【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所，是導(dǎo)致變電所雷害的主要原因，若不采取防護(hù)措施，勢(shì)必造成變電所電氣設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。在變電所內(nèi)裝設(shè)避雷器的目的在于限制入侵雷電波的幅值，使電氣設(shè)備的過電壓不至于超過其沖擊耐壓值。而變電所的進(jìn)線段上裝設(shè)保護(hù)段的主要目的，在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值及入侵雷電波的陡度。變電所接地是避雷技術(shù)、短路保護(hù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷，感應(yīng)雷；高壓短路、低壓短路或其它形式的電位差，都將通過接地裝置導(dǎo)入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防止各種事故。3 變電站的防雷接地 接地概述接地裝置的設(shè)計(jì)對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。變電站接地系統(tǒng)的合理與否是直接關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜。變電站接地包含工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地。工作接地即為電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運(yùn)行需要所設(shè)的接地；保護(hù)接地即為電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地；雷電保護(hù)接地即為為雷電保護(hù)裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。變電站接地網(wǎng)安全除了對(duì)接地阻抗有要求外，還對(duì)地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、使用壽命、跨步電位差、接觸電位差、轉(zhuǎn)移電位危害等提出了較高的要求。變電站接地就是將電力或建筑電氣裝置、設(shè)施中某些導(dǎo)電部分，經(jīng)接地線接至接地極。接地系統(tǒng)的合理與否是直接關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜。變電站接地包含工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地。工作接地即為電力系統(tǒng)電氣裝置中,為運(yùn)行需要所設(shè)的接地。保護(hù)接地即為電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等,由于絕緣損壞有可能帶電,為防止其危及人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地。雷電保護(hù)接地即為為雷電保護(hù)裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。 工作接地為使電路或設(shè)備達(dá)到運(yùn)行的要求的接地，如變壓器中性點(diǎn)接地,該接地稱為工作接地或配電系統(tǒng)接地。 　　工作接地的作用是保持系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，即減輕低壓系統(tǒng)由高壓竄入低壓系統(tǒng)所產(chǎn)生過電壓的危險(xiǎn)性。如沒有工作接地則當(dāng)10kV的高壓竄入低壓時(shí)，低壓系統(tǒng)的對(duì)地電壓上升為5800V左右。當(dāng)配電網(wǎng)一相故障接地時(shí)，工作接地也有抑制電壓升高的作用。如沒有工作接地，發(fā)生一相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓可上升到接近相電壓，另兩相對(duì)地電壓可上升到接近線電壓。如有工作接地，由于接地故障電流經(jīng)工作接地成回路，對(duì)地電壓的“漂移”受到抑制。中性點(diǎn)對(duì)地電壓一般不超過50V，另外兩相對(duì)地電壓一般不超過250V。 保護(hù)接地保護(hù)接地是為防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等帶電危及人身和設(shè)備安全而進(jìn)行的接地。保護(hù)接地按被保護(hù)對(duì)象性質(zhì)可分為一次設(shè)備保護(hù)接地和二次設(shè)備保護(hù)接地。一次設(shè)備保護(hù)接地指變壓器、高壓配電裝置金屬外殼及高壓電力電纜外皮進(jìn)行接地。 二次設(shè)備保護(hù)接地指互感器二次繞組、低壓配電、保護(hù)、控制屏、二次端子箱及低壓配電箱外殼等進(jìn)行接地。所謂保護(hù)接地就是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結(jié)構(gòu)部分）用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來的一種保護(hù)接線方式。接地保護(hù)一般用于配電變壓器中性點(diǎn)不直接接地（三相三線制）的供電系統(tǒng)中，用以保證當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而漏電時(shí)產(chǎn)生的對(duì)地電壓不超過安全范圍。接地保護(hù)與接零保護(hù)統(tǒng)稱保護(hù)接地，是為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行所采取的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。這兩種保護(hù)的不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是保護(hù)原理不同。接地保護(hù)的基本原理是限制漏電設(shè)備對(duì)地的泄露電流，使其不超過某一安全范圍，一旦超過某一整定值保護(hù)器就能自動(dòng)切斷電源；接零保護(hù)的原理是借助接零線路，使設(shè)備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時(shí)，利用短路電流促使線路上的保護(hù)裝置迅速動(dòng)作。二是適用范圍不同。根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等相關(guān)因素，《農(nóng)村低壓電力技術(shù)規(guī)程》將上述兩種電力網(wǎng)的運(yùn)行系統(tǒng)的使用范圍進(jìn)行了劃分。TT系統(tǒng)通常適用于農(nóng)村公用低壓電力網(wǎng)，該系統(tǒng)屬于保護(hù)接地中的接地保護(hù)方式；TN系統(tǒng)（TN系統(tǒng)又可分為TNC、TNCS、TNS三種）主要適用于城鎮(zhèn)公用低壓電力網(wǎng)和廠礦企業(yè)等電力客戶的專用低壓電力網(wǎng)，該系統(tǒng)屬于保護(hù)接地中的接零保護(hù)方式。當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)行的低壓公用配電網(wǎng)絡(luò)，通常采用的是TT或TNC系統(tǒng)，實(shí)行單相、三相混合供電方式。