浅谈变电所的防雷保护措施

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△ 翟圈 臣
浅谈 变电所 的防雷保护 措施
文◎
摘 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
杨 民 （ 甸 县 电业 局 ） 林
的金属外 壳及 低压侧 中性 点连接在一起 ， 这样 就有效 减少了雷 电对变压器破坏的机会 。 变 电站 的每一 组主 母线和 分段 母线上 都 应 装设 阀式避 雷器， 用来 保护变压器和 电气 设 备 。各 组避 雷器应 用最 短 的连 线接 到变 电装 置 的总 接地 网上 。避雷 器 的安装应 尽可 能处 于保护 设备的中间位置 。 ５ 、变 电所 的防 雷 接 地 变 电所 防 雷 保 护 满 足 要 求 以 后 ， 要 根 据 还 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 。 小 变 电 所 用 独 立 避 雷 针 ， 变 电 大 多 在 大 独立 避 雷针与 配 电装置 带 电部 分的 空气 中最 短途 径不 得小 于五米 。避 雷针接 地 引下线埋 在 地 中 部 分 与 配 电装 置 构 架 的接 地 导 体 埋 在 地 中部 分在土壤 中的距离必须大 于三米， 电 变 所 电气装 置 的接地 装置采 用水平 接地 极为主 的人 工 接地 网， 平接 地 极采 用扁钢 ５ ｍ × 水 Ｏｍ ５ｍ ｍ ，垂 直接地 极采用 角钢５ ｍ ０ ｍ×５ ｍ，垂直 ｍ 接地 极 间距５ ～６ ，主接 地 网接地装 置 电阻 ｍ ｍ 不大 于４Ｑ， 接地 网埋于 冻土层 １ 以下 。人 主 ｍ 工接地 网的外缘应 闭合， 外缘各 角应做成圆弧
一
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大 变 电所 安 装 在 架 构 上 的避 雷 针 ， 主 接 与 地 网 应 在 其 附 近 装 设 集 中 接 地 装 置 。 避 雷 针 与 主 接 地 网 的 地 下 连 接 点 至 变 压 器 的接 地 线 主接地 网的地下连接 点， 沿接地 体的长度不得
小于 １ｍ 同时变 压器门形架构 上不得装避雷 ５，
针。
６ 、变 电 所 防 雷 感 应 随着 电力技 术 的发展 ，变 电所均有 完善
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的直击 雷防护系统， 户外设备直接遭 受雷击损 坏 的可能 很小 。但雷 击防 护系统 时所 产生 的 雷 击 放 电 及 电磁 脉 冲 ， 及 雷 电 过 电 压 通 过 金 以 属 管 道 电 缆 对 变 电所 控 制 等 各 种 弱 电 设 备 产 生 严 重 的 电磁 干 扰 ， 就 可 能 影 响 到 变 电设 备 这 的正常运行 。 采 取 防 雷感 应 保护 的措施 主 要有 ： 多分 支接地 引线， 减少 引线雷 电流 ；改善汇流系统 的结构 ， 减少 引下 线对弱 电设 备的感应 ；除 了 在 电源入 口装 设处压 敏 电阻等 限制过 压装置 外， 可在信号线接 入处使用 光耦元件 ；所有 还 进 出控 制室的 电缆均 采用屏 蔽电缆， 屏蔽层共 用一 个接 地极 ；在控 制室 和通信 室铺 设等 电 位， 有电气设备 的外壳均与 等电位汇流牌连 所 接。 结 语 ：变 电所是 电力 系统 防雷 的重要保 护 设施， 如果发 生雷 击事 故， 造成大 面积 的 将 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 须 十 分 可 靠 。 参考文献： １ 建筑 防雷与接 地技 术》张 小青 编 、 著 中 国 电 力 出版 社 ２ ０ ． ０３６ ２ 、袁志鑫 Ⅸ 变电所防雷接 地》 ［】 科技 Ｊ 情报开发 与经 济 ２ ０ ２ ０ ８（ ）； ３ 、陈伟 李小萍 胡旭红 吴雪玲 Ⅸ 变电 所的防雷措施 》 ［］科技信 息 ２ ０ ３）。 Ｊ ０ ８（
