变电站的防雷保护研究
发电厂和变电站的防雷保护
ud iL Rch
独立避雷针离配电构架的距离
为了防止避雷针与被保护的配电构架或设备之间的空气间隙 Sk被击穿而造成反击事故;为了防止避雷针接地装置和被保 护设备接地装置之间在土壤中的间隙Sd被击穿:
iL
A SK 1
K
要求:
h
2 Sd
L
d
sk>0.3Rch+0.1h sd >0.3Rch
Rch
在一般情况下, sk不应小于5m, sd不应小于3m。
7.2、变电所内避雷器的保护作用
7.2、变电所内避雷器的保护作用
装设避雷器是变电所对入侵雷电过电压波进行防护的主 要措施,它的保护作用主要是限制过电压波的幅值。但 是还需要有“进线段保护”与之配合。 避雷器的保护作用基于三个前提: 它的伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性有良好的配合; 它的伏安特性应保证其残压低于被保护绝缘的冲击电气 强度; 被保护绝缘必须处于该避雷器的保护距离之内。
发电厂和变电所雷电过电压来源及危害
雷直击发电厂和变电所 雷击输电线路产生的过电压沿线路侵入 发电厂和变电所 造成大面积停电。发电机、变压器等主 要电气设备的内绝缘大都没有自恢复的 能力
过电压防护的主要措施
防止直击雷过电压的主要措施是装设专门的避雷针或 悬挂避雷线。
对雷电侵入波过电压防护的主要措施是在发电厂、变 电站内装设避雷器,同时在线路进线段上采取辅助措 施。
是一幅值为避雷器残压
的斜角平顶波。幅值为 5KA时的残压Ub.5.
2.避雷器和保护物之间有一定的距离时的情况
2.避雷器和保护物之间有一定的距离时的情况
斜角平顶波
避雷器动作后,由于波在1、2间
发生折、反射,使得设备绝缘上
110kV变电站的防雷保护措施探讨
110kV变电站的防雷保护措施探讨随着电力系统的不断发展,变电站的重要性日益凸显。
而变电站的运行稳定与否直接关系到电网的安全运行和电力设备的可靠性。
在变电站运行中,雷击是一个不可忽视的危险因素。
一旦发生雷击,将会对变电站设备和运行产生严重影响,甚至导致事故发生。
对于110kV变电站的防雷保护措施的探讨是十分必要的。
110kV变电站的防雷保护措施主要包括设备的防雷设计、接地系统的设置、避雷针的安装、雷电监测系统的建设等方面。
下面将对这些方面逐一进行探讨。
一、设备的防雷设计110kV变电站中的各种设备,如变压器、开关设备、避雷器等,都需要进行防雷设计。
其目的是在雷暴天气中,尽可能减小雷电对设备产生损害的可能性,确保设备的安全运行。
防雷设计的主要措施包括采用耐雷电水平高的材料和结构设计、增强设备本身的绝缘水平、设置避雷器等。
避雷器是110kV变电站中最为重要的防雷设备之一,它能够在雷电冲击时将电流分流到地下,有效保护设备的安全。
二、接地系统的设置110kV变电站的接地系统起着非常重要的作用,它不仅是电气设备的安全设施,还是防雷的关键措施之一。
合理的接地系统能够有效地消除雷电对设备的影响,确保设备的安全运行。
接地系统的设置主要包括接地电阻的设计、接地网的布设、接地极的选择等方面。
通过合理的接地系统设置,可以有效降低雷电冲击对设备的损害。
三、避雷针的安装110kV变电站的避雷针是其防雷保护措施中不可或缺的部分。
避雷针能够将大气中的电击置于地下,降低雷击发生的概率,从而保护变电站设备的安全。
避雷针的高度和数量的设置应根据变电站的实际情况以及当地的气象条件来确定,以保证其防雷效果。
四、雷电监测系统的建设110kV变电站的雷电监测系统是对雷电天气进行监测和预警的重要手段,它可以实时监测大气中雷电的频率、强度等信息,及时发出预警信号,提醒变电站工作人员采取相应的防雷措施,为设备的安全运行提供保障。
雷电监测系统的建设应尽可能覆盖变电站周围的范围,并具备足够的灵敏度和准确性,确保其能够及时、准确地进行雷电监测与预警。
变电站防雷保护措施
变电站防雷保护措施
变电站可是电力系统中超级重要的一部分呀!就像一个强大的心脏,为我们的生活源源不断地输送着电能。
但雷电这个家伙可不好惹,它就像一个调皮的捣蛋鬼,随时可能给变电站带来大麻烦呢!所以呀,变电站防雷保护措施那是必不可少的。
你想想看,雷电要是击中了变电站,那后果简直不堪设想!会造成设备损坏,影响供电的稳定性,这可怎么行呢?所以我们得像保护宝贝一样保护变电站呀!
我们可以在变电站周围安装避雷针,这就好比给变电站撑起了一把巨大的保护伞。
避雷针高高耸立,能够吸引雷电,然后将它安全地导入大地,让雷电的破坏力无处施展。
这多厉害呀!
还有避雷器,它就像一个忠诚的卫士,时刻守护着变电站的设备。
当雷电来袭时,避雷器能够迅速动作,将过高的电压限制在安全范围内,保护设备不受到损害。
接地装置也是至关重要的哦!它就像是一条通往安全的通道,能够将雷电产生的电流顺利地导入大地,避免对变电站造成危害。
我们可不能小看这些防雷保护措施呀,它们就像是一套坚固的铠甲,为变电站抵御着雷电的攻击。
如果没有它们,变电站岂不是会变得很脆弱?那我们的生活还能正常运转吗?
我们要精心设计和安装这些防雷保护措施,确保它们能够发挥出最大的作用。
要定期对它们进行检查和维护,就像我们要定期保养自己的爱车一样。
不能让它们出现任何问题呀!
