变电所的防雷问题（精选8篇）
变电所的防雷问题 第1篇
关键词：雷的来源,防范的方法,装设的原则,最小距离的确定,有关规定
1 引言
变电所是电力系统防雷的重要保护部位, 如果发生雷击事故, 将造成大面积的停电, 严重影响社会生产和人民生活。因此要求变电所的防雷措施必需十分可靠。
2 变电所遭受雷击的来源及解决的方法
2.1 雷击的来源一是雷直击于变电所的设备上。二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。
2.2 变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。
2.3 架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所, 是导致变电所雷害的主要原因。若不采取防护措施, 是必造成变电所电气设备绝缘损坏, 引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值, 使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。
3 变电所装设避雷针的原则
所有被保护设备均应处于避雷针 (线) 的保护范围之内, 以免遭受雷击。
当雷击避雷针时, 避雷针对地面的电位可能很高, 如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够, 就有可能在避雷针遭受雷击后, 使避雷针与被保护设备之间发生放电现象, 这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上, 造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷的最小距离。
4 避雷针与电气设备之间防雷的最小距离的确定
雷击避雷针时, 雷电流流经避雷针及其接地装置, 为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。
为了防止避雷针接地装置与被保护设备或构架之间在土壤中的间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距, 要求在土壤中的间隙设定必需大于电气设备接地的最小安全净距。一般情况下不应小于5M (空气中净距离) , 土壤中不应小于3M。
5 装设避雷针的有关规定
对于35KV及以下的变电所, 因其绝缘水平较低, 必须装设独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求。
对于110KV以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上, 因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架, 应装设辅助接地装置, 该接地装置与变电所接地网的连接点, 距主变压气的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15M。其作用是使雷击避雷气时在避雷气接地装置上产生的高电位, 在沿接地网向变压气接地点传播的过程中逐渐衰减, 使侵入的雷电波在达到变压气接地点时不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱, 同时变压器又是变电所的重要设备, 故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。
由于变电所的配电装置至变电所出线的第一杆塔之间的距离可能比较大, 如允许将杆塔上的避雷线引至变电所的构架上, 这段导线将受到保护, 比用避雷针保护经济。由于避雷线的两端的分流作用, 当雷击时, 要比避雷针引起的电位升高小一些。因此, 《规程》建议:110KV及以上的配电装置, 可将线路避雷线引接至出线门型构架上, 但土壤电阻率大于1000M的地区, 应装设集中接地装置。对于35-60KV配电装置, 土壤电阻率不大于500M的地区, 允许将线路的避雷线引接至出线门型构架上, 但应装设集中接地装置, 当土壤电阻率大于500M时, 避雷线应终止于线路终端杆塔, 进变电所一挡线路保护可用避雷针保护。
6 现以我局四方台变电所的防雷措施为例来说明以上的问题
6.1 本变电所线路侧架设避雷线, 终端杆上避雷针进行保护。
本变电所上三支避雷针30M高的, 进行全所保护;10KV, 60KV侧各上母线避雷器, 10KV出线侧均上氧化锌避雷器防护雷电波的侵入。
6.2 避雷针的防护范围
计算方法: (见表1)
当HX<1/2H时,
式中:RX——避雷针在HX水平面上的保护半径 (米) ;
HX——被保护物的高度 (米) ;
HA——避雷针的有效高度 (米) ;
P——高度影响系数, H<=30米, P=1;30
当HX〈H/2时,
H0=H-D/7P, 式中:H0——两针间保护范围上部边缘最低点高度 (米) ;
D——两避雷针间的距离 (米) 。
两针间HX水平面上保护范围的一侧最小宽度, 应按下式计算:
式中:BX——保护范围的一侧最小宽度 (米) 。
按公式 (3) 计算, 求得BX后, 可见四针间的保护范围。
6.3 本变电所的防雷结合终端杆避雷针进行全所保护。
7 结论
牵引变电所微机保护防雷措施浅谈 第2篇
赵社民
摘要：随着微机保护装置在铁路牵引供电中的不断推广和普及，微机设备防雷电冲击能
力弱的问题就成为微机型牵引变电所一个重要课题；本文根据主要针对京哈线秦沈段现
场微机保护设备运行情况及在雷害时现场有关问题，进行分析原因，找出雷电如何对微
机设备产生的影响，并根据现场情况，提出防止雷电对微机设备产生影响的措施。
关键词：牵引变电所；微机保护；防雷；措施
随着计算机技术的飞速发展，微机保护凭借其灵敏性、速动性和维护管理的方便性等良好性能在牵引变电所得以广泛的应用。但微机保护系统体现其优越性的同时，与电磁式继电保护设备相比，存在对环境稳定性要求高、抗干扰和耐冲击性能差等缺点；微机保护设备运行环境一旦受到雷电干扰冲击，将直接影响牵引供电，影响铁路正常运输。在牵引供电系统中，感应雷和直击雷对微机保护设备影响最大，因此，我们要对微机保护设备防雷问题要有足够的重视。现场运行情况和有关问题：
由于京哈线秦沈段牵引变电所微机保护设备未采取有效微机保护防雷措施，在雷电发生时，曾多次造成牵引变电所内微机保护主板损坏、保护电源插件、VFD等设备损坏。例如：
