裝備上；二是架空線路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所。其詳細(xì)表現(xiàn)形式如下：1、直擊雷過(guò)電壓。雷云直接擊中電力裝置時(shí)，形成強(qiáng)盛的雷電流，雷電流在電力裝置上產(chǎn)生較高的電壓，雷電流通過(guò)物體時(shí)，將產(chǎn)生有破壞作用的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)。2、感應(yīng)過(guò)電壓。當(dāng)雷云在架空導(dǎo)線上方，由于靜電感應(yīng)，在架空導(dǎo)線上積聚了大量的異性束縛電荷，在雷云對(duì)大地放電時(shí)，線路上的電荷被釋放，形成的自由電荷流向線路的兩端，產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，此過(guò)電壓會(huì)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)造成危害。因此，架空線路的雷電感應(yīng)過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所，是導(dǎo)致變電所雷害的主要原因，若不實(shí)行防護(hù)措施，勢(shì)必造成變電所電氣裝備絕緣損壞，引發(fā)事故。二、變電所防雷的原則針對(duì)變電所的特點(diǎn)，其總的防雷原則是將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散（外部愛護(hù)）；堵塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號(hào)線引入的過(guò)電壓波（內(nèi)部愛護(hù)及過(guò)電壓愛護(hù)）；限制被愛護(hù)裝備上浪涌過(guò)壓幅值（過(guò)電壓愛護(hù)）。這三道防線，互相協(xié)作，各行其責(zé)，缺一不行。應(yīng)從單純一維防護(hù)（避雷針引雷入地———無(wú)源愛護(hù)）轉(zhuǎn)摘自：工變電器為三維防護(hù)（有源和無(wú)源防護(hù)），包括：防直擊雷，防感應(yīng)雷電波侵入，防雷電電磁感應(yīng)等多方面系統(tǒng)加以分析。1、外部防雷和內(nèi)部防雷避雷針或避雷帶、避雷網(wǎng)引下線和接地系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，主要是為了愛護(hù)建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故及人身安全事故；而內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其它形式的過(guò)電壓侵入裝備中造成損壞，這是外部防雷系統(tǒng)無(wú)法保證的。為了完成內(nèi)部防雷，需要對(duì)進(jìn)出愛護(hù)區(qū)的電纜，金屬管道等都要聯(lián)結(jié)防雷、及過(guò)壓愛護(hù)器，并施行等電位聯(lián)結(jié)。2、防雷等電位聯(lián)結(jié)為了徹底消退雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要施行等電位聯(lián)結(jié)，電源線、信號(hào)線、金屬管道等都要通過(guò)過(guò)電壓愛護(hù)器進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，各個(gè)內(nèi)層愛護(hù)區(qū)的界面處同樣要依此進(jìn)行局部等電位聯(lián)結(jié)，各個(gè)局部等電位聯(lián)結(jié)棒相互聯(lián)結(jié)，并最終與主等電位聯(lián)結(jié)棒相連。三、變電所防雷的詳細(xì)措施變電所遭受的雷擊是下行雷，主要雷直擊在變電所的電氣裝備上，或架空線路的感應(yīng)雷過(guò)電壓和直雷過(guò)電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所。因此，防止直擊雷和雷電波對(duì)變電所進(jìn)線及變壓器產(chǎn)生破壞就成為變電所雷電防護(hù)的關(guān)鍵。1、變電所裝設(shè)避雷針對(duì)直擊雷進(jìn)行防護(hù)架設(shè)避雷針是變電所防直擊雷的常用措施，避雷針是防護(hù)電氣裝備、建筑物不受直接雷擊的雷電接收器，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入大地中，從而起到愛護(hù)裝備效果。變電所裝設(shè)避雷針時(shí)應(yīng)使全部裝備都處于避雷針愛護(hù)范圍之內(nèi)，此外，還應(yīng)實(shí)行措施，防止雷擊避雷針時(shí)的還擊事故。對(duì)于35kV變電所，愛護(hù)室外裝備及架構(gòu)安全，必需裝有獨(dú)立的避雷針。獨(dú)立避雷針及其接地裝置與被愛護(hù)建筑物及電纜等金屬物之間的距離不應(yīng)小于五米，主接地網(wǎng)與獨(dú)立避雷針的地下距離不能小于三米，獨(dú)立避雷針的獨(dú)立接地裝置的引下線接地電阻不行大于10Ω，并需滿意不發(fā)生還擊事故的要求；對(duì)于110kV及以上的變電所，裝設(shè)避雷針是直擊雷防護(hù)的主要措施。