总之,变电站防雷保护措施是非常非常重要的,我们一定要高度重视,不能有丝毫的马虎和懈怠。
让我们一起努力,为变电站打造一个安全可靠的防雷保护网,让我们的生活永远充满光明和温暖!。
变电站的防雷保护措施
变电站的防雷保护措施分析(1)要:变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所,是联系发电厂与电力用户的纽带,担负着电压变换和电能分配的重要任务。
如果变电所发生雷击事故,会给国家和人民造成巨大的损失。
所以变电所的防雷是不可忽视的问题。
关键词:变电所;防雷保护;雷击原因;防雷原则;具体措施随着电力系统的快速发展,使得电能这一清洁能源在人民生产、生活中得到了普遍使用。
但当高压输电网在为人们提供动力和照明时,不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。
因此,必须加强变电所雷电防护问题的认识与研究。
一、变电所遭受雷击的主要原因供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值,通常情况下变电所雷击有两种情况: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。
其具体表现形式如下:1、直击雷过电压。
雷云直接击中电力装置时,形成强大的雷电流,雷电流在电力装置上产生较高的电压,雷电流通过物体时,将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
2、感应过电压。
当雷云在架空导线上方,由于静电感应,在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷,在雷云对大地放电时,线路上的电荷被释放,形成的自由电荷流向线路的两端,产生很高的过电压,此过电压会对电力网络造成危害。
因此,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。
二、变电所防雷的原则针对变电所的特点,其总的防雷原则是将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散(外部保护);阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波(内部保护及过电压保护);限制被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护)。
这三道防线,相互配合,各行其责,缺一不可。
应从单纯一维防护(避雷针引雷入地———无源保护)转为三维防护(有源和无源防护),包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应等多方面系统加以分析。
特高压变电站的防雷保护
特高压变电站的防雷保护特高压变电站是电网输电和配电的重要组成部分,其安全可靠运行对电网的稳定运行至关重要。
在特高压变电站的建设和运行过程中,防雷保护是一个非常重要的环节,直接关系到变电站的安全性和可靠性。
本文将从特高压变电站的防雷保护现状、存在的问题以及解决方案等方面展开阐述。
特高压变电站作为输电网的关键节点,其设备设施受雷击影响较大。
特高压变电站建设在大气电荷密度较大的地区,地气电位差较大,地表闪电密度大,综合气象条件较差,造成了使得雷击频次较高。
特高压变电站设备设施大,受雷害损失较大,为了保障设备的安全运行,对其进行了很高的防雷技术要求。
目前,特高压变电站防雷保护主要采用的方法包括接地系统、避雷针、避雷网、金属氧化物避雷器等。
接地系统是主要的防雷保护手段,通过良好的接地系统来分散雷电流,减小雷击对设备的影响。
避雷针和避雷网则可以起到引雷作用,将雷电荷释放到大气中,减缓雷电势的积聚。
而金属氧化物避雷器则是起到消除雷电荷的保护作用,将雷电荷导引至地表。
虽然特高压变电站防雷保护手段比较完善,但在实际运行中仍然存在一些问题。
接地系统不稳定、避雷针耐久性差、避雷网结构不合理等问题都影响了防雷效果。
需要对特高压变电站的防雷保护进行进一步的研究和改进。
二、特高压变电站防雷保护存在的问题1. 接地系统不稳定特高压变电站的接地系统是其防雷保护的重要组成部分,良好的接地系统可以分散雷电流,保护设备。
由于接地系统地质条件复杂,地下水位变化大等因素影响,导致接地系统的稳定性较差。
接地电阻大、接地电位差大、接地系统互连不良等问题导致了雷击时设备受损的情况。
2. 避雷针耐久性差3. 避雷网结构不合理避雷网是一种通过引雷将雷电荷释放到大气中的装置,其结构对于防雷效果至关重要。
目前部分特高压变电站的避雷网结构不合理,造成雷击时雷电荷不能充分释放,从而影响了防雷效果。
以上问题都直接影响了特高压变电站的防雷保护效果,为了解决这些问题,需要采取相应的措施进行改进和完善。
变电站的防雷接地技术(三篇)
变电站的防雷接地技术变电站作为电力系统中的重要组成部分,其正常运行对于电力系统的稳定供电具有重要意义。
而雷电是导致电力设备损坏和电力系统故障的主要原因之一,因此,在变电站的设计和建设过程中,防雷接地技术是至关重要的。
一、防雷接地的基本概念和作用防雷接地是指通过合理布置接地设施,在雷电侵袭时迅速引导雷电流入地下,减少雷电对设备和系统的损害。
其主要作用有以下几个方面:1. 接地安全:良好的接地系统可以防止雷电对设备和人员的危害,保证安全运行。
2. 电气设备的保护:合理的接地系统可以将雷电流迅速引到地下,避免雷击对设备造成直接或间接的损害。
3. 系统可靠性:优良的接地系统可以提高系统的可靠性,减少故障发生的可能性。
二、变电站防雷接地技术1. 接地系统的设计变电站的接地系统主要由接地电阻、接地极、接地网和接地体等组成。
(1)接地电阻:接地电阻是指将接地极与大地相连的电阻。
它的主要作用是限制接地系统的电流在合理范围内,在雷击时减少对设备的伤害。
接地电阻的设计要根据变电站的场地情况和工程要求灵活选择。
(2)接地极:接地极是将接地电阻埋设在地下的部分。
它的选择要考虑土壤的导电性、外部介质的腐蚀性以及可靠性等因素。
常用的接地极有水平接地极、竖直接地极和涂铜接地极等。
(3)接地网:接地网是由多个接地极和导线连接而成的网状结构。
它通过增大接地面积,降低接地电阻,提高接地的可靠性和稳定性。
接地网的布置要根据变电站的场地和设备的要求进行合理设计。
(4)接地体:接地体是指其他与接地系统有关的构造物,如金属结构、设备等。
