【正文】 ............................................................... 44 接地電阻值的要求 ................................................................................. 44 變電站主接地網(wǎng)的均壓要求及計(jì)算 ..................................................... 46 35KV 變電站接地設(shè)計(jì) ................................................................................. 47 致 謝 ............................................................................................................................. 51 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 52 ? 5 ? 第 1 章 前言 課題的提出和意義 在現(xiàn)代社會(huì)里，電力已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活必不可少的二次能源，它在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ罴案鱾€(gè)領(lǐng)域中已獲得了廣泛應(yīng)用。 1 畢業(yè)論文 題目名稱(chēng)： 35KV 變電站防雷接地保護(hù)設(shè)計(jì) 系部名稱(chēng)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 毛毛 指導(dǎo)教師 ： 年 月 ? 2 ? 35KV 變電站防雷接地保護(hù)設(shè)計(jì) 摘 要 雷電事故是對(duì)變電站、發(fā)電廠(chǎng)安全的主要威脅，如何有效、合理對(duì)變電站、發(fā)電廠(chǎng)采取防雷接地保護(hù)措施有著十分重要的意義。最后在了解接地基本知識(shí)后，計(jì)算其接地電阻、最大土壤電阻率、垂直接地體根數(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)此 35KV 變電站的接地保護(hù)設(shè)計(jì)。 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)安全供電的要求也越來(lái)越高。電氣安全工作主要有兩方面的任務(wù)。因此，變電站的防雷接地保護(hù)技術(shù)必須十分可靠。 本論文就以農(nóng)村某 35KV 變電站為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行防雷接地保護(hù)的設(shè)計(jì)。目前，雷電定位系統(tǒng)組成的雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)已在我國(guó)和北美、日本、韓國(guó)、歐洲等世界許多國(guó)家得到運(yùn)用，它能幫助電力部門(mén)實(shí)現(xiàn)故障定位、分類(lèi)、準(zhǔn)確計(jì)算地面落雷密度等雷電參數(shù)，但雷電數(shù)據(jù)分散性較大，需要長(zhǎng)期統(tǒng)計(jì)雷電數(shù)據(jù)。 采用各種相應(yīng)的防雷裝置，結(jié)合變電站實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站直擊雷防護(hù)和雷電侵入波防護(hù)的設(shè)計(jì)。 應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立避雷針或架空避雷線(xiàn) (網(wǎng) )，使被保護(hù)的建筑物及風(fēng)帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護(hù)范圍內(nèi)。 獨(dú)立避雷針、架空避雷線(xiàn)或架空避雷網(wǎng)應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置，每一引下線(xiàn)的沖擊接地電阻不宜大于 10Ω。 平行敷設(shè)的管道、構(gòu)架和電纜金屬外皮等長(zhǎng)金屬物，其凈距小于 100mm 時(shí)應(yīng)采用金屬線(xiàn)跨接，跨接點(diǎn)的間距不應(yīng)大于 30m；交叉凈距小于 100mm時(shí)，其交叉處亦應(yīng)跨接。屋內(nèi)接地干線(xiàn)與防雷電感應(yīng)接地裝置的連接，不應(yīng)少于兩處。 架空金屬管造，在進(jìn)出建筑物處，應(yīng)與防雷電感應(yīng)的接地裝置相連。變 電站最高點(diǎn)為 20m，且當(dāng)?shù)仄骄纂娙諡? ? 7 ? 40。 雷電放電是一種氣體放電現(xiàn)象，由其引起的過(guò)電壓，叫做大氣過(guò)電壓。一般認(rèn)為雷云是在有利的大氣和大地條件下，由強(qiáng)大的潮濕的熱氣流不斷上升，進(jìn)入稀薄的大氣層冷凝的結(jié)果。隨著雷云的發(fā)展和運(yùn)動(dòng)，一旦空間電場(chǎng)強(qiáng)度超 過(guò)了大氣游離放電的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度（大氣中約 30kV/cm，有水滴存在時(shí)約 10kV/cm）時(shí)，就會(huì)發(fā)生云間或?qū)Υ蟮氐幕鸹ǚ烹姡环懦鰩资酥翈装侔驳碾娏?；產(chǎn)生強(qiáng)烈的光和熱（放電通道溫度高達(dá) 15000℃至 20200℃），使空氣急劇膨脹振動(dòng)，發(fā)生霹靂轟鳴。這正是我們主要關(guān)心的問(wèn)題。這一放電階段稱(chēng)為先導(dǎo)放電。