2007年11月，京哈线葫芦岛北变电所附近接触网线路上隔离开关遭受雷击，造成所内21B馈线保护盘电源插件、并补VFD装置损坏及直流电压监视继电器的并联二极管击穿，并造成网上隔离开关机构箱内交流加热器烧坏及端子排发热变形等设备缺陷。
2008年6月和8月，绥中北变电所更是连续遭受两次雷击，造成备用的1#B保护测控盘后备保护主板、测控装置保护主板、VFD和并补盘上测控保护主板损坏及直流控制面板、整流机U2损坏。
京哈线秦沈段其他变电所、分区所及工区也曾发生因雷击造成的微机保护设备损坏、直流控制保险烧断及办公电脑主板损坏等等故障，严重地影响了设备的正常运行状态，同时也给运营单位造成了严重的损失，增加了运行管理成本。对现场雷击故障的原因排查及影响分析：
京哈线秦沈段微机保护设备发生损坏时，均是强烈的雷雨天气，网上避雷器和所内避雷器均有动作，并经常伴有馈线断路器跳闸情况，说明微机保护设备损坏为雷击原因造成。通过对发生雷击时设备损坏的情况和雷电侵入点及路径分析，有利于更好地采取措施防雷。
2.1 葫芦岛北变电所雷侵入路径：
雷击接触网线路时，在雷击点附近产生强大的电磁场--→与隔离开关机构箱内交流电源耦合感应电压叠加--→1#交流盘交流AC220V电压波动--→造成所用变（1ZB）二次电压峰值波动--→造成蓄电池整流装置电源及直流输出电压出现峰值波动--→直流电压峰值波动造成部分薄弱微机设备造成损坏。
雷电时，葫芦岛北所网上隔离开关机构箱加热器烧坏及交流接线端子发热产生变形，说明此处有雷击发生，为感应雷所致；其中网上隔开至葫芦岛北变电所交流电源电缆发生相间短路，说明在该交流电缆上曾经有过很大的感应电压；而该所出现直流直流电压监视继电器的并联二极管击穿，更加说明了所内交流220V波动曾引起直流电压发生过很强大电压波动。
2.2 绥中北变电所雷侵入路径：
雷电侵入点为高压室27.5KV母线--→造成27.5KV母线电压瞬间波动--→使所用变（1ZB）二次侧电压出现瞬间波动--→造成1#交流盘电压波动--→整流机电源瞬间峰值波动--→造成整流机输出直流电压瞬间峰值波动--→造成部分薄弱的微机保护设备损坏；
另外，若变电所外接10KV自用变2ZB高压侧遭受雷击，如正在使用该电源，也会在2ZB低压侧形成电压波动，对交流380V电源造成影响，后果同上。
绥中北变电所雷击时，高压室避雷器动作，说明所内高压设备曾遭受过雷击，而使用交流220V电源的直流整流机U2损坏，也说明了雷电侵入造成了所内交流220V电源幅度较大的波动。
2.3 小结：
牵引变电所雷电侵入是多方面的，通过以上雷侵入点及路径分析可以看出，牵引变电所雷击的形式是雷电波直接或间接造成牵引变电所内交流盘交流220V（AC380V）电压产生瞬间峰值波动，从而造成直流电压瞬间峰值波动，是造成微机装置损坏主要原因。雷电对微机保护影响的几种形式
目前牵引变电所一次防雷装置落雷时，同时会产生两个方面的影响：一是雷电流通过地网泄入大地，在地网上产生一定的冲击点位，严重情况下，会在部分设备上产生一个电位差而损坏设备；二是雷电流通过防雷装置的接地装置泄入大地时，由于雷电具有极大的峰值和陡度，会在其周围空间产生强大的变化的电磁场，处于其周围的导体上会感应出较大的感应电压。甚至是主控室内的弱电部件上产生的暂态过电压，损坏这些弱点设备。
通过以上现场对雷电侵入分析，结合微机保护的现状，微机保护设备遭受雷害主要有以下几个方面的形式：
3.1 雷电波通常是由所内交流220V侵入
根据对雷电波的频谱分析，雷电波的绝大部分能量集中在工频附近。因此，雷电波极易和电源线发生耦合。具体到牵引变电所：
3.11直击雷：
当雷电击中变电所内一次设备引线，再经过所用变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，闯入低压出线，雷电虽然经27.5KV氧化锌避雷器母线避雷器削峰，电压幅值大为下降。但由于雷电波的波峰幅值和能量很大，虽然雷电波在经过上述避雷器后，大部分能量得以消除，但仍有部分雷电波以幅值相对很高且作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式通过所用变压器的低压出线，加到变电所内所有的220V交流回路中，继而对微机设备造成影响。
3.12 感应雷：
（1）雷电在变电所或者在与所内有联系的电动隔开附近释放时，会在附近产生的强大的变化的磁场，在其变化磁场周围的交流电机电源、加热电源电缆上感应出较大的电压直接传至变电所交流220V电源中，继而造成对微机设备的影响。
（2）当发生雷击时，在进入主控室的电缆中形成暂态感应过电压
雷电流通过防雷装置的接地引下线入地时，会在其周围空间产生强大的暂态电磁场，从而在各种通讯、远动、保护等的电缆，甚至是主控室内的弱电部件上产生暂态感应过电压，暂态感应过电压加在控制、信号回路上对微机保护设备造成瞬间反，从而损坏微机保护中弱点设备。例如葫芦岛北变电所网上隔离开关机构箱内感应雷害。
3.2 雷电波对牵引变电所RTU设备的影响
由于变电所的通信电缆出线较长，如使用终端未装设任何防雷设备，当变电所和沿线附近落雷时很容易在电缆中感应出很高的雷击过电压并通过调度远动系统的RTU设备和信号采集的二次电缆直接加到远动系统的信号和传送端上，造成通信装置误动作，以及接收和发送端模块烧坏。
3.3 雷电时，接地系统对微机保护设备的影响
当变电所或线路遭受雷击后，雷电流会经避雷装置流入接地网，如果接地网的接地电阻偏大或接地网的均压效果不好时，在强大的雷电流作用下，会使接地网的局部电位显著抬高，并由此导致电地位对微机保护设备反击而损坏设备。微机保护设备防雷措施
通过分析雷电影响微机保护设备的途径、方式，参照防雷设计规范，主要从防范感应雷和直击雷两个方面来入手：直击雷防御系统是捕捉雷电闪击保护建筑物及设备。感应雷防御系统是为了降低雷击时的冲击电位差和电磁脉冲。
4.1 电源系统防感应雷措施：
牵引变电所防雷应对雷电入侵波分级泄放，直到将感应过电压降到设备可以承受的水平。根据设备的重要程度和地理位置进行有重点、有层次的进行防雷保护，以达到对微机保护的目的。
4.11 在变电所低压交流盘两路电源（AC220V、AC380V）安装相应的交流电源SPD（即电涌保护器）的方法，做为变电所一级防护。
目的：使来自高压线路、低压电缆间的感应雷电波在交流盘处自用变、所用变低压侧进一步消减，最大程度地降低雷害在电源通道上带来的设备损坏及人员伤害。
4.12、在变电所直流屏整流机交流电源测增加交流电源SPD，来作为二级防护。
目的：防止低压设备过压对直流整流机的干扰。
4.13、在变电所直流盘总控母、总信母及至监控盘RTU空气开关负荷侧分别加装直流电源SPD，做为微机防雷三级保护。