接地体的选择和设计要根据具体的变电站情况和设备要求进行合理布置。
2. 接地材料的选择接地材料的选择要考虑其导电性能、耐腐蚀性能和可靠性等因素。
常用的接地材料有裸铜导线、镀锌钢导线、铜包钢导线和铜排等。
其中,裸铜导线具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,是较为理想的接地材料。
3. 接地设施的布置变电站的接地设施要合理布置,使得接地系统的电流均匀分布、电势降低,并减少相互干扰。
变电站的防雷措施
变电站的防雷措施变电站是电力系统重要组成部分,变电站发生雷击事故,将造成大面积的停电,会对电网形成较大的危害,这就要求防雷措施必须十分可靠。
变电站遭受的雷击主要来自两个方面:一是雷直击在变电站的电气设备上;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站。
因此,直击雷和雷电侵入波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要。
变电站的直击雷防护。
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,从而保护了四周绝缘水平比它低的设备免遭雷击。
装设避雷针时关于35 kV变电站必须装有独立的避雷针,并满足不发生反击的要求;关于110 kV及以上的变电站,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。
变电站对雷电侵入波的防护。
变电站对侵入波防护的主要措施是在其进线上装设阀型避雷器或保护间隙。
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站的电气设备;FCZ1系列磁吹阀型避雷器,主要用来保护变电站的高压电气设备。
变电站的进线防护。
对变电站进线实施防雷保护,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站行进,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站设备的冲击耐压要高很多。
因此,在靠近变电站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,当靠近变电站的进线上遭受雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可超过5 kA,且其陡度也会超过同意值,势必会对线路造成破坏。
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。
变电站电子设备的防雷分析及保护措施
一、概述随着我国现代化建设的不断提高,各类先进的电子设备广泛地运用到了各电压等级的变电站内。
但是一方面由于电子设备内部结构高度集成化,从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降,对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降,另一方面由于信号来源路径增多,系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
据统计,雷电对电子设备的损坏占设备损坏因素的比例高达26%,例如变电站线路落雷,造成主控地与设备之间的电位差而损坏大量的保护设备;变电站的微波塔落雷,由于感应过电压而造成大量的通讯、远动设备损坏,我们应当对雷电的危害性引起高度重视,加强防雷意识,做好变电站预防工作,将雷害损失降到最低限度。
二、几种主要的雷击方式2.1雷的直击和绕击雷云单体浮在大地上空,其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。
如果途经变电站的避雷针或地表其他突出物,地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。
闪电开展之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展,当距地面50~100m时,由避雷针等地表电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。
两者相接,进入直击或绕击的主放电阶段。
通常当地面上突出物的高度为h,雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7 kV/m 时,则该突出物将容易受到直击雷。
原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径,用公式表述为:R=16.3h0.61m。
该式还表明,地表安装独立避雷针后,将会在其附近出现大量的散击,甚至对避雷针进行直击,对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。
一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培,释放的能量相当大,瞬间所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们的生产生活带来多种危害,如引起火灾和大爆炸,金属导体连接部分断裂破损,建筑物倒塌,电气设备损坏等等。
2.2雷击反击直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。
假如地电阻为10Ω,一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。
特高压变电站的防雷保护
特高压变电站的防雷保护特高压变电站作为电力系统中重要的组成部分,其运行状态直接影响电网的稳定性和可靠性。
特高压变电站面临着来自大气的雷电等自然灾害的威胁,对于特高压变电站的防雷保护非常重要。
本文将就特高压变电站的防雷保护进行详细探讨。
特高压变电站的防雷保护包括对外部雷电过电压的防护和内部雷电过电压的防护两个方面。
对于外部雷电过电压的防护,特高压变电站首先应在建筑物上设置接地装置,将大气静电引到地,通过接地装置排放至地下。
在进行接地装置设计时,需要注意接地电阻的大小以及接地装置与其他设备的连接情况,确保接地装置的性能符合要求。