形。
２ 、防 雷 等 电位 连 接
为 了彻底 消除 雷 电引起 的毁坏 性 的电位 联 系发 电厂 与 电力用 户的 纽带 ，担 负着电压 差 ，就特 别 需要 实行等 电位连 接 ，电源 线 、 变换 和 电能分配 的重要 任 务。如 果 变电所发 信 号线 、金属 管道 等都 要通过 过 电压保护 器 生 雷击 事故 ，会给 国家和人 民造成 巨大的损 进 行等 电位连 接 ，各个 内层保 护 区的界 面处 失 。所 以 变 电所 的 防 雷 是 不 可 忽视 的 问题 。 同样要 依此进 行局 部等 电位连 接 ，各个局 部 关 键 词 ： 变 电 所 ； 防 雷 保 护 ； 雷 击 原 等 电位 连接棒 互相 连接 ，并最 后与 主等 电位 连接棒相连 。 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 三 、 变 电所 防 雷 的具 体 措 施 变 电所 遭 受 的 雷 击 是 下 行 雷 ， 要 雷 直 击 主 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 在 变 电所 的 电气设 备上 ，或架 空线 路 的感 应 照 明 时 ，不 能 忽 视 自然 界 产 生 的 雷 电对 高 压 雷 过 电 压 和 直 雷 过 电 压 形 成 的 雷 电波 沿 线 路 输变 电设备 产生 的大量 危害 。 因此 ，必 须加 侵 入变 电所 。因此 ，避免 直击 雷和 雷 电波 对 强 变 电所 雷 电防 护 问 题 的 认 识 与 研 究 。 变 电所进 线及 变压 器产 生破坏 就成 为变 电所 变电所遭受雷击 的主要原 因 雷 电 防护 的关 键 。 ｌ 变 电所 装 设 避 雷 针 对 直 击 雷 进 行 防护 、 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 ， 是 由 于 雷 击 但 架 设 避 雷 针 是 变 电 所 防 直 击 雷 的 常 用 措 的原 因， 配电系统 中某 些部分 的电压会大大 施 ，避 雷针是 防护 电气设 备 、建筑物 不受 直 供 超 过 正 常 状 态 下 的 数 值 ， 通 常 情 况 下 变 电 所 接 雷击 的雷 电接 收器， 其作用 是把雷 电吸 引到 雷 击 有 两 种 情 况 ： 一 是 雷 直 击 于 变 电所 的 设 避 雷 针 身 上 并 安 全 地 将 雷 电 流 引 入 大 地 中 ， 备 上 ： 是 架 空 线 路 的 雷 电 感 应 过 电 压 和 直 击 从 而 起 到 保 护 设 备 效 果 。 变 电所 装 设 避 雷 针 二 雷 过 电压形 成 的雷 电波 沿线 路侵入 变 电所 。 时应 使 所 有 设 备 都处 于 避 雷 针 保 护 范 围之 其具体表现形式如下 ： 内，此 外，还 应采取 措施 ，防止 雷击 避雷针 １ 、直击雷过 电压 。雷云直接击 中电力装 时 的 反击 事 故 。 对 于 ３ ｋ 变 电所 ，保 护 室 外 ５ Ｖ 置 时， 形成强大的雷 电流 ，雷 电流在 电力装置 设 备及 架构安 全 ，必须装 有独立 的避 雷针 。 上产 生较 高的 电压 ，雷 电流通过物 体时， 将产 独 立避 雷针及 其接地 装置 与被保 护建 筑物及 生有破坏作用的热效应和机械效应 。 电缆等金 属物之 间的距离 不应小 于五米 ， 主 ２、 感 应 过 电 压 。 