《發(fā)變電所防雷技術(shù)》課件

發(fā)變電所防雷技術(shù)概述發(fā)變電所作為電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)施,如何有效防范雷擊對(duì)其造成的破壞,是電力行業(yè)面臨的重要課題。全面掌握發(fā)變電所的防雷技術(shù),對(duì)于確保電網(wǎng)安全運(yùn)行至關(guān)重要。課程大綱整體概覽通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以全面了解發(fā)變電所防雷技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容,包括防雷體系結(jié)構(gòu)、雷電流特點(diǎn)、接地設(shè)計(jì)、防雷裝置選型等。系統(tǒng)性知識(shí)課程涵蓋防雷技術(shù)的各個(gè)方面,從理論分析到實(shí)踐應(yīng)用,為學(xué)生構(gòu)建完整的發(fā)變電所防雷技術(shù)知識(shí)體系。實(shí)踐應(yīng)用課程注重將理論知識(shí)與實(shí)際工程實(shí)踐相結(jié)合,幫助學(xué)生掌握發(fā)變電所防雷設(shè)計(jì)、檢測(cè)、維護(hù)的方法。第一章總論本章對(duì)防雷技術(shù)的基本概念、防雷體系結(jié)構(gòu)以及等級(jí)劃分進(jìn)行全面介紹,為后續(xù)章節(jié)的深入探討奠定理論基礎(chǔ)。防雷概述防雷的重要性發(fā)變電所是電力系統(tǒng)的樞紐,受到雷電損傷會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。因此,有效的防雷措施至關(guān)重要。防雷的基本原理通過接地系統(tǒng)、避雷器等設(shè)備,將雷電流引入大地,保護(hù)電力設(shè)備免受雷電損害。防雷體系結(jié)構(gòu)防雷體系包括外部防護(hù)、內(nèi)部防護(hù)和接地等多個(gè)層面,形成一個(gè)完整的防護(hù)體系。防雷等級(jí)劃分根據(jù)電力設(shè)備的重要性和可靠性要求,制定相應(yīng)的防雷等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)方案。防雷體系結(jié)構(gòu)發(fā)變電所防雷體系主要包括避雷針、避雷器、接地裝置和電涌保護(hù)裝置等。它們協(xié)同工作,形成一個(gè)完整的防雷系統(tǒng),保護(hù)電力設(shè)施免受雷電傷害。避雷針用于引導(dǎo)雷電流,避雷器用于吸收雷電脈沖,接地裝置用于安全泄放雷電流,電涌保護(hù)裝置用于保護(hù)電子設(shè)備。這些部件都需要合理布置和可靠連接,才能發(fā)揮最佳防雷效能。防雷等級(jí)劃分發(fā)變電所防雷系統(tǒng)根據(jù)保護(hù)目標(biāo)的重要性和設(shè)備的電壓等級(jí),通常可劃分為4個(gè)等級(jí)。一級(jí)防雷保護(hù)最嚴(yán)格,涉及主變壓器、高壓側(cè)斷路器等關(guān)鍵設(shè)備;二級(jí)防雷保護(hù)次之,包括主變低壓側(cè)設(shè)備;三級(jí)防雷保護(hù)針對(duì)低壓配電系統(tǒng);四級(jí)防雷保護(hù)為普通建筑物的防雷措施。不同等級(jí)的防雷系統(tǒng)需采用不同的接地方式和防雷器配置。發(fā)變電所雷電流分布及其特點(diǎn)針對(duì)發(fā)變電所特有的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接地環(huán)境,系統(tǒng)分析雷電流的傳播特點(diǎn)和電磁影響,為后續(xù)防雷技術(shù)的選擇和應(yīng)用提供依據(jù)。雷電流波形及傳播特點(diǎn)1瞬時(shí)性雷電流波形持續(xù)時(shí)間短,上升和下降速度極快。2高峰值雷電流峰值可達(dá)數(shù)十萬安培,能造成嚴(yán)重?fù)p壞。3傳播速度雷電流沿著導(dǎo)體極快傳播,能引發(fā)危險(xiǎn)的感應(yīng)電壓。雷電流的瞬時(shí)性、高峰值和快速傳播特點(diǎn),使其對(duì)發(fā)變電所設(shè)備和人員造成巨大威脅。因此,必須充分認(rèn)識(shí)雷電流傳播規(guī)律,從而采取有效的防雷措施。發(fā)變電所接地網(wǎng)接地電阻分析1Ω接地電阻0.5Ω理想目標(biāo)5Ω最大允許值2%電阻偏差發(fā)變電所的接地電阻是防雷系統(tǒng)的重要指標(biāo)。