变电站防雷保护及防雷范围计算

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☆第一章 雷电知识简述
※ Leabharlann Baidu害
雷击的破坏主要包括电作用的破坏、机械作用的破坏和热作用的破坏三个方面。电 作用的破坏主要有产生几百万伏的冲击电压能损坏电气设备的绝缘，造成大面积停电甚 至设备的报废，高电压损坏绝缘的同时，产生电火花或者爆炸事故的发生，另外，巨大 的雷电流可能引发周围产生强电场，可能导致触电伤亡事故的发生。机械作用主要是雷 电流通过被击物时，产生大量的热量，使气体气化膨胀可能导致爆炸，另外，由于电动 力的产生，也可能损坏电气设备。热作用的破坏主要是雷电流通过导体，产生的大量的 热量可能引发火灾，如果接触到易燃易爆物，则可能发生爆炸。
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☆第二章 变电站防雷措施
※具体防护措施: 因为对于下形雷来说，雷电直接击打变电所电气设备上，或者架
空线路上的感应过电压都会以雷电波的形式侵入变电所，所以如何对 直击雷和雷电侵入波的防护称为变电站防雷的关键点。
直击雷的防护，主要采用的措施是避雷针，避雷针把雷电引向自 身，并把雷电流泄漏到大地中，整个变电站的建筑物和整个电力设备 的全部必须在避雷针的保护范围内，对于避雷针的保护范围，在下章 会做整体介绍。
雷电侵入波的防护，主要是在进线上加装避雷器。
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☆ 第三章 避雷针保护范围计算
变电站防雷装置种类繁多，但是常用的防雷装置主要有避雷针、避雷线、避雷网、 避雷带以及避雷器比较常见。
避雷针主要是对整个变电站的建筑物实施防雷。 避雷线主要是对高压输电线路以及进出变电站的线路实施防雷保护。 避雷网和避雷带也同样是对建筑物防雷。 避雷器主要对电力设备实施防雷保护的。 无论哪种防雷装置，总体上都是由三大部分组成分别称为接闪器、引下线和接地装 置三部分。 接闪器主要是接受雷击的部件，一般突出于建筑物或建筑物的金属屋顶都可做接 闪器，主要是把雷电引向自身，通过自身放电保护周围建筑物的，例如避雷针、避雷 线、避雷网和避雷带突出上面的部分都称为接闪器。引下线主要作用是通过雷电流， 保证雷电流通过时不至于融化引下线，一般用直径不小于 10mm 的圆钢或截面不小于 80mm2 的扁钢制成。接地装置指的是埋在地下的部分，防雷装置的接地装置与一般的 接地装置基本相同，所不同的是防雷装置的接地体更大。
内部防雷则是防止内部过电压对电力设备的危害，是外部防雷系统无法满足对 于内部过电压的危害，为了防止内部过电压的危害，需要对电缆及保护设备进行 等电位连接。因为雷电引起损害的原因也是有巨大电位差的存在，对于防雷的等 电位连接，需要对进出线电缆，信号线，金属管道等都需要与避雷器进行等电位 连接，首先进行局部等电位连接，最后还要进行主等电位连接。
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变电站防雷保护与防雷范围计算
二0一七年六月
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变电站防雷保护与防雷范围计算
☆雷电知识简述 ☆变电站防雷措施 ☆避雷针保护范围计算（滚球法） ☆接地体及接地网
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☆第一章 雷电知识简述
雷电的实质是一种气体放电现象，叫做大气过电压。雷电的实质是云团在 大气中上下翻滚不断的摩擦碰撞而使某些云团带正电荷，而某些云团带负电荷， 当两个云团接近到一定距离时，击穿大气互相放电的过程，这就是人们在天空 经常看到的雷电，当带电云团接近大地附近的比较高的建筑物或者物体时，会 在建筑物或比较高的物体中感应出相反的电荷，会产生雷云对大地的放电，即 我们经常说的雷击现象，遭受雷击时，会产生很大的雷电流和雷电压，对于建 筑物及设备甚至人身都会产生极大的威胁。通常建筑物遭受雷击都是下形雷造 成的，下形雷主要是指雷电由雷云向地面建筑物行进的，反之称为上形雷，比 较少见。雷电的种类通常有三类，比较常见的是线形雷。片形雷比较少见，另 外有时候还能看到球形雷。
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☆第一章 雷电知识简述
雷电的放电过程基本上可以分为三个阶段，即先导放电、主放电和余光三个阶段。
雷电放电原理
雷电放电的雷电流波形
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☆ 第二章 变电站防雷措施
通过前面对雷电知识的简单介绍，大家都知道雷电的危害极大。对于电力系统 中的变电站而言，站内电气设备正常运行时，设备的绝缘水平都处于正常的工作 电压之下，设备的绝缘不会遭到损坏，但是当雷电发生时，雷电过电压和雷电过 电流会侵入电力设备，使电力设备的绝缘遭到破坏，超过了电气设备正常的绝缘 水平，雷电直接击中电气设备，会产生巨大的雷电流和雷电压，当通过设备时， 会产生电作用和热作用甚至机械作用的破坏。另外雷云在空中漂浮时，会在架空 线路上感应出相反的电荷，当雷云离开时或者雷云对地建筑物放电时，架空线路 中的感应电荷失去束缚，会沿着输电线路传播进入变电站，这就是我们说的感应 过电压也就是感应雷。都会造成变电站电气设备的损害。所以对变电站的雷电防 护尤其重要。
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☆第二章 变电站防雷措施
※变电站的防雷措施 主要分为外部防护和内部防护。
外部防护即把雷电通过接闪器接收，通过引下线导入大地把雷电流泄露到大地 中。第二是阻塞防护，即阻塞沿着输电线路或信号线侵入的过电压，此种防护不 仅用于雷电过电压防护也适用于内部过电压防护。第三，限制被保护设备上的过 电压幅值，主要由避雷器实现。避雷针、避雷网和避雷带及其引下线和接地体构 成了外部防雷系统，主要是对建筑物实施防雷保护的。
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☆第一章 雷电知识简述
雷电通常有直击雷、感应雷和雷电侵入波三种形式。 ◇直击雷 带电荷的雷云电压可以达到几亿伏特，当雷云接近地面并对地面 物体放电时，就是我们常说的雷击，这种情况会发生激烈放电，并伴随着闪电 和雷鸣称为直击雷，雷电的放电过程通常分为先导放电、主放电和余光三个阶 段。 ◇感应雷 也叫作感应过电压或雷电过电压，一般有静电感应和电磁感应两 种。静电感应的产生是由于雷云接近地面建筑物，在建筑物顶端感应出大量异 性电荷，而雷云并没有对建筑物放电，当雷云对其它物体或雷云放电时，建筑 物中的电荷会失去束缚，而沿着建筑物传播，这就形成了静电感应。电磁感应 是因为雷电流会在周围产生强烈变化的电磁场，而变化的电磁场会使周围的导 体产生很高的感应电压。 ◇雷电侵入波 指的是雷击过程中，产生的冲击波沿着高压输电线路传播。