当 雷 云 在 架 空 导 线 上 接 地 网 与 独 立 避 雷 针 的 地 下 距 离 不 能 小 于 三 独立避雷针 的独立接地装置 的引下线接地 方， 由于静 电感应 ，在架 空导线上积 聚了大量 米 ， 的异性束缚 电荷 ，在雷 云对 大地放 电时，线 电 阻 不 可 大 于 １ 并 需 满 足 不 发 生 反 击 事 故 ０Ｑ， ｌｋ及 路上 的电荷被释放， 形成 的 自由电荷流 向线路 的要 求 ： 对 于 １Ｏ Ｖ 以上 的变 电 所 ，装 设 避 的两端， 生很高的过 电压，此过 电压 会对 电 雷 针 是 直 击 雷 防 护 的 主 要 措 施 。 由于 此 类 电 产 力 网络造成危害 。 压 等级配 电装置 的绝缘水平较高 ， 可将避雷针 因 此 ， 架 空 线 路 的 雷 电 感 应 过 电 压 和 直 接 装 设 在 配 电装 置 的 架 构 上 ， 时 避 雷 针 与 同 直击 雷过 电压形成 的雷 电波 沿线路 侵入 变 电 主接地 网的地下连接 点， 沿接地 体的长度应 大 所 ， 是 导 致 变 电所 雷 害 的 主 要 原 因 ，若 不 采 于 十五米 。因此 ， 雷击避雷针所 产生的高 电位 取 防护措施 ，势 必造成 变 电所 电气 设备 绝缘 不 会 造 成 电气 设 备 的 反 击事 故 。 ２ 变 电所 的 进 线 防 护 、 损 坏 ，引 发 事 故 。 二 、 变 电所 防雷 的 原 则 要 限制流 经避雷 器 的雷 电电流幅 值和 雷 针 对变 电所 的特点 ，其 总的 防雷 原则是 电波 的陂度就 必须 对变 电所进 线实施 保护 。 将绝大 部分雷 电流直接接 闪引入地 下泄散 （ 外 当线路上 出现过 电压时， 将有行 波导线 向变 电 部保护） ；阻塞沿 电源线 或数据 、信 号线引入 所 运动 ， 起幅值 为线 路绝缘 的５ ％ ０ 冲击 闪络 电 的过 电压波 （ 内部 保护 及过 电压保 护） ；限制 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 ， 在接近变 电所 的进线上加 装 被保 护设备 上浪涌 过压 幅值 （ 电压保护 ） 过 。 这三道 防线， 互配合， 行其责， 一不可 。 相 各 缺 避 雷线是防雷 的主要措施 。如不 架设避雷线 ， 势 应 从 单 纯 一 维 防 护 （ 雷 针 引 雷 入 地 — — 当遭 受 雷 击 时 ， 必 会对 线 路造 成 破 坏 。 避 无 源 保 护 ） 转 为 三 维 防 护 （ 源 和 无 源 防 有 ３ 变 电站 对 侵 入 波 的 防 护 、 护 ） ， 包 括 ： 防 直 击 雷 ， 防 感 应 雷 电 波 侵 变 电 站 对 侵 入 波 的 防 护 的 主 要 措 施 是 在 入 ， 防 雷 电 电磁 感 应 等 多 方面 系统 加 以分 其 进线 上装设 阀型 避雷器 。 阀型避雷 器 的基 析。 本 元件 为火花间隙和非线性 电阻。 目前， Ｓ Ｚ Ｆ １ 、外 部 防雷 和 内部 防 雷 系 列阀型避雷器 ， 主要有用来保 护中等及大 容 ｓ 主 避 雷 针 或 避 雷 带 、 避 雷 网 引 下 线 和 接 量 变 电 所 的 电气 设 备 。Ｆ 系 列 阀 型 避 雷 器 ， 地系统 构成 外部防 雷系 统 ，主 要是 为 了保 护 要 用 来 保 护 小 容 量 的 配 电装 置 。 ４ 变 压 器 的 防 护 、 建 筑 物 免 受 雷 击 引 起 火 灾 事 故 及 人 身 安 全 事 故 ；而 内部 防 雷 系 统 则 是 防 止 雷 电 和 其 它 形 变 压 器 的 基 本 保 护 措 施 是 在 接 近 变 压 器 式 的过 电 压 侵 入 设 备 中 造 成 损 坏 ， 这 是 外 部 处 安装 避雷器， 样可 以防止 线路侵入 的雷 电 这 防雷系 统无法 保证 的 。为 了实现 内部防雷 ， 波损坏绝缘 。 需要对 进 出保 护 区的 电缆 ，金 属管 道等 都要 装设避 雷器 时， 要尽量 接近变 压器 ， 尽 并 连接 防雷、及 过压 保护 器 ，并实行 等 电位 连 量减少 连线的长度 ， 以便减少 雷 电电流在连 接 接。 线上 的压降 。同时， 避雷器 的连 线应与变压 器