良好的接地可以有效降低雷電流對(duì)設(shè)備的危害。通過合理的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)和定期檢測(cè),可將接地電阻控制在合理范圍內(nèi),確保電力系統(tǒng)的可靠性。發(fā)變電所的等效電路模型發(fā)變電所的電氣系統(tǒng)可以用一個(gè)等效電路模型來表示。該模型包括接地網(wǎng)、避雷器、變壓器繞組等關(guān)鍵部件。通過分析等效電路的特性，可以準(zhǔn)確評(píng)估雷電流在系統(tǒng)中的分布情況，為后續(xù)的防雷設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)依據(jù)。等效電路的分析涉及雷電流的傳播速度、最大幅值以及對(duì)設(shè)備絕緣的影響等重要參數(shù)。對(duì)這些參數(shù)的深入研究和精確計(jì)算是實(shí)現(xiàn)發(fā)變電所有效防雷的關(guān)鍵所在。發(fā)變電所防雷接地體系設(shè)計(jì)在發(fā)變電所中,合理的防雷接地體系設(shè)計(jì)對(duì)于確保設(shè)備安全運(yùn)行至關(guān)重要。本章將詳細(xì)介紹外部接地體設(shè)計(jì)、內(nèi)部接地體設(shè)計(jì)以及接地裝置的選擇和布置。發(fā)變電所外部接地體設(shè)計(jì)1土壤電阻率調(diào)查了解場(chǎng)地土壤的電阻率特性2接地體布置根據(jù)場(chǎng)地環(huán)境選擇合適的接地方式3接地體尺寸設(shè)計(jì)確保接地電阻滿足防雷要求發(fā)變電所外部接地體的設(shè)計(jì)需要充分了解場(chǎng)地的土壤特性,根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的接地方式,并精心計(jì)算接地體的尺寸,確保最終的接地電阻可以滿足防雷的需求。這樣才能構(gòu)建起可靠的外部接地保護(hù)體系。發(fā)變電所內(nèi)部接地體設(shè)計(jì)1主接地母線布置在發(fā)變電所內(nèi)部,應(yīng)設(shè)置主接地母線作為公共接地點(diǎn),并均勻分布在各個(gè)區(qū)域。2干線和支線設(shè)計(jì)從主接地母線引出多個(gè)干線,并在各個(gè)設(shè)備、建筑物處設(shè)置支線接地。3等電位設(shè)計(jì)采取等電位聯(lián)接措施,將各金屬部件、建筑物、設(shè)備外殼等可靠接地,消除電位差。接地裝置的選擇與布置合理選擇根據(jù)發(fā)變電所的特點(diǎn)及環(huán)境條件,合理選擇接地裝置的類型和尺寸,確保接地網(wǎng)能夠有效導(dǎo)流雷電流,并將接地電阻降至符合要求。合理布置將接地極合理布置在發(fā)變電所內(nèi)部和周圍,形成閉合的接地網(wǎng)絡(luò),以降低接地電阻,增強(qiáng)防雷能力。重點(diǎn)部位對(duì)發(fā)變電所的重要部位如主變壓器、高壓開關(guān)柜等,采取接地網(wǎng)的集中布置,提高防雷保護(hù)水平。防腐防銹選用耐腐蝕、防銹蝕的材料,確保接地裝置長(zhǎng)期可靠運(yùn)行,發(fā)揮應(yīng)有的防雷保護(hù)作用。接地裝置的選擇與布置發(fā)變電站的正確接地裝置設(shè)計(jì)對(duì)防雷系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況選擇合適的接地極材質(zhì)和結(jié)構(gòu),并合理布置,確保良好的接地性能。避雷針的選擇與安裝防雷針類型常見的避雷針包括尖頂針、線狀針和環(huán)狀針等多種形式。根據(jù)場(chǎng)所的特點(diǎn)和需求選擇合適的類型。安裝高度避雷針的安裝高度應(yīng)根據(jù)建筑物高度、周圍環(huán)境等因素合理確定，以達(dá)到最佳的防雷效果。接地系統(tǒng)避雷針必須與接地系統(tǒng)可靠連接，以確保雷電流有可靠的通路直接進(jìn)入大地。避雷器的選擇與安裝避雷器類型選擇根據(jù)電壓等級(jí)、保護(hù)目標(biāo)、環(huán)境條件等因素,選擇合適的避雷器類型,如氧化鋅避雷器、氣體避雷器等。安裝位置選擇避雷器應(yīng)布置在電力設(shè)備的進(jìn)線端或容易遭受雷擊的部位,并與接地系統(tǒng)可靠連接。并聯(lián)安裝為提高可靠性,可采用并聯(lián)安裝多個(gè)避雷器的方式,以確保一旦某個(gè)避雷器損壞,其他避雷器仍能正常工作。接地極的選擇與布置選擇合適的接地極材料接地極材料應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性,如銅、鍍鋅鋼等。