特高压变电站还需设置避雷设备,如避雷针、避雷网等。
避雷针具有极强的放电能力,可以将雷电引入地下,从而减少对建筑物和设备的冲击。
避雷网则可通过屏蔽作用减少雷电对设备的影响。
在设置避雷设备时,需要根据特高压变电站的具体情况,考虑建筑物的高度、天气情况等因素,合理选择避雷设备的数量和布置。
对于内部雷电过电压的防护,特高压变电站的设备和系统要采取一系列措施进行保护。
特高压变电站应选用具有良好的耐雷性能的设备和材料。
变压器、隔离开关、断路器等设备应选用耐雷击性能好的绝缘材料和导电材料,确保设备在雷电冲击下不受损。
特高压变电站应配备防雷保护装置,如避雷器、避雷器组、避雷器刀闸等。
这些装置可以在雷电过电压出现时及时接收并吸收雷电能量,保护设备不受损坏。
特高压变电站应设立雷电监测系统,及时监测和分析雷电活动的情况,以便提前预警并采取相应的措施。
雷电监测系统通常包括雷电探测器、数据采集系统、信号传输系统等。
特高压变电站人员应具备一定的防雷知识,了解防雷保护的基本原理和方法,并定期进行培训和演练,提高应对雷电等自然灾害的能力。
特高压变电站的防雷保护涉及到外部雷电过电压的防护和内部雷电过电压的防护。
通过合理设置接地装置、避雷设备、防雷保护装置以及建立雷电监测系统等措施,可以有效地保护特高压变电站的设备和系统,提高电网运行的可靠性和稳定性。
变电站的防雷及接地保护
变电站的防雷及接地保护避雷针与被保护物之间,应保持足够的安全距离,即Sk>0.3Rsh+0.1h;Sd>0.3Rsh,其中Rsh为避雷装置的冲击接地电阻;h 为被保护物的高度。
条件许可时,Sk与Sd应尽量大。
一般情况下,Sk>5m,Sd>3m。
避雷装置接地电阻不能太大,否则将增加避雷装置的高度,成本增加。
一般土壤工频接地电阻不大于10Ω。
35kV及以下配电装置的构架或房顶,用独立避雷针保护,装设在距离人行道路大于3m,也可采取均压措施,或铺设50~80mm的沥青加碎石层。
60kV及以上配电装置,可将避雷针(线)安装于架构或房顶。
所有被保护的设备均应在避雷针保护范围内。
一、电气装置接地要求1.接地要求(1)一般要求①接地。
为保证人身和设备安全,电气设备外壳宜接地;交流电气设备充分利用自然接地体,但要校验自然接地体的稳定性;直流电路中,不应利用自然接地体作电流电路的接地线或接地体。
②接地电阻。
设计接地装置时,考虑土壤干燥或冻结等因素,保证接地电阻符合要求。
③接地距离。
不同用途和不同电压的电气设备,除另有规定外,用一个总接地体,但电气设备的工作接地和保护接地,应与防雷接地分开,并保持安全距离。
④中性线。
中性点直接接地的供用电系统中,装设能迅速自动切除接地短路故障的保护装置;中性点非直接接地的供用电系统中,装设迅速反映接地故障的信号装置,必要时可装设延时自动切除故障装置。
(2)防静电接地要求①可靠连接。
车间内每个系统设备和管道应可靠连接,接头处接触电阻小于0.03Ω。
②接地连接。
车间内和栈桥上等平行管道,相距约10cm时,每隔20m要互相连接一次;相交或相距近于10cm的管道,应互相连接,管道与金属构架相距10cm处要互相连接。
③气体场所接地。
气体产品输送管干线头尾部和分支线处都应接地;贮存液化气体、液态氮氢化合物及其他有火灾危险的液体贮液罐,贮存易燃气体贮气罐等都应接地。
(3)特殊设备接地要求①接地体。
特高压变电站的防雷保护
特高压变电站的防雷保护特高压变电站是负责输电的重要设施,其稳定运行与安全操作至关重要。
雷电是特高压变电站运行中必须防范的自然现象之一,如果不采取有效的防雷保护措施,将会给变电站造成严重的损失。
因此,特高压变电站的防雷保护措施十分重要。
一、防雷保护的基本原理防雷保护的基本原理是采取一定的防护措施,使雷电电流在安全的通道上流动,保护特高压变电设施和相关设备,避免雷电直接击中变电站从而造成设备的损坏和人员的伤亡。
1. 建造避雷针:特高压变电站上方需要建造一定高度的避雷针,使其成为电气系统的最高点,引导雷电电流沿路排放,形成安全的通道。
2. 接地网:在特高压变电站周围铺设接地网,将雷电过电压与大地直接接触,保护变电站不受到雷电的损害。
3. 屏蔽和接地:在特高压设备周围设置防雷屏蔽,有效防止雷电直接击中电气设备。
4. 安装避雷器:在特高压变电站安装避雷器能有效保护电器设备,避免雷电过压对设备造成损害。
5. 特别地面处理:特高压变电站周围的地面需要进行特别的处理,以防止地面反射雷电。
特高压变电站的防雷保护方案的制定是十分关键的,下面介绍几个方案应该获得重点关注。
对于架空线路电缆的防雷保护,主要是通过在高杆上建造避雷针进行防护和按规定距离安装避雷器来达到防雷的目的。
2. 金属屏蔽试验3. 天线防护策略天线是特高压变电站所必须安装的重要设备,防护其又尤为重要。
天线防护策略主要采用金属线圈的方式来实现,这可以有效地抵抗雷电对天线的破坏。
四、总结特高压变电站的防雷保护对于保障电力的稳定和安全至关重要。
在制定防雷保护方案时,需要充分考虑变电站周围的环境和设备,采取针对性的措施,确保有效的防护。
需要指出的是,特高压变电站防雷保护是一项复杂的工程,需要专业人员在工程设计和建设中进行全方位、细致的考虑和措施。
变电站的防雷保护
在更新与升级防雷设备时,应充 分考虑设备的兼容性和可靠性, 确保其能够正常、稳定地运行。
对更新与升级后的防雷设备进行 验收和性能测试,确保其性能达
标,符合变电站的防雷要求。
04
CHAPTER
变电站防雷保护的未来发展
新型防雷技术的研发与应用
研发更高效、可靠的防雷设备与装置,提高防雷保护的可靠性和稳定性。
2
通过安装传感器和监测设备,实时监测变电站的 防雷设备运行状态和环境气象条件,及时发现异 常情况并采取相应措施。
3
利用人工智能算法对监测数据进行处理和分析, 预测雷电活动趋势和雷击风险,为变电站的运行 和维护提供决策支持。
防雷保护与环境保护的协调发展
在防雷保护措施的设计和实施过 程中,充分考虑环Байду номын сангаас保护的需求, 选用环保材料和设备,降低对环
人员和周边居民的生命安全。防雷保护可以降低雷电对人员安全的威胁。
02
CHAPTER
变电站防雷保护措施
直击雷防护
安装避雷针
在变电站的屋顶和烟囱上安装避 雷针,以吸引雷电并引导电流入
地。
避雷网和避雷带
在变电站的屋面和墙体上设置避雷 网和避雷带,以防止直击雷对设备 造成损坏。
防雷接地
将避雷针、避雷网和避雷带等防雷 设施与大地相连,确保雷电能够安 全导入大地。
电磁感应