由于主放電的發(fā)展速度很高，約為 2 107～ 108m/s，所以出現(xiàn)甚強(qiáng)的脈沖電流，可達(dá)幾十乃至二、三百千安。 雷電觀測(cè)表明，先導(dǎo)放電不是一次貫通全部空間，而是間歇性的脈沖發(fā)展過(guò)程，稱(chēng)為分級(jí)先導(dǎo)。雷云是一塊大介質(zhì)，電荷在其內(nèi)部不容易運(yùn)動(dòng)，因此如前所述，在雷云積聚電荷的過(guò)程中，就可能形成若干個(gè)密度較高的電荷中心。 帶有大量電荷的雷云（實(shí)測(cè)表明多為負(fù)極性），在其周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度達(dá)到使空氣絕緣破壞的程度（約 25～ 30kV/cm），空氣開(kāi)始游離，形成導(dǎo)電性的通道，通道從云中帶電中心向地面發(fā)展。 帶有負(fù)電荷的雷云接近輸電線(xiàn)路時(shí)，強(qiáng)大的電場(chǎng)在導(dǎo)線(xiàn)上產(chǎn)生靜電感應(yīng)。目前采用的參數(shù)是建立在現(xiàn)有雷電觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的，這些參數(shù)是： 雷電日 為了統(tǒng)計(jì)雷電的活動(dòng)頻繁度，采用雷電日 為單位。 我國(guó)各地雷電日的多少和該地的緯度及距海洋的遠(yuǎn)近有關(guān)。在 防雷設(shè)計(jì)中，要根據(jù)雷電日的多少因地制宜。因此電氣設(shè)備的防雷保護(hù)和絕緣配合通常都是取負(fù)極性的雷電沖擊波進(jìn)行研究分析。波頭是指電流上升到幅值的時(shí)間 。 （ 1）雷電流幅值的概率分布 我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)推薦按下式計(jì)算 Lg P= I/88 (21) 式中： I 是雷電流幅值， kA； P 是 幅值等于 大于 I 的雷電流概率。雷電流幅值概率可按以下公式求得： Lg P= I/40 (22) （ 2）雷電流的波頭和波長(zhǎng) 雖然雷電流幅值隨各國(guó)的自然條件不同而差別很大，但是各國(guó)側(cè)得的雷電流波形卻基本一致。s～ 。s 范圍之內(nèi)，平均約為 50181。 (3)雷電流陡度 由于雷電流的波頭長(zhǎng)度變化范圍不大，所以雷電流的陡度和幅值必然密切相關(guān)。其原因一方面在于雷電放電本身的隨機(jī)性受到自然條件多種因素的影響 。 雷電流極性及波形 國(guó)內(nèi)外實(shí)測(cè)結(jié)果表明， 75%～ 90%的雷電流是負(fù)極性，加之負(fù)極性的沖擊過(guò)電壓波沿線(xiàn)路傳播衰減，因此電氣設(shè)備的防雷保護(hù)中一般按負(fù)極性進(jìn)行分析研究。雙指數(shù)波形也取作沖擊絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓的波形，對(duì)它定出標(biāo)準(zhǔn)波前和波長(zhǎng)為。 圖 221（ c）為等值半余弦波，雷電流波形的波前部分，接近半余弦波，可 用下式表達(dá)： )cos1(2tIim （ 25） 這種波形多用于分析雷電流波前的作用，因?yàn)橛糜嘞液瘮?shù)波前計(jì)算雷電流通過(guò)電感支路所引起壓降比較方便。若設(shè)這個(gè)電流入射波為 I0，則對(duì)應(yīng)的電壓入射波 000ZIu 根據(jù)理論研究和實(shí)測(cè)分析，我國(guó)有關(guān)規(guī)程建議 Z0 取 300Ω左右。所以，從電源的性質(zhì)看，這相當(dāng)于一個(gè)電流源的作用過(guò)程。當(dāng) Z=Z0 時(shí)，恰好 i=i0，這種巧合實(shí)際上是不可能的；當(dāng) Z=0 時(shí)， i=2i0，事 實(shí)上 Z 又不可能為零；但若 ZZ0，仍可測(cè)得 02ii能滿(mǎn)足條件 ZZ0，例如， Z0 估計(jì)為 300Ω ,30 ZΩ即可。因而在防雷保護(hù)計(jì)算的彼德遜等值電路中，如圖 213 所示，等值雷電流源通常就直接用雷電流來(lái)表示。 （ 1）接閃器 是避雷針頂端 1～ 2m長(zhǎng)的一段鍍鋅圓鋼或焊接鋼管。 （ 3）引下線(xiàn) 采用經(jīng)過(guò)防腐處理的圓鋼或扁鋼。入 L50 50 5，長(zhǎng) 4mm 25mm 的扁鋼。圖中曲線(xiàn)就是避雷針保護(hù)范圍的邊界，保護(hù)范圍是一個(gè)對(duì)稱(chēng)的錐體。接復(fù)層金屬包基體金屬的不同分為：鉛包鋼、鉛包銅、 銅包鋼 、鉛包鋼避雷線(xiàn)。避雷器的類(lèi)型主要有 保護(hù)間隙 、 閥型避雷器 和 氧化鋅避 ? 13 ? 雷器 。當(dāng)沿線(xiàn)路傳入變電站的雷電沖擊波超過(guò)避雷器保護(hù)水平時(shí)，避雷器首先放電，并將雷電流經(jīng)過(guò)良導(dǎo)體安全的引入大地，利用 接地裝置 使雷電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備雷電沖擊水平以下，使電氣設(shè)備受到保護(hù)。變電站裝設(shè)避雷針時(shí) , 應(yīng)該使站內(nèi)設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)。 35KV 變電站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù) N 由于 35KV 變電站，占地面積長(zhǎng) 50m，寬 40m,變電站的最高點(diǎn)高度為 20m,當(dāng)?shù)啬昶骄纂娙諡?40，故有： 據(jù) e 6 10*)]200()200()(2[ HHHHWLLWAe 610)]20200()20200(20)4050(24050[ = k=1； Td =40； == 故 N= 1 = 次 /a 由于 286 ? 15 ? . /次，即該變電站可能平均運(yùn)行 14 年就要遭受一次雷 擊。 裝設(shè)避雷針的構(gòu)架應(yīng)埋設(shè)輔助集中接地裝