目的：防止交流电源侧雷电波余波峰值对直流系统的影响；消减来自于室外直流电缆上出现的感应雷电波；防止直流波动对RTU设备造成影响；最大程度上较少直流电压峰值波动，从而到达保护微机保护装置的作用。
4.14、采用等电位联接
采用等电位联接是防止雷电侵害的一项关键措施。等电位联结的目的在于减小需要防雷的空间内，各种金属部件和各种系统之间的电位差，而实施的导体联结。电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位联接。总等电位联接（如图示），就是将所有进出保护范围的金属管道（包括水管、供热管道等）以及所有电源线和所有信号线（包括载流导体），当闪电电流流经这些导体时，等电位联接可以用来安全地承载涌流。
等电位联接示意图 主接地网
室内等电位端子板
直流盘
各保护盘柜
交流盘柜
室内金属管道、线槽
型等电位联络线
室内等电位端子板
4.2 直击雷防护措施
为抗御直击雷和降低雷电电磁对微机设备的干扰，应对对重雷区的变电所主控制室建筑物屋顶应采用法拉第笼进行电磁屏蔽。法拉第笼由屋顶避雷网、避雷带和引下线、机房屏蔽和接地系统构成。在主控制室屋顶上设置避雷网，屋顶周边设置避雷带并与避雷带焊接连通，并做好避雷带与接地装置连接的引下线焊接。
4.3 降低接地电阻
变电所地网接地电阻必须满足规程要求，若变电所接地电阻值难以达到要求时，可采取换土、添加降阻剂、外引等方式加以改善，采取措施进行降阻。
4.4 其他方面的措施
4.41对进（出）变电站控制室、交流电源到380/220 V电源线和信号线穿镀锌钢管（10 m以上）屏蔽，钢管两端应做好等电位接地。
4.42全面检查好各种控制、保护、通讯等的电缆铠装接地情况，必须保证铠装可靠接地，特别是通信电缆必须要屏蔽接地。
4.43变电所RTU装置尽量采用直流电源。
4.44微机保护装置、SPD、屏蔽及管道等接地均要接至等电位联络线。结束语
微机保护防雷工作是一项综合系统工程，防雷方案的设计与实施工作要结合现场具体情况和设备重要程度来确定，采取“多重保护、层层设防”的原则，有效地将直接雷和感应雷对微机保护产生的影响降低到最低程度，更好为铁路运输保驾护航。
参考文献：
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
变电站弱电防雷问题及整改 第3篇
1 变电站弱电防雷存在的主要问题
1) 建筑物内的通信线路受到引下线电磁场的感应而产生雷电电流, 如果线路的屏蔽性能不好而且距离引下线路又很近, 那么事故发生的可能性比较大, 且强大的雷电流也完全可疑将通信口部损坏。通信线路在户外架空布设计时遭到直接雷击, 因为通信线路有绝缘层、架空布线的情况不太经常发生。但是一旦发生了, 线路上产生的雷电流就会比较强大;
2) 建筑物的内线路之间相互感应。这是电源线、底线和通信线等共同在电缆沟布线。如若其中的一条线上有超负荷电流, 那么其它的与它平行且靠近线上的都会感应到超负荷电流或者电压, 但是雷电流不太大。当建筑物的屏蔽性能不好, 线路靠近外墙时, 落雷点离楼层较近, 落雷点的电流较大时, 线路的感应雷击电流也会比较大;
3) 源于雷电流的等值频率系数比较高, 等效阻抗力也较大, 阻挠雷电流向接地体的远端流动疏散。当雷电流沿着某一根避雷设施往下引时, 只可能会出现一种情况, 就是避雷设施旁边的一小段导电体和相互联系的几根垂直地引导电流进入地下面。因此, 工频接地的电阻小, 并不代表冲击地面的电阻也小, 必须要考虑到雷电流独立连接地极时的接地电阻。并且尽可能地远离防雷接地极, 弱电设备的地方应该安排在同一个地方, 这样能够减小电位差。
2 对变电站弱电防雷问题应该采取的措施
1) 多级别防电源防雷方法:一级防雷, 在雷击多发地带大量使用100000-160000A的通流容量, 可疑将数万甚至数百万的被雷击过的电压降到数千伏, 防雷的器械可疑安装在厂房的总配电柜子里面, 或者配电房的低压输出端口。二级防雷, 使用UPS防雷器, 把经过电源防雷器的雷电能量进一步释放, 可以将上千伏的电压上升到一点几伏, 雷电事故多发地带需要具有40000A的通流量, 防雷器必须并联安装在UPS处。三级防雷, 就是用电设备的最末级防雷。当今的电子设备都采用很多的精密元件和集成电路, 这些物件的击穿电压常常也只是几十伏, 但是经过了一级防雷而进入设备的雷击残留的电压将有几千伏以上, 这将对后来的接应设备产生较大的冲击, 从而直接导致设备的损坏;
2) 变电站雷电侵入弱电设备可以通过很多途径, 但最终全部都会转变为浪涌过电压, 根据调查研究, 浪涌过电压是造成弱电设备损坏的直接因素, 减弱或者是杜绝浪涌经过电压也是保护弱电设备的主要方法。浪涌通过电压主要有感应雷和传导雷两种概况。
(1) 感应雷就是在其周围1km内发生雷击的时候, 据统计大多数的雷击都是因为云与云之间的放电导致。雷电磁脉冲辐射在信号回路和电源回路上能够感应出足够强度的浪涌电压, 但是屏蔽在大多数时候是可以减弱感应雷的进攻的。
例如控制室的磁感应强度为7Gs, 雷电流上升时间为28s, 并且假设回路面积为S, 则回路中感应的电压为:
从公式我们可以看出, 浪涌电压和回路面积是成正比的, 如果回路面积大, 则感应的电压就可能也大。因此在控制室内的各种线路布置上应该尽可能缩小回路的面积;
(2) 传导雷就是指很远的地方的电力设备受到雷电直接打击时, 雷电沿着电力的线路反过来传导侵入变电站, 然后经过测量回路和电源从而进入弱电设备;地电位的反击, 雷击地带附近的避雷针, 都有可能导致地面单位的升高, 但是这部分的问题可以由外部的防雷系统来解决。安装一个浪涌电压保护器是减弱传导雷进行入侵的有效方法。
3) 接地及屏蔽系统。主要控制室的接地网可以采用各盘柜的接地铜排用线首尾相连, 最后形成环网的形状, 但是接地的铜排截面面积不能小于1cm2。铜排之间的连线大多采用的是多股绝缘铜导线, 其截面面积也不小于1cm2, 铜排和连线的端子均要经过镀锡, 以防止加大接地时的电阻。需要接到的各接地网络的设备有:测控装置机箱、测控装置的隔离变压器、通讯电缆屏蔽层等等设备, 这里不作详细介绍。
3 结论
变电站的弱电防雷问题是一个需要系统分析、从而逐个击破的问题。通过以上分析可知, 弱电设备被暴雷击毁的主要原因是因为弱电设备的接地线距离过大, 地面通过雷电流时, 致使弱电设备之间的电位差增大, 最终导致了弱电设备的损坏[4]。因此, 需要使用等电位的接线, 从而将弱电设备的接地线都接到地下网络的同一根线上, 这样弱电设备就避免了承受电位差, 也避免了弱电设备被雷击而损坏。本文在强调现有变电站设备的接地和屏蔽的重要性的同时又提出了个人独特的观点, 希望能够把上述想法付诸于现实, 从而为国家的电力方面的良好建设也尽一份力。