雷电放电时产生的电磁场 可能引起变电站设备过电 压,导致设备故障。
防雷保护对电力系统稳定性的影响
保障电力供应
有效的防雷保护可以减少 因雷电造成的设备损坏和 停电事故,保障电力系统 的稳定运行。
防止连锁反应
雷电可能导致变电站设备 故障,引发连锁反应,影 响整个电力系统的稳定性。
变电站防雷保护措施研究
三 、雷 电放 电对 变电站二 次系统 的主要危害 形式
雷电是 自然界 中强大的脉冲放 电过程 ,雷电侵入地面建筑物或设 备造成灾害是多途径 的,一般来说 ,有直接雷击、感应 雷击、电磁脉 冲 辐 射 、 雷 电过 电压 的侵 入 、 反 击等 。 ( 一 ) 直接雷击 :主要破坏力在于 电流特性而不在于放 电所产生 的高 电位 ,它所产生强大 的雷 电流转变成热 能将物体损坏。 ( 二 )感应 雷 击 :从 雷云 密 布 到 发 生 闪 电放 电 的整 个 过 程 中 ,雷 电活动区几乎同时 出现两种物理现象一 静 电感应和 电磁感应 ,这两种 现象可能造成称 之为感应雷击的危害形式。 ( 三 )电磁脉 ; 中 辐 射 :当闪电放 电时,其 电流是随时间而非均匀 变化 ,脉冲 电流 向外辐射 电磁波 ,这种 电磁脉冲辐射虽然随着距离的 增 大而减 小 ,但却 比较缓慢 ,闪 电的 电磁脉冲辐射通过空间以电磁波 的 形 式 耦 合 到 对 瞬 间 电磁 脉 中极 其 敏 感 的现 代 电 子设 备 上 ,造 成 设 备 的损坏。 (四 )雷电过 电压 的侵入 :直接雷击或感应雷都可以使导线或金 属 管道产 生过电压 ,这种过 电压 沿导线或金属管道 从远 处雷区或防雷 区域 外传 来 ,侵 入建筑 物内部 或设备内部。 ( 五) 反 击 :在 雷 暴 活 动 区 域 内 ,当 雷 电 闪 击 到 建 筑 物 的 接 闪 装 置 上 时 ,尽 管 接 闪装 置 的接 地 系 统 十 分 良好 ,其 接 地 电阻 也 很 小 ,但 由于 雷 电流 幅值 大 ,波 头 陡 度 高 ,雷 电流 流 过 时 也 会使 接地 引 下 线和 接 地 装 置 的 电位 骤 升到 上 百 千伏 。
一
、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
变电站防雷
变电站防雷变电站防雷的重要性雷击是自然现象之一,具有强大的能量威力,会对建筑物和设备造成严重损害。
对于变电站这样的关键基础设施来说,如何有效地进行防雷措施是至关重要的。
本文将探讨变电站防雷的重要性,并介绍一些常见的防雷方法。
首先,我们需要意识到变电站防雷的重要性。
变电站作为电力系统的枢纽,承担着变电、输电和配电的重要任务。
一旦遭受雷击,将导致电力系统中断,给供电可靠性带来严重影响。
此外,变电站内的设备如发电机、变压器和开关设备等也容易受到雷击的损坏。
因此,确保变电站安全运行,防止雷击的发生具有重要意义。
那么,如何有效地进行变电站防雷呢?以下是一些常见的防雷措施:1. 避雷器的使用:避雷器是变电站防雷的重要设备,能够吸收和消除雷电能量。
在变电站的关键位置安装避雷器,有助于引导和分散雷电能量,保护设备免受雷击损坏。
2. 接地系统的建设:良好的接地系统是变电站防雷的基础。
通过合理设置接地装置和接地网,能够有效地将雷电能量引入地下,保护设备和人员的安全。
3. 避免高大建筑物:为了减少雷击的发生,变电站周围不应有高大的建筑物或构筑物。
这样能够减少雷电击中变电站的概率,并降低损坏风险。
4. 定期检测和维护:定期对变电站的雷电防护设施进行检测和维护是必要的。
通过定期检查避雷器、接地装置等设备的状态,及时发现并修复潜在问题,确保防雷设施的有效性。
5. 增强人员培训:变电站的运维人员需要接受关于防雷知识和技能的培训。
只有具备专业的防雷技能和操作规程,才能有效地预防雷击事故的发生。
总之,变电站防雷是确保电力系统正常运行的重要环节。
通过合理使用避雷器、建设接地系统,避免高大建筑物的存在,定期检测和维护,以及加强人员培训,可以有效地提高变电站的防雷能力。
我们必须高度重视防雷工作,确保变电站的安全稳定运行,为社会供电可靠性提供保障。
变电站的防雷保护
变电站的防雷保护
雷电具有很大的危害性,虽然持续时间特别短,但其电压可达数百万伏,电流可达数十万安,当设备患病雷击或在设备四周发生雷击时,会产生过电压,可能危害设备的绝缘,称之为雷电过电压或大气过电压。
雷电过电压又分为直击雷过电压和感应雷过电压。
变电站是电力系统的重要组成部分,假如发生雷击,可能会使变压器及其他电气设备绝缘损伤、寿命缩短甚至直接导致损坏造成停电事故.严峻影响国民经济和人民生活,因此,变电站的防雷爱护必需非常牢靠。
变电站的雷害事故来自于两个方面:一是雷电直击于变电站的导线或设备;二是雷电击中线路后,沿线路向变电站传来的雷电波。
由于线路落雷频繁,而且线路的绝缘强度较高,虽然沿线路入侵的雷电波受到线路绝缘的限制,其值仍旧较高,可能对变压器等绝缘强度较弱的设备造成损害。
为了防护入侵雷电波,通常在变电站的母线上装设金属氧化物避雷器或阀型避雷器,同时设进线段爱护以减小雷电波的陡度并利用进线段的波阻抗来限制通过避雷器的雷电流。
除了雷电过电压,还有由于电力系统内部能量的转化或传递而引起的过电压,称为内部过电压。
例如由于切、合空载线路、切除空载变压器等操作或系统消失事故时的过渡过程引起的持续较短的操作过电压,以及由于操作或故障跳闸后形成的回路,发生谐振而引起的持续时间较长的谐振过电压。
内部过电压的水平与系统最大工作相电压有关,随着电压等级的提高,内部过电压的影响也越来越大,必需采
纳避雷器等设备来防护内部过电压。
变电站二次系统防雷措施分析及防护措施研究
变电站二次系统防雷措施分析及防护措施研究现代电网系统是社会经济发展的重要基础设施,保障其稳定运行对于维护国家经济安全和社会稳定具有重要意义。
其中,变电站作为电力系统的重要组成部分,负责输电、变电及配电等任务,具有特殊的地位和重要的功能。
然而,变电站二次系统常常容易受到雷电的威胁,导致系统故障,严重时甚至会造成火灾、爆炸等灾难性事故。
因此,对变电站二次系统的防雷措施进行分析和研究,制定科学合理的防护措施,对保障电力系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。
一、变电站二次系统防雷措施分析1.防雷观念的重视:变电站管理部门应高度重视防雷观念的建立和推广,加强员工的安全防范意识,培养大家的科学防雷意识。
