【文章內(nèi)容簡介】 護間隙。以上桿塔、管式避雷器和保護間隙的接地電阻應盡量小，要滿足有關規(guī)程規(guī)定的線路桿塔接地電阻值。根據(jù)土壤電阻率大小不同，接地電阻要在10~30Ω以下。當交叉點至最近桿塔的距離不大于 40m時，可不在線路交叉檔的另一桿塔上裝交叉保護用的接地裝置、管式避雷器或保護間隙。 門型木質(zhì)電桿上的保護間隙，可由橫擔與沿桿身的接地引下線構成，如圖 7–2所示。單木桿針式絕緣子的保護間隙，可在距絕緣子固定點 750mm處，作一線環(huán)綁扎在桿身上（用卡釘釘住），再用引下線引下接地，如圖 7–3所示。 m m接地線 上述保護措施是以具有較大陡度和幅值的雷電流直擊于線路交叉處為條件的。被擊導線上電壓隨雷電流波頭上升而增大，直到最近的桿塔的負反射波返回雷擊處為止，不再增大。再假設交叉處另一線路導線仍保持零電位，是以被擊線路上的雷電壓完全作用在 S距離的空氣間隙上為條件的。在實際當中并非如此，所以，某些情況下，可參考類似線路的運行經(jīng)驗，適當降低交叉跨越線路防雷保護要求。 配電線路的高桿大跨越檔，要增強絕緣，裝設避雷器或保護間隙，桿塔接地電阻應滿足規(guī)程要求。新建 35kV線路宜在跨越檔架設避雷線。采用木桿或木橫擔的大跨越，其避雷線兩端桿塔應裝避雷器或保護間隙。 圖 7–2 門型木桿上的保護間隙 圖 7–3 單木桿上的保護間隙 第三節(jié) 配電所的防雷保護 配電所是電力系統(tǒng)的樞紐，擔負著電網(wǎng)的供變電重要任務，一旦遭受雷擊損壞，影響嚴重，因此要求有可靠的防雷措施。 配電所的雷害來源有二：一是雷直擊變電站，二是沿線路傳過來過電壓波。每個配電所每年落雷次數(shù)可按下式計算 60 . 0 1 5 ( 1 0 ) ( 1 0 ) 1 0N K T a h b h ?? ? ? ?（ 7–10） 式中， T——每年雷暴日數(shù)； a、 b、 h——分別為變電站的長、寬、高， m； K——選擇性雷擊系數(shù)（在一般地區(qū) K=1；在選擇性雷擊區(qū)，如有水的山谷、土壤電阻率 ρ突變處的低 ρ處、礦區(qū)等，K可大到 10左右）。 配電所防直擊雷用避雷針（線），裝針（線）后只有繞擊、反擊或感應時會發(fā)生事故。每年每百個配電所的繞擊事故約為，反擊事故也約為 。 35kV及更低電壓的一側的感應過電壓事故每年每百個配電所約為 1次。沿線路侵入雷電波造成的配電所事故，在采取合理保護后，每年每百個配電所可控制在~。 一、配電所直擊雷保護 主要討論配電所安裝避雷針（線）的注意事項，由于發(fā)電廠與配電所在防直擊雷方面有很多共同點，所以也一并討論。 發(fā)電廠、配電所的屋外配電裝置，較高建（構）筑物以及易燃易爆對象，都應加直擊雷保護。獨立避雷針（線）與被保護物之間應有一定距離，以免雷擊避雷針（線）時造成反擊。如圖 7–4。 圖 7–4 獨立避雷針 在雷擊避雷針時，避雷針上離被保護物最近的 A點的電位為 A c hdiu i R Ldt??（ 7–10） didt 150 5 7 . 7 /2 . 6 k A s?? 式中， L為從 A到地面這段避雷針的電感；取雷電流 i的幅值為 150kA，波頭為斜角坡，波頭長 。即 = 避雷針的電感取為 （ μH）（ h是 A點高度， m），于是 1 5 0 7 5A c hu R h?? （ kV） （ 7–11） 上式右側前一項存在時間較長（波尾），后一項存在時間較短（波頭）。對前項，空氣的耐壓約為 500kV/m；對后者空氣的耐壓約為 750kV/m。于是可求出不發(fā)生反擊的空氣距離 Sk為 150 75 0 . 3 0 . 1 ( )5 0 0 7 5 0chk c hR hS R h m? ? ? ?（ 7–12） 獨立避雷針的接地裝置與被保護物的接地裝置之間在土中也應保持一定距離 Sd（如圖 7–4所示），以免擊穿， Sd應為 在一般情況下， Sk不應小于 5m， Sd不應小于 3m。