摘要：随着科学技术的不断发展进步, 变电站弱电防雷这方面也出现了新的问题, 弱电设备的防雷问题是一个综合性复杂性很强的工程。工厂的弱电系统的安全运行对企业来说, 更是至关重要的。企业对供电的安全性和连续性的要求都非常高, 在这样的形势下, 我们从内部防雷系统和外部防雷系统两个角度解决变电站弱电防雷的问题。两个防雷系统的密切配合, 就大大了提高了变电站弱电防雷的水平。
关键词：变电站,弱电防雷,问题,整改
参考文献
[1]张小青.建筑防雷与接地技术[M].北京:中国电力出版社, 2010:47-49.
[2]周泽存.高电压技术[M].北京:中国电力出版社, 2011:57-60.
[3]陈希媛, 翁立达, 等.水质研究进展[M].北京:中国环境科学出版社, 2009:81-90.
变电所的防雷措施 第4篇
1 雷电的形成
雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象, 在某种大气和大地条件下, 潮湿的热气流进入大气层冷凝而形成雷云, 大气层中的雷云底部大多数带负电, 它在地面上感应出大量的正电荷, 这样, 雷云和大地之间就形成了强大的电场, 随着雷云的发展和运动, 当空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度时, 就会发生雷云之间或雷云对地的放电, 形成雷电。按其发展方向可分为下行雷和上行雷。下行雷是在雷云产生并向大地发展的, 上行雷是接地物体顶部激发起, 并向雷云方向发起的。
2 雷电的危害
2.1 雷的直击。
一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培。瞬间高热和电动力, 会造成混凝土杆炸裂, 小截面金属熔化, 引起火灾和大爆炸, 金属导体连接部分断裂破损, 建筑物倒坍, 电气设备损坏。
2.2 雷电反击。
直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流, 雷电流沿变电所的接地网散流, 支线上的雷电流和各点电位差异很大。连接在不同等电位地网上的电子设备。如果其间有电信号联系, 那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。
2.3 感应雷直击。
雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射, 导致设备过电压放电, 则为感应雷。当雷击过后, 雷击点地表变为电荷的相对空穴, 周围高电荷区域内与地电位相对绝缘的导体上的电荷, 将像受突然击发的水波一样冲向雷击点, 导致设备打火, 绝缘受损和电子设备失效。显然, 感应雷危害是大面积的, 是电子设备的克星。
2.4 雷电侵入波。
雷电波在传输过程中通过不同参数的连接线段或线路端点时, 波阻抗发生变化会产生反射、折射, 可导致波阻抗突变处的电压升高许多, 加大了对设备的危害。
3 变电所遭受雷击的来源
雷击的来源。变电所遭受的雷击是下行雷, 主要来自两个方面:一是雷直击在变电所的电气设备上;二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。因此, 直击雷和雷电波对变电所进线及变压器的破坏的防护十分重要。变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。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所, 是导致变电所雷害的主要原因, 若不采取防护措施, 势必造成变电所电气设备绝缘损坏, 引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值, 使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的, 在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。
4 变电所的防雷措施
4.1 变电所的直击雷防护。
装设避雷针是直击雷防护的主要措施, 避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上, 并安全导入地中, 从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。
装设避雷针时对于35k V变电所必须装有独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求;对于110k V及以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上, 因此, 雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。变电所装设避雷针的原则:所有被保护设备均应处于避雷针 (线) 的保护范围之内, 以免遭受雷击。当雷击避雷针时, 避雷针对地面的电位可能很高, 如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够, 就有可能在避雷针遭受雷击后, 使避雷针与被保护设备之间发生放电现象, 这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上, 造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。
4.2 变电所对侵入波的防护。
变电所对侵入波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, FS系列阀型避雷器为火花间隙和非线性电阻, 其主要用来保护小容量的配电装置SFZ系列阀型避雷器, 主要用来保护中等及大容量变电所的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器, 主要用来保护变电所的高压电气设备。
4.3 变电所的进线防护。