2.防雷设施的建设:变电站二次系统的防雷设施包括避雷针、避雷针引下线、避雷带等。
这些设施的合理布置和使用对于减少雷电对系统的冲击有着重要的作用。
3.电缆连接模式的选择:在变电站二次系统中,电缆的连接方式应尽量选择突入式连续引下线的方式,减少雷电对系统设备的损害。
4.地线的设置:变电站二次系统的地线设置是防雷的重要环节。
地线应按照一定的排布规则进行设置,以确保系统在雷电冲击下有一个有效的地雷保护路径。
5.大地电位提升系统的安装和使用:大地电位提升系统是变电站二次系统防雷的重要手段之一、通过引入外界地电位提高系统的大地电位,减少雷击地电流对设备和系统的影响。
1.防护设备的优化选择:在变电站二次系统中,防护设备的选择是防护措施的关键。
通过对设备的优化选择,提高其防雷性能和安全可靠性。
2.监测与预警系统的建设:建立完善的雷电监测与预警系统,能够提前掌握雷电的情况,并及时采取相应的防护措施,避免雷电对二次系统造成的损害。
3.定期检测和维护:定期对变电站二次系统的防护设施进行检测和维护,及时发现问题并加以修复,确保设备处于良好的工作状态。
4.防护措施的完善性:防护措施不仅仅是对设备的保护,还应考虑到对人员的保护。
通过完善的操作规程和培训,增强员工的应对能力,降低雷电对人员安全的威胁。
特高压变电站的防雷保护
特高压变电站的防雷保护特高压变电站的防雷保护必须具备足够的可靠性和高效性,以确保设备和人员的安全。
特高压变电站在防雷保护方面要求高于普通变电站,因为其电压更高、设备更复杂、经济效益更大,一旦发生雷电灾害,对设备的破坏将会更加严重,影响也更显著。
特高压变电站的防雷保护措施主要包括建筑结构、接地系统、避雷设施和电气保护。
下面分别进行介绍。
一、建筑结构特高压变电站的建筑结构对其防雷能力有重要影响。
建筑结构需要满足下列要求:1. 对雷电冲击有足够的抵抗力,避免直接击中建筑物;2. 保证与接地系统良好接触,避免偏电位;3. 增强建筑物抗外部电磁环境扰动的能力;4. 保证建筑物内部通风、隔声、隔热等性能。
建筑结构应该采用钢筋混凝土或钢结构,确保抗震、防风、防火等性能。
同时,建筑物顶部应安装避雷针或避雷带,提高其防雷能力。
二、接地系统接地系统是特高压变电站防雷保护的重要组成部分,接地系统的质量和可靠性对防护效果有很大的影响。
接地系统应满足以下要求:1. 接地电阻要小于等于1欧姆,保证接地系统良好接触;2. 接地体要进行良好的埋设,避免与地表距离过大;3. 保证接地系统的连通性和可靠性,避免接地系统出现断路或高阻抗现象;4. 对接地系统进行定期检查和维护,发现问题及时处理。
接地体材料应根据地质、土壤电阻率、倾斜度、潜水层等因素综合考虑,选用良好的导电性能材料。
接地体的大小和数量应根据防护要求和站点的土质情况进行合理布局,采用合适的接地方式,提高接地系统的接口良好接触性和电气性能。
三、避雷设施避雷设施是特高压变电站防雷保护的关键。
避雷设施包括避雷针、避雷线、接闪器等。
为了确保特高压变电站的防雷能力,必须在建设之前进行合理的雷电风险评估。
根据不同的雷电风险等级,选择合适的防护措施。
避雷设施应满足以下要求:1. 避雷针、避雷线等引闪装置安装位置、数量等应根据建筑物高度、周边环境情况等合理设置;2. 接闪器应合理配置,对侵入建筑的感应电压和电流进行限制,保证建筑物内部不受到雷击损害;3. 避雷线、接闪器等设施应定期检查,发现问题及时处理。
变电站防雷
变电站防雷
变电站防雷是指通过采取一系列防雷措施,以减轻或防止
雷电对变电站设备的损坏和人员的伤害。
以下是一些常见
的变电站防雷措施:
1. 地线系统:构建完备的地线系统,将变电站设备与地面
良好连接,使雷电能够通过地线系统快速、安全地流入地下。
2. 避雷针:在变电站周围设置避雷针,既能吸引雷电击中,又能通过导线将雷电释放到地下。
3. 避雷网:在变电站设备周围设置金属网或铜排,形成密
集的网状结构,能够在一定程度上分散雷电的能量。
4. 避雷器:安装避雷器用以吸收雷电的能量,保护变电设
备免受雷击。
5. 绝缘措施:对于变电设备和线路,应采用合适的绝缘材
料和绝缘结构,以防止雷电直接接触设备导致损坏。
6. 接地保护:对于设备的导体部分,应进行良好的接地保护,以保证设备接地不会引起雷电冲击。
7. 雷电监测系统:安装雷电监测设备,实时监测变电站附
近的雷电活动,及时采取措施防止损害。
8. 维护和检查:定期进行设备的维护和检查,确保防雷措
施的有效性,及时发现和修复可能存在的问题。
总之,变电站防雷需要综合考虑各种因素,采取多种措施,以提高变电站的雷电防护水平,保证设备和人员的安全。
特高压变电站的防雷保护
特高压变电站的防雷保护特高压变电站是国家能源系统的重要组成部分,其防雷保护系统的安全性和稳定性至关重要。
在建设特高压变电站时,必须考虑防雷保护措施,尽可能减少损失和危险,以确保特高压电网的稳定和安全运行。
1.高可靠性:特高压变电站的防雷保护系统系统应当考虑到特殊的环境因素,保证能够正常工作并耐受各种雷电天气。
2.高效性:特高压变电站的防雷保护系统应该对雷电信号做出迅速、准确、及时的反应,从而尽可能地保护特高压设备、连接线路和建筑物。
3.可靠性:防雷保护系统应在任何情况下都能满足设备正常运行的需求,同时还需要考虑到管线、信令系统等其他设备所需的保护。
特高压变电站防雷保护采用多种技术和设备,其中最基本和最重要的是接地系统。
接地系统是保证电设备跟地之间的安全距离,防止雷击波穿过设备而对设备造成严重影响的一个重要工具。
在特高压变电站的接地系统中,土壤自身的特性需要被充分考虑,通过接地电阻的控制来达到满足要求的接地效果,同时还需要关注接地系统中可能存在的电位差,选择合适的电缆材料和连接方式,以避免沿地导体带来的安全隐患。
除了接地系统外,特高压变电站的防雷措施还包括:1. 屏蔽装置:特高压变电站的防雷屏蔽装置主要用于保护设备内部免受外部雷击波的影响,提高设备稳定性和运行可靠性。
2. 避雷针:避雷针是一种通过空气绝缘装置与接地系统相连,用于把大气中的雷击短接到地面的装置。
特高压变电站的避雷针应设在建筑物的高处,与低垂的导线保持一定的距离,从而降低雷击的威力和损害。
3. 稳压器:稳压器是用来平衡电力电压稳定性的装置,通常会安装在各个设备之间和建筑物中。
4. 雷电保护器:在特高压变电站中,雷电保护器可以被安装在电力连接线路、电缆等设备中,用于提高设备的保护性并防止手段的影响。
特高压变电站防雷保护措施需要根据实际情况进行详细规划和建设,应该充分考虑到设备的实际环境和特殊的工作条件,常常需要进行严格的检测和调整,在特高压电网运行的不同阶段中保持其稳定性和有效性。