有時由于布置上的困難， Sd無法保證，此時可將兩個接地裝置相連。但為避免設備反擊，該連接點到 35kV及以下設備的接地線入地點，沿接地體的地中距離應大于 15m。因沖擊波沿地中埋線流動 15m后，在時，幅值可衰減到原來的 20%左右，一般不會引起事故。 對于 60kV級以上的配電裝置，由于絕緣較強，不易反擊，一般可將避雷針（線）裝設在架構上。裝于架構上的避雷針利用配電所的主接地網(wǎng)接地，但應根據(jù)土質(zhì)，在附近加設 3~5根垂直接地體或水平接地帶。由于主變壓器的絕緣較弱而且設備重要，所以在變壓器的門形架上不應安裝避雷針。其它構架避雷針的接地引下線入地點到變壓器接地線入地點，沿接地體的地中距離應大于 15m。 0 . 3 ( )d c hS R m?（ 7–13） 在安裝避雷針（線）時還應注意： （ 1）獨立避雷針應距道路 3m以上，否則應鋪碎石或瀝青路面（厚 5~8cm），以保人身不受跨步電壓的危害。 （ 2）嚴禁將架空照明線、電話線、廣播線、天線等裝在避雷針上或其下的架構上。 （ 3）如在獨立針上或在裝有針的架構上裝有照明燈，這些燈的電源必須用鉛皮電纜，或將全部導線裝在金屬管內(nèi)，并應將電纜或金屬管直接埋入地中長度 10m以上，才允許與 35kV及以下配電裝置的接地網(wǎng)相連，或者與屋內(nèi)低壓配電裝置相連。機力通風冷卻塔上電動機的電源線也照此辦理，煙囪下引風機的電源線也應如此辦理。 （ 4）發(fā)電廠主廠房上一般不裝設避雷針，以免發(fā)生感應或反擊使繼電保護誤動作或造成絕緣損壞。 由于避雷線有兩端分流的特點，所以對線路終端上的避雷線能否與配電所構架相連，規(guī)定比避雷針放寬一些。 110kV及以下電壓時，允許相連（但 時應加裝 3~5根接地體）；35~60kV時，只有 在不大于 500 的情況下才允許相連，但需加裝 3~5根接地體，終端塔上則允許裝設避雷針以保護最后一檔線路。 1000 m? ? ? ?m??? 二、配電所侵入波過電壓 雷直擊線路的幾率遠比雷直擊配電所的幾率大，所以沿線路入侵配電所的雷過電壓行波是很常見的。因線路的絕緣水平要比變壓器（或其它設備）的沖擊試驗電壓高得多，所以配電所侵入波的保護十分重要。 配電所所有的電氣設備絕緣都應當受到閥型避雷器的可靠保護，為了避免閥型避雷器和被保護設備伏秒特性相互接近或交叉，而使被保護設備絕緣擊穿，必須使二者的平均伏秒特性相差 15%~20%，這樣才能起到較好的保護作用。但是閥型避雷器應盡量靠近被保護設備，尤其是在終端配電所。閥型避雷器最好與變壓器直接并聯(lián)在一起，否則會由于波的反射而使閥型避雷器起不到應有的保護作用，后果將是十分嚴重的。根據(jù)理論計算，閥型避雷器離開變壓器的最大允許電氣距離可用下式求出 ? ?2BFUUl??? Pt （ 7–14） BU s?式中， ——變壓器絕緣的 2~3 時的擊穿強度； ——預放電時間為 時避雷器的沖擊放電電壓； ——侵入配電所雷電波的陡度。 由式（ 7–14）可見，侵入配電所雷電波的陡度越大，則其最大允許距離就越小。雷電波的陡度（ kV/m），可以由進線保護段的長度來決定，如表 7–2所示。雷電波的幅值可取到主變壓器和電壓互感器之間的最大允許距離可按圖 7–5選擇。對一般配電所來說，這樣選擇尚有一定安全裕度。由于其它電氣設備的沖擊強度比變壓器高，閥型避雷器至其它電氣設備之間的距離允許再增加 35%。 ? ?FU Pt?Pt表 7–2 侵入變電站雷電波波頭 α值與進線保護段長度的關系 額定電壓（ kV） 波頭 α 值（ kV/m） 進線長度 1km 進線長度 2km 沿線路全長有避雷線 35 60 110 220 _ 330 _ 對兩路及以上進線的配電所，一路來波可以從另外幾路分流出一部分，因此進線數(shù)超過兩路時，閥型避雷器到被保護設備之間的允許電氣距離可較圖 7–5的數(shù)值相應增大，三路進線的配電所所允許的距離比兩路進線的增大20%，四路進線的可增加 35%。 