選擇適當(dāng)?shù)某叽绾烷L(zhǎng)度,以確保接地電阻滿足要求。合理布置接地極接地極應(yīng)均勻分布在發(fā)變電所周圍,并盡量遠(yuǎn)離電纜、管線等金屬構(gòu)件。采用環(huán)形或放射狀布置,降低接地電阻。采用復(fù)合接地極將不同材質(zhì)的接地極并聯(lián)使用,可以有效降低接地電阻,提高接地系統(tǒng)的可靠性。如銅棒與碳化硅復(fù)合接地極。發(fā)變電所防雷檢測(cè)技術(shù)為確保發(fā)變電所的防雷系統(tǒng)可靠有效,需要定期進(jìn)行全面的檢測(cè)和維護(hù)。這一章節(jié)將介紹發(fā)變電所常見的防雷檢測(cè)技術(shù),包括接地電阻測(cè)試、避雷器狀態(tài)檢測(cè)以及雷電流對(duì)設(shè)備的影響分析。接地電阻測(cè)試接地電阻是發(fā)變電所防雷系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)。定期測(cè)試接地電阻可以評(píng)估接地系統(tǒng)的性能,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。測(cè)試方法包括鉗型接地電阻測(cè)試儀和三鉗法。需要記錄接地電阻值、接地電流和接地電壓,并與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比。測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試方法判斷標(biāo)準(zhǔn)接地電阻鉗型或三鉗法≤0.5Ω接地電壓測(cè)試儀表≤10V接地電流測(cè)試儀表≤1kA避雷器狀態(tài)檢測(cè)定期檢查避雷器的工作狀態(tài)對(duì)于確保發(fā)變電所防雷系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要。我們需要采用專業(yè)的監(jiān)測(cè)設(shè)備,如避雷器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)避雷器的電壓、泄漏電流等關(guān)鍵參數(shù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。同時(shí),通過紅外熱像等技術(shù),也可以發(fā)現(xiàn)避雷器存在的潛在隱患。雷電流對(duì)設(shè)備的影響分析變壓器損壞雷電流可能引起繞組絕緣損壞、金屬件熔毀,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致變壓器爆炸和故障。開關(guān)設(shè)備損壞電磁脈沖可致開關(guān)接點(diǎn)熔損、機(jī)構(gòu)損壞,嚴(yán)重影響開關(guān)設(shè)備的正常操作。電纜損壞雷電流流過電纜會(huì)引發(fā)絕緣擊穿和導(dǎo)體融化,導(dǎo)致電纜損壞。發(fā)變電所防雷維護(hù)管理為確保電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,定期檢查和維護(hù)防雷裝置至關(guān)重要。這包括檢測(cè)接地電阻、避雷器狀態(tài),并分析雷電流對(duì)設(shè)備的影響。防雷裝置的日常檢查與維護(hù)1定期巡視每月對(duì)防雷裝置進(jìn)行全面檢查,檢查避雷針、接地線、接地裝置等是否完整無損。2清潔保養(yǎng)及時(shí)清理防雷裝置表面的積塵,保持良好的導(dǎo)電性能。定期檢查連接處是否松動(dòng)。3功能測(cè)試使用專業(yè)測(cè)試儀器對(duì)避雷針、避雷器等關(guān)鍵防雷設(shè)備進(jìn)行性能檢測(cè),確保其正常工作。接地裝置的定期檢測(cè)與維護(hù)1定期檢測(cè)每年定期檢查接地網(wǎng)電阻2防雷裝置檢測(cè)檢查避雷針、避雷器的狀態(tài)3故障排查發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)診斷并修復(fù)發(fā)變電所的接地裝置是防雷系統(tǒng)的核心部分,必須定期檢測(cè)和維護(hù)。包括定期檢查接地網(wǎng)電阻、檢查避雷針和避雷器的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行診斷和修復(fù)。只有保證接地裝置的可靠性,才能確保整個(gè)防雷系統(tǒng)的有效運(yùn)行。防雷裝置故障分析與處理故障原因分析