多雷区输电线路及变电站防雷保护
多雷区输电线路及变电站防雷保护随着社会的不断发展,电力系统在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,而输电线路和变电站作为电力系统的重要组成部分,面临着雷击带来的风险。
雷击不仅会影响输电线路的安全稳定运行,还会对变电站设备造成损坏,严重影响供电可靠性。
对多雷区的输电线路和变电站进行防雷保护显得尤为重要。
本文将从多雷区的特点、防雷保护的原理和方法、防雷设备的选型与维护等方面进行探讨。
一、多雷区的特点在全球范围内,雷暴活动频繁的地区可分为多雷区。
我国东南沿海、西南地区和西北部分地区都属于多雷区。
在多雷区,雷暴活动季节集中,雷暴活动频繁、持续时间长、雷电强度大,对输电线路和变电站的安全稳定运行带来较大的挑战。
在这样的气候环境下,输电线路和变电站更容易受到雷击等天气因素的影响,因此对其进行防雷保护显得非常重要。
二、防雷保护的原理和方法1. 雷击损害的特点雷击在输电线路和变电站设备上造成的损害有以下几个特点:① 直接打击:导线或设备受到直接雷击,导致烧毁或瞬间间断;② 感应打击:电磁感应产生的过电压对设备产生损害;③ 地电流:雷电击在地面上引起的地电流对设备产生损害。
防雷保护的原理是通过合理的设计和布置防雷设备,引导雷电的放电通路,将雷电的危害转移到地下,将低阻抗通往地下的合适接地系统及时接地。
对于输电线路和变电站设备,也可以采用过电压保护器等设备,通过快速地将过电压通过接地装置导入地下,减小雷击所造成的损害。
(1)空气接闪器:空气接闪器是目前常见的一种输电线路和变电站防雷设备,它可以在雷暴发生时迅速吸收并放电,起到防雷作用,减小雷击对设备的损害。
(2)避雷针:避雷针一般设在高架的输电线路或变电站上,它能有效引导雷电直接地接入地下,保护设备不受雷击。
(3)接地系统:合理的接地系统是防雷保护的关键,它应具有低电阻、耐腐蚀等特点,能够迅速将过电压导入地下,降低雷击对设备的损害。
三、防雷设备的选型与维护在多雷区输电线路和变电站的防雷设计中,需要根据具体的实际情况,选择合适的防雷设备。
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郑州华信学院结课论文题目:变电站的防雷保护研究姓名:院(系):机电工程学院专业班级:11级电气工程1班学号:1102120108指导教师:孙明慧成绩:时间:2014 年6 月14 日目录摘要 (1)1 绪论 (2)1.1 课题研究的重要意义 (2)1.2 国内外防雷保护发展及研究现状 (3)2 雷电入侵的途径 (6)2.1 电力线是雷电入侵电子设备的重要渠道 (6)2.2 雷电近点电力线的侵入 (7)2.3 错相位雷害 (7)2.4雷电作用下,建筑物内感应雷害 (8)2.5雷电作用下的二次效应----雷电高压反击雷 (8)2.6由雷击引起的人身安全问题 (8)3 变电所设计原则 (9)3.1 一切为客户着想原则 (9)3.2 可靠性原则 (9)3.3 先进性原则 (9)3.4 实用性原则 (9)3.5开放性,可扩充、可维护性原则 (10)3.6 经济性原则 (10)4 变电所防雷的具体措施 (10)4.1 变电所装设避雷针对直击雷进行防护 (10)4.2 变电所的进线防护 (11)4.3变电站对侵入波的防护 (11)4.4变压器的防护 (15)4.5 变电所的防雷接地 (16)总结 (16)参考文献 (17)摘要变电站是电力系统重要组成部分,是电网传输电能的核心。
一旦变电站遭受雷击,可能直接会造成电网的瓦解,城市大面积停电,给社会的安全和谐稳定带来极大的负面影响。
因此,要求变电站必须配置安全可靠的防雷保护。
本文针对变电站防雷系统设计进行研究,提出并解决一些相关问题,主要内容包括变电站直击雷防护、感应雷防护、变配电设备的防护、变电站电源系统防雷保护及避雷器的选用、变电所弱电系统防雷保护、SPD的安装方法、综合自动化变电站二次系统防雷措施、电解离子接地系统在变电站接地网改造中的设计计算、二次系统的防护、建筑物的防护、接地技术等,如何应用在工程中以及在应用中需要注意哪些事项。
关键词:变电站;雷电波;防雷保护1 绪论1.1 课题研究的重要意义雷电灾害是十种最严重的灾害之一。
全球每天约发生800万次雷电,每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。
据美国国家雷电安全研究所关于雷电造成的经济损失影响的一份调查报告表明,美国每年因雷击造成的损失约50~60亿美元,每年因雷击造成的火灾3万多起,50﹪野外火灾与雷电有关;30%的电力事故与雷电有关;4∕5石油产品储存和储藏罐事故是由雷击引起的;由于雷电和操作过电压造成电力装置的损失约占80% 。
据德国一家重要的电子保险公司1996年到1997年对8722件案例损坏原因的分析,雷电浪涌造成的理赔1996年占26.6%,1997年占31.68%。
我国是雷电活动十分频繁的国家,全国有21个省会城市雷暴日都在50天以上,最多可达134天。
据不完全统计,我国每年因雷击造成人员伤亡达3000~4000人,损失财产50~100亿元人民币。
近年来,随着社会经济发展和现代化水平的提高,特别是信息技术的快速发展,雷电灾害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大。
如1990年7月30日郑州、三门峡微波干线大沟口微波站因雷击而损坏38块盘,损失十分严重。
据广东省统计,在1996~1999年的四年间,全省发生雷击事故6143起,伤亡699人,直接经济损失达15亿元。
在1998和1999年的两年中,全国造成直接经济损失在百万元以上的雷电灾害就有38起。
雷电也是一直危害电力系统安全可靠运行的重要因素之一。
随着科学技术的发展,避雷器制造水平的提高以及金属氧化物避雷器的推广使用,使变电站一次高压部分的雷电过电压的保护得到了保证。
但另一方面,随着电力系统自动化程度的提高,以微电子为主要元件的控制、保护、信号、通信、监控等设备得到普遍应用,在一些大型发变电站中,即使在采样和计量系统中也普遍采用。
由于常规电磁保护的装置单元多为单元件的电阻、电感和电容等,耐热容量大,对尖峰脉冲的耐受能力也比较强,所以能承受高能的雷电暂态冲击,而对于运行电压只有几伏,信号电流只有微安级的这些电子设备来说,就不一定经受的住。