即三相四線制380/220V配電，同時(shí)向照明負(fù)載和動(dòng)力負(fù)載供電。三是線路結(jié)構(gòu)不同。接地保護(hù)系統(tǒng)只有相線和中性線，三相動(dòng)力負(fù)荷可以不需要中性線，只要確保設(shè)備良好接地就行了，系統(tǒng)中的中性線除電源中性點(diǎn)接地外，不得再有接地連接；接零保護(hù)系統(tǒng)要求無論什么情況，都必須確保保護(hù)中性線的存在，必要時(shí)還可以將保護(hù)中性線與接零保護(hù)線分開架設(shè)，同時(shí)系統(tǒng)中的保護(hù)中性線必須具有多處重復(fù)接地。 ⑴正確選擇接地保護(hù)和接零保護(hù)電力客戶究竟應(yīng)該采取何種保護(hù)方式，首先必須取決于其所在的供電系統(tǒng)采取的是是何種配電系統(tǒng)。如果客戶所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是TT系統(tǒng)，客戶應(yīng)該統(tǒng)一采取接地保護(hù)；如果客戶所在的公用配電網(wǎng)絡(luò)是TNC系統(tǒng)，則應(yīng)統(tǒng)一采取接零保護(hù)。 ⑵保護(hù)接地的適用范圍保護(hù)接地適用于不接地電網(wǎng)。這種電網(wǎng)中，凡由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地! 把正常情況下不帶電，而在故障情況下可能帶電的電氣設(shè)備外殼、構(gòu)架、支架通過接地和大地接連起來叫保護(hù)接地。保護(hù)接地的作用就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接，降低接點(diǎn)的對(duì)地電壓，避免人體觸電危險(xiǎn)。 雷電保護(hù)接地 雷電防護(hù)是指保護(hù)建筑物、電力系統(tǒng)及其他一些裝置和設(shè)施免遭雷電損害的技術(shù)措施。雷電及其它強(qiáng)干擾對(duì)通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后果是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程，雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。 　　泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對(duì)雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場(chǎng)沒有衰減。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場(chǎng)衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)（LPZ2區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場(chǎng)，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號(hào)越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。 　　均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（防雷器）組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對(duì)于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差。 　　 雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過電壓幅值。 發(fā)電廠和變電所廣泛使用獨(dú)立避雷針。變電架構(gòu)上的避雷針(110千伏及以上電壓變電所)和煙囪、水塔上的避雷針可防護(hù)直擊雷。大中型變電所常需安裝8～10支高30米左右的避雷針群。有些變電所是用避雷線來保護(hù)。為防護(hù)由輸電線傳入的雷電侵入波，可采用閥型避雷器或氧化鋅避雷器。對(duì)其保護(hù)性能及通流能量等要求甚高，還需嚴(yán)格作到全伏秒特性與被保護(hù)的變壓器等相配合。 安全接地為了保證人身的安全，將電氣設(shè)備外殼設(shè)置的接地。任何接地極都存在著接地電阻，正因?yàn)槿绱耍?dāng)有電流流過接地體時(shí)，在接地電阻上的壓降將引起接地極電位的升高電流在地中擴(kuò)散時(shí)，地面會(huì)出現(xiàn)電位梯度。 接地電阻 接地電阻定義 就是電流由接地裝置流入大地再經(jīng)大地流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻，它包括接地線和接地體本身的電阻、接地體與大地的電阻之間的接觸電阻以及兩接地體之間大地的電阻或接地體到無限大遠(yuǎn)處的大地電阻。接地電阻值的確定接地電阻值的確定要有依據(jù)，要講究經(jīng)濟(jì)效益，其定量要求要以一定的計(jì)算公式為依據(jù)。接地電阻值與接地電流密切相關(guān)，其阻抗取決于接地電大小流和頻率，在頻率較低時(shí)電阻為阻抗的主要分量。 接地電阻《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(SDJ8—79)中對(duì)接地電阻值有具體的規(guī)定。在高土壤電阻率地區(qū)，當(dāng)接地裝置要求做到規(guī)定的接地電阻在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上極不合理時(shí)，大接地短路電流系統(tǒng)接地電阻允許達(dá)到5Ω，但應(yīng)采取措施，如防止高電位外引采取的電位隔離措施，驗(yàn)算接觸電勢(shì)，跨步電壓等。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，主要是以發(fā)生接地故障時(shí)，接地電位的升高不超過2000V進(jìn)行控制。因此，人們普遍認(rèn)為，110kV及以上變電所中。當(dāng)接地電阻值合格時(shí)，不管短路電流有多大都不必采取措施，這是不合理的。接地的實(shí)質(zhì)是控制變電站發(fā)生接地短路時(shí)，故障點(diǎn)地電位的升高。因?yàn)榻拥刂饕菫榱吮ＷC人身和設(shè)備的安全，起作用的是電位而不是電阻，接地電阻是衡量接地網(wǎng)合格的一個(gè)重要參數(shù)，但不是唯一的參數(shù)。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增大，一般情況下單相短路電流值也不斷增大。在有效接地系統(tǒng)中單相接地時(shí)的短路電流一般都超過4kA。因此，從安全運(yùn)行的角度出發(fā)，不管在什么情況下，都應(yīng)該驗(yàn)算地網(wǎng)的接觸電勢(shì)和跨步電壓，必要時(shí)應(yīng)采取防止高電位外引的隔離措施。 接地電阻的測(cè)量接地網(wǎng)電阻值的大小，是判定接地網(wǎng)是否合格的重要部分，而對(duì)接地網(wǎng)電阻的測(cè)量采用的方法及設(shè)備也直接影響測(cè)量的結(jié)果，測(cè)量接地網(wǎng)電阻時(shí)，其接地棒和輻助接地體有兩種布置法。 對(duì)大型地網(wǎng)的電阻測(cè)量，應(yīng)采用電流電壓測(cè)量法，其接地棒，輔助接地體的布置應(yīng)采用三角形由置法，并使輻助接地體的接地電阻不應(yīng)大于10Ω。通過接地裝置的電流應(yīng)大