由于此類電壓等級(jí)配電裝置的絕緣水平較高，可將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上，同時(shí)避雷針與主接地網(wǎng)的地下聯(lián)結(jié)點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度應(yīng)大于十五米。因此，雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的高電位不會(huì)造成電氣裝備的還擊事故。2、變電所的進(jìn)線防護(hù)要限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陂度就必需對(duì)變電所進(jìn)線實(shí)施愛護(hù)。當(dāng)線路上顯現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，將有行波導(dǎo)線向變電所運(yùn)動(dòng)，起幅值為線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓，線路的沖擊耐壓比變電所裝備的沖擊耐壓要高許多。因此，在接近變電所的進(jìn)線上加裝避雷線是防雷的主要措施。如不架設(shè)避雷線，當(dāng)遭受雷擊時(shí)，勢(shì)必會(huì)對(duì)線路造成破壞。3、變電站對(duì)侵入波的防護(hù)摘自：工變電器變電站對(duì)侵入波的防護(hù)的主要措施是在其進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器。閥型避雷器的根本元件為火花間隙和非線性電阻。目前，SFZ系列閥型避雷器，主要有用來(lái)愛護(hù)中等及大容量變電所的電氣裝備。FS系列閥型避雷器，主要用來(lái)愛護(hù)小容量的配電裝置。4、變壓器的防護(hù)變壓器的根本愛護(hù)措施是在接近變壓器處安裝避雷器，這樣可以防止線路侵入的雷電波損壞絕緣。裝設(shè)避雷器時(shí)，要盡量接近變壓器，并盡量削減連線的長(zhǎng)度，以便削減雷電電流在聯(lián)結(jié)線上的壓降。同時(shí)，避雷器的連線應(yīng)與變壓器的金屬外殼及低壓側(cè)中性點(diǎn)聯(lián)結(jié)在一起，這樣就有效削減了雷電對(duì)變壓器破壞的時(shí)機(jī)。變電站的每一組主母線和分段母線上都應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器，用來(lái)愛護(hù)變壓器和電氣裝備。各組避雷器應(yīng)用最短的連線接到變電裝置的總接地網(wǎng)上。避雷器的安裝應(yīng)盡可能處于愛護(hù)裝備的中間位置。5、變電所的防雷接地變電所防雷愛護(hù)滿意要求以后，還要依據(jù)安全和工作接地的要求敷設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后避雷針和避雷器下面增加接地體以滿意防雷的要求，或者在防雷裝置下敷設(shè)單獨(dú)的接地體。小變電所用獨(dú)立避雷針，大變電大多在獨(dú)立避雷針與配電裝置帶電部分的空氣中最短途徑不得小于五米。避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構(gòu)架的接地導(dǎo)體埋在地中部分在土壤中的距離必需大于三米，變電所電氣裝置的接地裝置采納水平接地極為主的人工接地網(wǎng)，水平接地極采納扁鋼50mmX5mm，垂直接地極采納角鋼50mmX5mm，垂直接地極間距5m～6m，主接地網(wǎng)接地裝置電阻不大于4Ω，主接地網(wǎng)埋于凍土層1m以下。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合，外緣各角應(yīng)做成圓弧形。大變電所安裝在架構(gòu)上的避雷針，與主接地網(wǎng)應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。避雷針與主接地網(wǎng)的地下聯(lián)結(jié)點(diǎn)至變壓器的接地線主接地網(wǎng)的地下聯(lián)結(jié)點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度不得小于15m，同時(shí)變壓器門形架構(gòu)上不得裝避雷針。6、變電所防雷感應(yīng)伴著電力技術(shù)的發(fā)展，變電所均有完善的直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，戶外裝備直接遭受雷擊損壞的可能很小。但雷擊防護(hù)系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的雷擊放電及電磁脈沖，以及雷電過(guò)電壓通過(guò)金屬管道電纜對(duì)變電所掌握等各種弱電裝備產(chǎn)生嚴(yán)峻的電磁干擾，這就可能影響到變電裝備的正常運(yùn)行。實(shí)行防雷感應(yīng)愛護(hù)的措施主要有：多分支接地引線，削減引線雷電流；改善匯流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，削減引下線對(duì)弱電裝備的感應(yīng)；除了在電源入口裝設(shè)處壓敏電阻等限制過(guò)壓裝置外，還可在