对变电所进线实施防雷保护, 其目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上出现过电压时, 将有行波沿导线向变电所运动, 其幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压, 线路的冲击耐压比变电所设备的冲击耐压要高很多。因此, 在靠近变电所的进线上加装避雷线是防雷的主要措施。如果没架设避雷线, 当靠近变电所的进线上遭受雷击时, 流经避雷器的雷电电流幅值可超过5k A, 且其陡度也会超过允许值, 势必会对线路造成破坏。
4.4 变压器的防护。
变压器的基本保护措施是靠近变压器安装避雷器, 这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。
装设避雷器时, 要尽量靠近变压器, 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, 避雷器的接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, 当侵入波使避雷器动作时, 作用在高压侧主绝缘上的电压就只剩下避雷器的残压了 (不包括接地电阻上的电压压降) , 就减少了雷电对变压器破坏的机会。
4.5 变电所的防雷接地。
变电所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, 或者在防雷装置下敷设单独的接地体。
5 变电所加强防雷措施
变电所传统防雷措施对高压电气设备的防护是有效的, 但对电子设备的防护并不恰当, 为了适应智能化变电所的发展要求, 必须在原定防雷措施基础上, 更进一步进行防范。采取措施的原则是分区防护、三级过压保护、多重屏蔽、均衡电位、浮点电位牵制。
5.1 第一级防护区为全所范围内的高压设备部分和高压线路的进线段保护范围。
主要措施为独立避雷针、构架避雷针、架空避雷线、高压避雷器、设备引下线、主接地网和微波塔及其接地。其主要任务为引雷、泄流、限幅、均压, 完成基本的防雷功能。
5.2 第二级防护区包括进出变电所管线、二次电缆、端子箱、所用电系统及微波天馈线。
其主要任务是防感应雷过电压和侵入波过电压的传递以及危险电位内引外送。
5.2.1 进出所管线处理。
进出所管线包括水管、煤气管、热力管、电源线、纵联保护导引线、信息传输线等。进所金属管类均应直埋进所, 并与地网分几处连接, 且宜在进所前经绝缘管道隔离后引入。
5.2.2 二次电缆及端子箱。
直接与电子设备屏柜和装置相连的控制信号电缆、电流、电压回路电缆都应该采用屏蔽电缆, 且屏蔽层金属保护层及备用芯均应两端接地。端子箱及断路器机构箱、汇控柜等不管内部是否安装电子设备均应避开避雷器或构架避雷针的主要散流线接地。
5.2.3 所用电系统。
电子设备雷害事故大多与电源相关。一方面是防护力度不够, 另一方面说明从所用电入侵的雷电波能量足够大, 经几级高压泄放仍具有强大的破坏力。
根据国标 (GB50057-94) 《建筑物防雷设计规范》规定, 对微电子设备的供配电系统应采取三级过电压保护。三级分别为所用变低压出口, 所用电配电柜各分路出口, 各设备UPS电源出口。
5.3 第三级防护区包括变电所主控室、远动通信机房及全部电子设备。
其主要任务是多重屏蔽、电源过压嵌位、信号限幅滤波、地电位均压、浮点电位牵制。
变电所的防雷保护 第5篇
1 变电所遭受雷击的来源
雷电放电是由于带电荷的雷云引起的放电现象。一般认为雷云是在某种大气和大地条件下, 由强大的潮湿热气不断上升进入稀薄的大气层冷凝成水滴或冰晶, 形成积云的结果。在强烈的上升空气作用下, 水滴被碰分裂带电。雷云的底部绝大部分带负电, 而在其顶部有一正电荷层。在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间, 或者雷云和大地之间就形成了强大的电场, 当此时电场强度超过空气击穿强度时, 空气开始游离放电, 产生强烈的闪电和雷鸣。大多数雷电放电发生在雷云之间, 雷云对地的放电虽占少数, 但雷云的电位估计最少可达100MV, 其放电通道中电流可达几十千安甚至几百千安, 其温度升高达2万℃以上。
变电站遭受雷击有以下方式:一是雷直击于变电所的设备上;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所。
2 雷闪过电压的危害
2.1 直击雷过电压
雷闪直接对电气设备放电引起的过电压称为直击雷过电压, 其极性与雷电流的极性相同为负。直击雷过电压的幅值可达上千千伏以上, 很显然, 大多数击于输电线或电气设备上的都会产生闪络, 可能导致火灾或爆炸。但对于高压配电线路, 往往受厂房和高建筑物的屏蔽, 所以遭受直击雷的几率较小。
2.2 感应雷过电压
感应雷过电压的幅值一般在500kV以下, 因而在35kV或运行电压更高的输电线路上, 由静电感应导致闪络是不大可能的。但若此感应电压在线路上流动, 会产生很大的热量, 使导体溶化;会产生强大的机械效应, 损坏线路的横担或杆塔。此感应过电压在线路上流动, 会对送电线路造成很大的破坏。若这个电压冲击波沿导线侵入变电站的变压器绕组或厂房内高压电动机定子绕组, 将造成严重的绝缘性破坏。
3 变电所的保护对象
变电所的雷击目的物, 按下列原则分类:
A类:电工装置, 包括屋内外配电装置、主控楼, 组合导线及母线桥等。
B类:需要采取防雷措施的建筑物和构筑物。
C类:不需要专门防雷保护的的建筑物和构筑物。
4 防雷措施
防止直击雷、感应雷过电压的防雷保护装置有避雷针、避雷线、避雷器。
变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。
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所, 是导致变电所雷害的主要原因, 若不采取防护措施, 势必造成变电所电气设备绝缘损坏, 引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值, 使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的, 在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。
变电所接地是避雷技术、短路保护最重要的环节, 不管是直击雷, 感应雷;高压短路、低压短路或其它形式的电位差, 都将通过接地装置导入大地。因此, 没有合理而良好的接地装置, 就不能有效地防止各种事故。
5 变电所装设避雷针的原则
