变电站防雷装置

变电所的防雷措施

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：雷击原因雷击解决方法防雷原则最小距离防雷具体措施避雷针规定引言

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，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须十分可靠。

一、变电站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、变电所遭受雷击的来源及解决方法

(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)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。

(3)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、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。

四、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。

五、变电所防雷的具体措施

变电所遭受的雷击是下行雷,主要雷直击在变电所的电气设备上,或架空线路的感应雷过电压和直雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。因此,避免直击雷和雷电波对变电所进

线及变压器产生破坏就成为变电所雷电防护的关键。

1、变电所装设避雷针对直击雷进行防护：架设避雷针是变电所防直击雷的常用措施,避雷针是防护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接收器,其作用是把雷电吸引到避雷针身上并安全地将雷电流引入大地中,从而起到保护设备效果。变电所装设避雷针时应使所有设备都处于避雷针保护范围之内,此外,还应采取措施,防止雷击避雷针时的反击事故。对于35 kV变电所,保护室外设备及架构安全,必须装有独立的避雷针。独立避雷针及其接地装置与被保护建筑物及电缆等金属物之间的距离不应小于五米, 主接地网与独立避雷针的地下距离不能小于三米,独立避雷针的独立接地装置的引下线接地电阻不可大于10Ω,并需满足不发生反击事故的要求;对于110kV及以上的变电所,装设避雷针是直击雷防护的主要措施。

2、雷过电压及危害：直击雷过电压的产生，主要是由于雷云主放电过程中产生的巨大雷电流经电气设备入地时，冲击电流在设备阻抗上产生的电压降。由于雷电流极大，雷电流的变化陡度也很大，所以在短时间内产生的电压是巨大的！

3、感应雷过电压: 雷云放电没有击落在电气设备上，而是在设备附近发生时，也可能在系统中产生过电压。因为在雷云放电之初，雷云强大的静电场会使得电力系统中的设备被感应出大量异性电荷，并在先导阶段被相对集中在近端；当主放电发生后，云中的电荷在短时间内迅速释放掉，于是设备上集中的感应电荷也失去了存在的条件，必然也要迅速入地释放，这样也会形成一定值的冲击电流，该电流也会在设备阻抗上形成压降，这个压降就是我们一般所说的感应雷过电压。如果感应电荷量很大，感应过电压也将达到很高的数值

六、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。

七、防雷综合措施

变电所防雷减灾工作，实行预防为主，防治结合的方针。总的防雷原则是设置四道防线：第1道：将大部分雷电流直接接闪引入地下泄散（直击雷防护）；第2道：阻塞沿线进过电压波（内部保护及过电压保护）；第3道：限制被保护设备上过压幅值（过电压保护）；第4道：防止电磁感应。四道防线，相互配合，各行其责，缺一不可。

1、将雷电流直接接闪并引入地下泄散

作为最外层的直击雷防护，主要由避雷针（网、线、带）接闪器、接地引下线和接地装置（接地线、地极）构成。保护原理：当雷云放电接近地面时，它使地面电场发生畸变。在避雷针顶部，形成局间电场强度畸变，以影响雷电先导放电的发展方向，引导雷电向避雷针