330k V220k V110k V60k V35k V220k V110k V60k V35k V(b)(a)最大允許距離l(m)240160800 1 2 3321最大允許距離l(m)240160800侵入波陡度 侵入波陡度(k V / m )? ( k V / m )?330k V圖 7–5 35~330kV變電站避雷器到變壓器之間的最大允許距離曲線 （ a）一路進線的變電站；（ b）兩路進線的變電站 對于電氣接線比較特殊的配電所，可以通過計算或模擬試驗來核定允許的電氣距離。模擬試驗通常在防雷分析儀上進行。配電所的防雷性能通常用危險波曲線來說明。在防雷分析儀上，危險波曲線可以通過下述方法獲得。在某一運行方式下，固定入侵的幅值，改變其陡度直到配電所某一設備的電壓為止。記下這一侵入波的幅值與陡度作為危險波曲線上的一點。然后改變侵入波幅值，重復上述實驗，可得出圖 7–6曲線。若侵入波的參數(shù)處在曲線右上方，則配電所將發(fā)生危險；反之，若侵入波的參數(shù)處在曲線左下方，則配電所將不會發(fā)生 侵入波波頭陡度危險波范圍α （ k V / m ） 侵入波幅值u(kV)危險。由此即可判明在線路上臨近配電所有多長的線段上（進線）發(fā)生繞擊或反擊時會使配電所發(fā)生危險，從而可算出配電所的耐雷指標，必要時可采取措施加強進線段的保護以提高配電所的耐雷指標。 圖 7–6 變電站的危險波曲線 三、配電所的進線保護 配電所的全部保護措施，可根據(jù)送電線路、被保護的高壓設備及結構方式等具體條件確定。 對 35~110kV無避雷線的線路，為了保護配電所的安全，應在配電所的進線段 1~2km長度內(nèi)加裝避雷線，其保護角一般小于 20o，這樣在這一段雷繞擊或反擊于導線的機會就會大大減少。圖 7–7是進線段的保護方式。在進線以外落雷時，由于進線段導線的阻抗，使避雷器電流 IBL受到限制，而且沿導線的來波陡度 也將由于沖擊電暈作用而大為降低。此外，導線及大地的電阻對波的衰減變形也會有一定的影響。 對沿全線有避雷線的線路來說，把配電所附近 2km長的一段線稱進線段。線路其余長度的避雷線是為了防雷用的，而這 2km進線段的避雷線除為了線路防雷，還擔負著避免或減少配電所雷電侵入波事故的作用。 有些配電所的進線保護段是較老的線路，從桿塔條件來看架設避雷線有困難，或由于線路經(jīng)過地區(qū)的土壤電阻率較高（ ），降低接地電阻很不容易，進線保護段所需耐雷水平很難到達要求時，可以考慮在進線保護段的終端桿上安裝一組電抗線圈來代替進線保護段，如圖 7–8所示。 500 m? ? ? ??圖 7–7 35~110kV無避雷線 線路的進線保護 圖 7–8 用電抗線圈代替變電站 進線段的接線 長期的運行經(jīng)驗證明，電抗線圈對電力設備的防雷保護作用是很顯著的，不論是保護發(fā)電機還是變壓器都十分有效，所以有些地區(qū)把電抗線圈稱作“防雷線圈”。 如果配電所的進出線（ 35~330kV）采用電纜，在電纜和架空線路的連接處應裝設避雷器保護，其接地必須與電纜的金屬外皮相聯(lián)接。三芯與單芯電纜保護接線不同，圖7–9（ a）為三芯電纜保護接線，圖 7–9（ b）為單芯電纜保護接線。但線路傳來雷電波、產(chǎn)生操作過電壓或發(fā)生短路故障時，電纜金屬外皮上感應的高電壓可以由電纜一端的接地和另一端接地體或間隙來保護。當電纜長度超過 50m或經(jīng)過驗算裝設一組避雷器即能滿足保護要求時，可只裝一組。 圖 79 具有 35kV及以上電纜段的變電站進線保護接線 （ a）三芯電纜保護接線；（ b）單芯電纜保護接線 若電纜長度超過 50m，且斷路器在雷季有時開路運行時，應在電纜末端加裝間隙保護。此外，靠近電纜段的 1km線路上還應裝設避雷線保護。為使電纜頭上的避雷器易于放電，條件許可時可在電纜與架空線連接處加裝一組電抗線圈，避雷器應裝在電抗線圈的外側。 第四節(jié) 配電變壓器的防雷保護 6~35kV配