所有被保护设备均应处于避雷针 (线) 的保护范围之内, 以免遭受雷击。 当雷击避雷针时, 避雷针对地面的电位可能很高, 如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够, 就有可能在避雷针遭受雷击后, 使避雷针与被保护设备之间发生放电现象, 这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上, 造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。
6 避雷针与电气设备之间防雷最小距离的确定
雷击避雷针时, 雷电流流经避雷针及其接地装置, 为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。为了防止避雷针接地装置与被保护设备或构架之间在土壤中的间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。
7 装设避雷针的有关规定
对于35kV及以下的变电所, 因其绝缘水平较低, 必须装设独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求。对于110kV以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上, 因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架, 应装设辅助接地装置, 该接地装置与变电所接地网的连接点, 距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时, 在避雷器接地装置上产生的高电位, 沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减, 使侵入的雷电波在达到变压器接地点时, 不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱, 同时变压器又是变电所的重要设备, 故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。
由于变电所的配电装置至变电所出线的第一杆塔之间的距离可能比较大, 如允许将杆塔上的避雷线引至变电所的构架上, 这段导线将受到保护, 比用避雷针保护经济。由于避雷线两端的分流作用, 当雷击时, 要比避雷针引起的电位升高小一些。因此, 110kV及以上的配电装置, 可将线路避雷线引接至出线门型构架上, 但土壤电阻率大于1000Ω·m的地区, 应装设集中接地装置。对于35～60kV配电装置, 土壤电阻率不大于500Ω·m的地区, 允许将线路的避雷线引接至出线门型构架上, 但应装设集中接地装置。当土壤电阻率大于500Ω·m时, 避雷线应终止于线路终端杆塔, 进变电所一档线路保护可用避雷针保护。
8 变电所铺设接地网的原则
接地网的作用较多, 在大多数情况下主要有雷电流的泄流、故障电流的泄流、工作接地三种。
8.1 雷电流泄流
雷电流的能量频谱显著高于工频电流, 泄流瞬间的电位差主要决定于电流变化率产生的感抗。
防雷装置地上高度hx处的电位:
U=UR+UL=IRi+L0·hx·di/dt
式中:UR——雷电流流过防雷装置时接地装置上的电阻电压降 (kV) ;
UL——雷电流流过防雷装置时引下线上的电感电压降 (kV) ;
Ri——接地装置的冲击接地电阻 (Ω) ;
di/dt——雷电流陡度 (kA/μs) ;
I——雷电流幅值 (kA) ;
L0——引下线的单位长度电感 (μH/m) 。
雷电流时间尺度为微秒级, 相对而言电阻电压降很小。据计算8/20μs、1.5/40μs、10/700μs波型的90%峰值电流积累值分别出现在24kHz、87kHz、和11kHz附近。其频率为工频电流的1000倍左右。感抗变得十分重要。过长的地线对雷电流的泄放作用很小, 因而主要用于雷电流泄流的地网其长度应满足防雷接地体的有效长度undefined的要求。
8.2 故障电流的泄流
由于故障电流主要为低频段的工频电流。时间尺度为秒级, 在上式中电感阻抗极小, 而电阻阻抗成为主要考虑因素, 地网设计中对故障电流的强度的分析计算, 以及对接触电压和跨步的分析成为地网设计中的关键。DL/T 621《交流电气装置的接地》、DL/T 620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规范中有比较明确的技术规定, 相对而言对地网的规模和长度限制较小, 但对地网的接地电阻值经常有比较苛刻的要求。
8.3 工作接地
作为设备工作的零电位参考点 (使电气装置或设备的非载流金属部分保持在零电位) ;为维持设备的零电位, 其基本要求是把所有接地系统连结起来, 这就是共用接地的概念。
排放设备漏电流或静电电流, 减小电嗓声 (电嗓声会产生干扰, 引起精密电子设备的数据出错) ;
综上所述, 在设计地网时首先应确认其主要目的, 并满足其基本要求。在实际中经常是同时有几个目的, 应分析情况确定地网设计的基本原则和设计要点。
8.4 接地和接地电阻
A、接地的意义
接地是把导体 (线路和设备) 使用导线接到大地, 并和埋在大地的接地极和地网连结。接地的主要目的是以大地作为电气设备的零电位, 安全泄放雷电流或其它故障电流, 避免地电位升高太大, 通过均压和等电位联结以保障设备和人员安全。对于现代化的通信、微电子设备而言, 除设备和人员安全外, 对保障系统和设备的稳定性十分重要。
B、接地电阻
对于接地系统最重要的要求是接地电阻。它由三部份组成:
(1) 接地导体包括连接导体及连接器的电阻;
(2) 接地导体表面与其相连接土壤间的接触电阻;
(3) 接地导体周围土壤的散流电阻。
上述三部分中以土壤的散流电阻对接地的影响最重要, 影响因素最复杂。土质、土壤含水量、接地体的形状、尺寸、长度、数量都对其有复杂的影响, 接地系统的设计是地网设计的关键。其决定了能否以最低的造价获得最小的接地电阻值。
9 结束语
变电站是电力系统的中心环节, 一旦发生雷击事故, 会造成大面积的停电, 严重影响社会生产和人民生活, 因此, 变电所的防雷是不可忽视的问题, 建设单位和设计部门都应认真考虑, 加以重视。
摘要：电力系统内电气设备由于遭受直接雷击或雷电感应而引起的过电压, 称为雷闪过电压或大气过电压, 又称为外部过电压。由于雷电引起的大气过电压将会对变电所的电气设备和建筑物产生严重的危害, 因此, 对变电所采取有效的防雷措施是电力行业的重中之重, 否则, 将会给国家和人民造成巨大的损失。
关键词：系统,雷电,防患,措施
参考文献
[1]袁小华.电力工程[M].中国电力出版社.