电气和电子技术是现代物质文明的基础,虽然其迅猛发展促进了生产力的发展,加速了社会繁荣与进步的进程,但同时也带来了麻烦问题:一方面,电气和电子设备的广泛应用造成了严重的环境电磁噪声干扰;另一方面,电子技术正向高频率、高速度、微型化、网络化和智能化方向发展,电磁干扰、特别是雷电干扰对这些备和系统的影响越来越突出,对这些设备造成的损坏事故的发生率逐年增高。
电子信息系统受损后,除直接损失外,间接损失往往很难估量,这是90年代以来雷电灾害最显著的特征。
1.2 国内外防雷保护发展及研究现状19世纪70~80年代是电力网发展的初期阶段,几乎无任何过电压保护装置。
80年代末期,在电力网中才采用了电话的保护装置--导雷器,实际就是保护间隙串联一个熔断器,或只装间隙。
后来在20世纪30年代初,发展成去游离避雷器,即由纤维管制成的管型避雷器,可以说,现代避雷器、MOA﹑ SPD的“老祖母”是在电报、电话上首先应用的。
由于电力系统迅速发展,它才在高电压电力系统上不断发展和完善。
现在20多万元一组(5m多高)500kV的MOA,正在制造即将安装运行的30万元一组的750kV(高8m左右)MOA,以及保护电子回路的各型SPD都是它的后代。
19世纪90年代初期,E. Tomson制出了磁吹间隙,用来保护直流电力设备,可以说,这是现代磁吹避雷器的前身。
20世纪初,开始注意限制工频续流问题。
1901年德国制成用串联线性电阻限流的角形间隙,这是现代阀型避雷器的前身。
上述保护装置,实际上主要是用来防止感应雷造成的事故。
如果是直击雷,或是击于线路上的近区雷击,电气设备多数还会被击毁。
值得注意的是,近年德国一公司自称造出吸收能量最大的MOA过电压保护器(多数是40kA﹑60kA ),而且可通过10/350µs长波通流试验,其特点就是MOA串联一个磁吹角型间隙,其基本原理是早已有之的。
因为它与避雷器的IEC所用8/20µs波形不符,目前国际上除德国外,很少应用。
美国近年来只采用几百安和最大1.5kA,10/350µs波形,那是防感应雷的标准,美国军队电子计算机等信号回路的电缆进线,其保护器试验波形曾采用10/1000µs波形。
1908年瑞士Moscick提出利用高压电容器作防雷元件的方案,通常是与电抗线圈配合使用,构成防雷吸波器。
30年代初,前苏联莫斯科电力系统曾用电感线圈保护几个33kV变电所,但因阀型避雷器装于电感线圈外侧,电感与变压器入口电容谐振,使变压器损坏,可惜未很好总结经验,后来多数电感元件没有继续使用。
只是到了60年代,波兰才在35~110kV变电所,利用装于进线入口的电感元件取得良好的防雷效果(阀型避雷器装于变压器与电感元件之间,防止了L-C谐振)。
直到现在,电容电感元件还是我国和国外保护旋转电机的有效保护装置。
1907年在美国出现了铝电解避雷器,它曾用于100kV高压电网。
1922年美国西屋公司(WH)制出了自动阀型避雷器。
1929年美国通用电力公司(GE)制出契得特阀型避雷器,使系统雷击损坏率下降,包括它的危害程度,但因工程规模小而未引人注目。
例如,Singer.Holmyard,Hall& Williams主编著名的科技著“A History of Technology ”,“Oxford At the Clearendon Press”,以及国内电工史专著,对于电工发展前期的防雷也是或不涉及,或语焉不详。
从避雷针到出现简单间隙、电容、线圈,经过了漫长的158年,到制出原始型避雷器,又经过了10年。
这绝非因为人类智慧贫困,而是电力工业的发展,才有了防雷的需要。
直到出现几千万和上亿千瓦的联合电力系统(如华北500kV网架连接的系统装机容量已近4000万千瓦,与华东、东北联网后超过1亿千瓦),其一次雷击足以导致大面积的灾难,如美国有名的雷击35kV线路引起的纽约大停电和芝加哥大停电,才迫使人们利用几千万元的高压试验设备进行不断的研究,使防雷系统日臻完善。
与此相似,正是由于早期室内只有电灯和马达这类电器,其防雷要求不高,建筑物独特之处不多。
近年电子设备的广泛应用,而且多数装在户内,才使防雷逐渐引起人们的重视,其防雷理论和防雷手段才与日俱增。
对变电站的防雷保护的研究最早是从电磁兼容角度出发的,上世纪60年代美国电力工程技术人员对变电站的电磁干扰问题主要从电子电路到电缆的电磁干扰祸合过程进行研究,其成果后来形成了美国国家标准协会(ANSI-American National Standards Institute)的ANSI C37.90标准的一部分。
1978年美国电力科学研究启动了编号为RP1359的研究项目,建立了一套新的变电站开关柜的电磁干扰进行了研究。
全部工作历时十余年,分为两个阶段完成。
第一阶段的研究工作于1983年结束,并提出了研究报告。
该报告介绍了测量系统的研制、变电站电磁环境的测量和数据分析方法以及初步结果,其中的测量数据包括一个345kV变电站、一个500kV变电站的实测结果和一个高压实验室的模拟测量结果。
基于此项工作,发表了一系列的论文。
文献介绍了瞬态测量系统的组成及其技术指标,描述了在一个115kV变电站进行的实际测量工作,给出了典型的电雷电干扰波形。
文献论述了通过模拟变电站的雷电瞬态干扰对二次设备进行抗扰度测试的问题,比较了时域和频域测试的特点,给出了在变电站实测的典型雷电干扰波形,总结了高压实验室模拟测试的优缺点。
文献提出了一种分析变电站雷电瞬态电磁干扰问题的时域模型,利用斜坡函数对时域雷电干扰波形进行分解,并计算空间的时域电场和磁场,将预测分析的结果与实测数据做了对比。
第二阶段的研究工作从1986年至1993年。
测量工作涉及7个空气绝缘变电站和2个气体绝缘变电站,共组织了13次集中现场测试,测得近800多次事件的3000多个雷电电磁干扰波形,数据量约500MB。
基于此项工作,提出了完整的研究报告,发表了一系列的论文。
文献介绍了变电站的瞬态电磁场的测量工作,总结了微脉冲的特点,给出了部分测量结果,并对不同频率和不同场强产生的原因进行了定性分析。
文献给出了变电站雷电产生的瞬态电磁干扰对几种变电站电缆和内部电缆线影响的测量结果,介绍了通过CT的场祸合和直接祸合的模型。
将预测分析的结果与实测数据进行了对比。
文献总结了变电站瞬态电磁干扰的建模方法和测量技术,并将预测分析的结果与实测数据进行了对比。
分析比较了开关操作、雷击和故障二种瞬态电磁干扰波形的特点,少与现有抗扰度试验标准中的限值进行了对比。
但是上述工作并未对二次设备所处的电磁环境进行研究。