变电所的防雷对策探讨 第6篇
关键词：防雷技术,保护设施,稳定性
我国地域辽阔, 部分地区的年雷暴日高, 发生雷击事故的概率大。而且, 雷电的电压极高, 可达数百万到数千万伏, 电流达几十万安, 如此强大的雷电流会产生很强的热效应和机械效应, 往往引起火灾、人畜伤亡以及电气设备的绝缘破坏等。为了保证电气设备的安全运行, 必须采取有效的防雷措施, 使电气设备免遭雷击。因此, 在变电所的设计过程中, 为保护变电所的设备安全, 提高其供电可靠性, 优化防雷设计方案, 加强变电所的防雷安全措施, 最大程度地减少雷击事故的发生, 有着极其重要的意义。
一、变电所遭受雷击的来源
一是雷直击于变电所的设备上, 称之为直击雷;除直击雷外, 另一种是雷电的静电感应或电磁感应所引起的过电压, 称之为感应过电压, 简称感应雷。这是当雷电靠近建筑物、输电线路或电气设备时, 由于静电感应, 在建筑物、输电线或电气设备上便会有与雷云电荷异性的电荷, 在雷云向其他地方放电后, 被束缚的异性电荷形成高电位。输电线上受到直击雷或感应雷后, 电荷沿着输电线路进入发电厂或变电所, 这种由雷电流形成电波称为雷电波。这些都会对电气设备的绝缘由于过电压而击穿。
二、雷击时暂态感应电压分析
变电所遭受雷击时有两种情况:一是雷击站内的构架或独立避雷针;二是雷击站内所在建筑物的防雷系统。雷电放电会对周围空间, 包括控制室内造成传导或幅射的电磁干扰。在雷电波等值频率范围内, 这些干扰主要是电感耦合型的。从户外设备引入控制室的各种电缆、电线, 在户外绝大部分是走地下电缆沟的, 雷电放电形成的空间电磁场对其影响不大, 这主要是因为线的走向与避雷针是垂直的。但在建筑物内走线时就容易产生感应回路, 而且这些回路的一端接入输入阻抗大的电子设备, 相当于开路, 穿透建筑物钢筋水泥墙壁的电磁脉;总会在这些回路中感应出幅值较高的暂态电压。
一是雷击变电站内靠近控制室的避雷针时, 情况相当复杂, 因为整个建筑物的各个导电构件, 包括防雷系统、水泥墙及地板中的钢筋、金属横粱等的影响都需要考虑。二是建筑物防雷系统除避雷针外还包括由接地引下线、水平连接母线及引下线下的接地装置构成的泄流系统。雷击时, 雷电流经过离室内务回路相当近的各接地引下线泄入地网, 在各回路周围空间产生很强的暂态电磁场。因接地引下线紧贴墙壁, 故此时墙中的钢筋甚至墙上专门设置的屏蔽网已基本不起屏蔽作用。因为只有处于非磁饱和状态的屏蔽材料才能具备预期的屏蔽效果, 而由于强辐射源离屏蔽层很近, 若屏蔽层又不是用饱和电平较高的磁性材料做成, 则其屏蔽效果是很差的。另外磁通也可以穿过较大的孔眼直接与较近处的回路耦合。
三、变电所遭受雷击的解决方法
一是变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。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所, 是导致变电所雷害的主要原因, 若不采取防护措施, 势必造成变电所电气设备绝缘损坏, 引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值, 使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的, 在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。三是微机保护防干扰屏蔽措施。变电站的微机保护设备容易受到电磁干扰, 由于受到电磁感应, 在被测信号上产生叠加的串模干扰e。由于受到静电感应、地电位差异的影响, 在信号线任一输入端与地之间产生叠加的共模干扰ec。防干扰措施通常采取屏蔽和接地相结合, 将所有屏蔽电缆分屏屏蔽, 用截面积>2.5mm2多股铜芯软线作为接地线, 分别与汇流接地母排电连接, 汇流接地母排与屏体绝缘, 并采用单芯屏蔽电缆 (>95mm2) 与室外接地体作一点连接。
四、变电所装设避雷针的原则
所有被保护设备均应处于避雷针 (线) 的保护范围之内, 以免遭受雷击。当雷击避雷针时, 避雷针对地面的电位可能很高, 如它们与被保护电气设备之间的绝缘距离不够, 就有可能在避雷针遭受雷击后, 使避雷针与被保护设备之间发生放电现象, 这种现象叫反击。此时避雷针仍能将雷电波的高电位加至被保护的电气设备上, 造成事故。不发生反击事故的避雷针与电气设备之间的距离称为避雷针与电气设备之间防雷最小距离。
五、避雷针与电气设备之间防雷最小距离的确定
雷击避雷针时, 雷电流流经避雷针及其接地装置, 为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。为了防止避雷针接地装置与被保护设备或构架之间在土壤中的间隙被击穿而造成反击事故, 空气间隙必须大于最小安全净距。
六、装设避雷针的有关规定
对于35kV及以下的变电所, 因其绝缘水平较低, 必须装设独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求。
对于110kV以上的变电所, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的构架上, 因而雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故。装设避雷针的配电构架, 应装设辅助接地装置, 该接地装置与变电所接地网的连接点, 距主变压器的接地装置与变电所的接地网的连接点的电气距离不应小于15m。其作用是使雷击避雷器时, 在避雷器接地装置上产生的高电位, 沿接地网向变压器接地点传播的过程中逐渐衰减, 使侵入的雷电波在达到变压器接地点时, 不会造成变压器的反击事故。由于变压器的绝缘较弱, 同时变压器又是变电所的重要设备, 故不应在变压器的门型构架上装设避雷针。
由于变电所的配电装置至变电所出线的第一杆塔之间的距离可能比较大, 如允许将杆塔上的避雷线引至变电所的构架上, 这段导线将受到保护, 比用避雷针保护经济。由于避雷线两端的分流作用, 当雷击时, 要比避雷针引起的电位升高小一些。因此, 110kV及以上的配电装置, 可将线路避雷线引接至出线门型构架上, 但土壤电阻率大于1, 000Ω·m的地区, 应装设集中接地装置。对于35～60kV配电装置, 土壤电阻率不大于500Ω·m的地区, 允许将线路的避雷线引接至出线门型构架上, 但应装设集中接地装置。当土壤电阻率大于500Ω·m时, 避雷线应终止于线路终端杆塔, 进变电所一档线路保护可用避雷针保护。
根据防雷设计的整体性、结构性、层次性、目的性, 及整个变电站的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途, 采取相应雷电防护措施。对处在不同区域的设备系统进行等电位连接和安装电源防雷装置及浪涌电压保护装置, 使得处在不同层次的设备系统达到统一的防雷效果。
变电所设计时应尽可能使像微波塔这样有引雷作用的建筑物远离控制室和通讯室, 特别是当其周围没有更高的屏蔽物时。建筑物防雷系统, 尤其是泄流系统的设计对感应电压的幅值有明显的影响。在设计时应根据实际情况采用最优方案, 尽量减少感应, 同时也要采取其他措施以保护敏感的弱电设备。
参考文献
[1].孙成普.变电所及电力网设计与应用[M].北京:中国电力出版社, 2008
[2].江苏省电力公司.变电运行技能培训教材 (35KV变电所) [M].北京:中国电力出版社, 2005
[3].刘福玉.发电厂变电所电气设备[M].成都:西南交通大学出版社, 2009
浅淡农村变电所的防雷保护 第7篇
1 变电所的直击雷保护
因为雷电直接击中变电所设备的导电部分出现的雷电过电压很高, 一般都会引起绝缘闪络或击穿, 所以必须装设避雷针对直击雷进行防护, 让变电所中需要保护的设备设施均处于其保护范围之内。对于农村中小型变电所 (35 k V及以下) 来说, 一般采用独立避雷针进行保护。在设计安装避雷针时应注意以下几方面的问题: (1) 独立避雷针的接地电阻阻值不超过10Ω; (2) 独立避雷针与配电装置部分在地下 (独立避雷针的接地体与主接地网在土壤中的距离) 和空气中都应保持足够的距离, 在空气中的距离不得小于5 m, 在地下的距离不得小于3m; (3) 独立避雷针应距离道路3 m以上, 否则应铺碎石或沥青路面 (厚5～8 cm) , 以保证人身不受跨步电压的危害; (4) 严禁将架空照明线、电话线、广播线、无线电台天线等装在避雷针上或其构架上。
2 雷电侵入波保护
浅谈变电所防雷电波入侵的保护 第8篇
一、变电所防雷电波入侵的进线保护
(一) 一般变电所的进线保护。
对由线路侵入变电所的雷电波的保护, 主要依靠进线保护段上的各种保护措施和变电所母线上的避雷器。变电所全部保护措施的组合, 可根据送电线路、被保护的高压设备以及接线方式等具体条件来确定。当变电所进线上装有避雷线保护之后, 就可能防止在变电所附近的线路导线上落雷产生危害。要是在进行保护段的首端落雷, 雷电波就会沿着线路侵入变电所。但由于雷电波幅值很高, 会在线路导线上产生电晕, 而使雷电波的波形发生显著改变, 陡度也大为降低。为了防止发生反击, 进线保护段上杆塔接地电阻应尽可能低。
(二) 在线路上支接的变电所防雷保护。
对于在线路上支接的变电所的防雷保护, 可根据具体情况分别采用以下几种接线:为了节约投资, 某些地区在35~110kV线路上采用了保护接线较为简化的变电所, 这种变电所的高压侧采用人工接地刀闸, 而没有断路器, 一般只在支接处装设隔离开关。要求避雷器到变压器的距离最后不大于10m, 在条件许可时, 应将避雷器装在隔离开关的外侧, 使其在隔离开关开路时也能起到保护隔离开关的作用。
二、变压器的防雷保护
(一) 变压器与避雷器伏秒特性的配合。
用避雷器保护变压器等电气设备绝缘, 必须使变压器绝缘的冲击绝缘水平高于避雷器的残压, 而且应有一定的裕度, 也就是说变压器绝缘的伏秒特性和避雷器伏秒特性要很好的配合。变压器绝缘的伏秒特性曲线的下包络线应高于避雷器伏秒特性曲线的包络线。这样, 雷电波传来时才能保护避雷器首先放电, 保护变压器绝缘不受雷电波损坏。
(二) 避雷器的残压。
避雷器的残压是指雷电流为5kA时的残压, 因为避雷器的残压和雷电流幅值有关, 雷电流大, 残压就大;雷电流小, 残压就小。根据统计得出, 通过避雷器的雷电流超过5kA的几率是很低的, 可以认为基本没有, 所以一般规程规定取雷电流为5kA的残压作为标准。
(三) 避雷器与变压器间的保护距离。
避雷器应放在靠近变压器的地方, 但避雷器接在母线上总是和变压器有一定距离, 距离太远保护效果差。因为进行波传到变压器由于波反射使波的幅值增大, 结果变压器承受的冲击电压会高于避雷器上的冲击电压。两者承受电压的差值和避雷器与变压器间的距离以及来波陡度有关, 距离远陡度大, 变压器承受的冲击电压比避雷器上的冲击电压高的多一些, 其保护性就差。故应对避雷器、变压器间的距离有一定限制。
三、配电装置的防雷保护
(一) 开关站的保护。
对于电压为35~220kV的开关站, 可根据开关站的重要性和进线的线路多少等具体条件, 在每一路进线上或母线上装设一组避雷器。对带有电缆段的进出线要求在电缆与架空线连接处加装一组避雷器, 其接地应与电缆金属外皮相连接, 以充分利用电缆段的防雷保护作用。
(二) 变电所的3~10kV配电装置保护。
架空进线全部在厂区内, 且受到其他建筑物屏蔽时, 可只在母线上装设避雷器。有电缆段的架空线路, 避雷器应装设在电缆头附近, 其接地段和电缆金属外皮相连, 如各架空进线均有电缆段, 则避雷器与主变压器的最大电气距离不受限制。避雷器应以最短的接地线与变电所、配电所的主接地网相连。避雷器附近应装设其集中接地装置。3~10kV配电所, 当无所用变压器时, 可在每路架空进线上装设避雷器。
四、小容量变电所的简化过电压保护接线
(一) 电抗线圈的应用。
35kV及以下的变、配电所的进线, 如果架设避雷线有困难, 或在土壤电阻率大于500Ω·m的地区进线段难以达到所需要的耐雷水平时, 可在进线的终端杆装设一组电抗线圈以代替进线段的避雷线。电抗线圈的电感值可采用约1000μH, 其结构应符合绝缘强度的要求。
(二) 容量为3150~5000kVA的35kV变电所的简化保护接线。
变电所的进线保护段的长度可减少到500~600m, 但其首端管型避雷器FE1或保护间隙FG的接地电阻不应超过5Ω。
(三) 容量为3150kV以下的35kV变电所的简化保护接线。
容量为3150kV以及35kV供非重要负荷的变电所, 采用简化保护接线后, 阀型避雷器与变压器、电压互感器的最大电气距离不宜超过10m。3-10kV侧配电装置仍满足要求。
摘要：变电所除了可能遭受直接雷击以外, 还可能沿着线路向变电所传来雷电进行波, 威胁变电所设备的安全。故笔者结合实践, 对雷电波入侵的各种保护措施进行了详细的总结与说明。
