【文章內(nèi)容簡介】 ................................2 本文的主要內(nèi)容............................................................................................3 2 變電站高壓電力裝置防雷技術(shù)................................................................................4 引言................................................................................................................4 雷電參數(shù)特性................................................................................................4 變電站防雷技術(shù)措施....................................................................................5 3 接地與屏蔽................................................................................................................7 防雷接地........................................................................................................7 屏蔽和等電位連接........................................................................................8 4 結(jié)論......................................................................................................................9 參考文獻........................................................................................................................10 附錄..........................................................................................錯誤！未定義書簽。II關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究 緒論 課題的背景及意義變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站發(fā)生雷擊事故，將造成大面積停電，會對電網(wǎng)造成較大的危害。近年來，隨著我國電力變電站實現(xiàn)綜合自動化，不僅為變電站實現(xiàn)無人值守和配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化奠定了基礎(chǔ)，而且也為供電部門提供更安全、經(jīng)濟、可靠和高質(zhì)量的電能創(chuàng)造了條件，這就更加要求防雷接地措施必須十分可靠。在變電站的設(shè)計過程中，保護變電站的設(shè)備安全，提高其供電可靠性，優(yōu)化防雷接地設(shè)計方案，加強變電站的防雷接地安全措施，最大程度的減少雷擊事故發(fā)生，有著極其重要的意義。 防雷接地保護的重要性遭受雷擊的途徑:一是雷直擊于變電站的設(shè)備上。二是各類架空線路的雷電感應(yīng)過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入到變電站。根據(jù)入侵的途徑，防雷措施對策一般可分為:(1)阻止雷電波的進入。(2)利用保護裝置把雷電波導(dǎo)入到接地網(wǎng)中。防雷保護措施要根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設(shè)施的重要性、特點等，選擇安裝適宜的保護裝置?，F(xiàn)代防雷工程的防雷對象擴大了，防雷措施增加了，防雷設(shè)計的方法也在不斷發(fā)展。變電站實現(xiàn)綜合自動化是傳統(tǒng)變電站二次系統(tǒng)的重大變革，其裝置形式、功能配置以及操作方法都發(fā)生了根本性變化。利用多臺微機和大規(guī)模集成電路裝置組成的自動化系統(tǒng)，可用于控制、監(jiān)測、保護、通信等等。但是，由于這類裝置使用了超大規(guī)模集成電路，運行電壓只有數(shù)伏、信號電流僅為微安級的微機裝置，相比于傳統(tǒng)的電磁式的各類保護裝置，設(shè)備的耐熱性能要差，對尖峰脈沖的耐受 能力比較脆弱，特別是雷擊過電壓的暫態(tài)沖擊會通過變電站的電源線引入，從而引起瞬態(tài)過電壓，如果不經(jīng)處理，就會引起二次設(shè)備的損壞。同時，接地是避雷技術(shù)很重要的環(huán)節(jié)，變電站接地系統(tǒng)的合理與否，是直接采用關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。不管是直擊雷、感應(yīng)雷或其它形式的雷，采用何種類型的防雷設(shè)備，都要求將雷電流盡快通過接地裝置導(dǎo)入大地。因此，沒有合理而良好的接地裝置，就不能有效地防雷。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，接地系統(tǒng)的設(shè)計越來越復(fù)雜。變電站接地網(wǎng)安全除了對接地阻抗有要求外，還對關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、使用壽命等提出了較高的要求。 防雷接地保護的研究現(xiàn)狀當(dāng)雷電直接擊中電力系統(tǒng)的導(dǎo)線部分時，會產(chǎn)生極高的雷電過電壓，任何電壓等級的設(shè)備絕緣都會難以耐受。變電站對于直擊雷的保護一般采取裝設(shè)避雷針或采用沿變電站進線段一定距離內(nèi)架設(shè)避雷線，吸引雷電擊向自身，減低雷擊點的過電壓，通過良好接地的裝置，將雷電流迅速泄入大地。避雷針大大增加雷擊概率，這使得依附于一次設(shè)備的，目前正在大量更新的保護、監(jiān)控、通信等二次設(shè)備遭受雷擊的概率大大增加，損壞方式也多種多樣，從而給電力生產(chǎn)帶來很大的損失。這些二次設(shè)備防感應(yīng)雷基本上靠機殼和內(nèi)部元件本身，可靠性較低。當(dāng)雷擊使高壓線路引入雷電波時，往往影響到變電站的整個低壓電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，導(dǎo)致低壓電源系統(tǒng)中絕緣薄弱設(shè)備的某些元件損壞，如設(shè)備的電源模塊，計算機監(jiān)控系統(tǒng)等，一旦被波及往往造成接口元件擊穿或燒壞。接地起著維持正常運行、保護、防雷、防干擾等作用。當(dāng)接地不規(guī)范時，雷電電磁脈沖容易引起接地點之間電位差，產(chǎn)生的電磁場干擾二次設(shè)備的運行，嚴(yán)重時會損壞設(shè)備內(nèi)部的電子回路。接地電阻不合格，雷電引起的地電位升高，也會通過設(shè)備的接地線引入二次設(shè)備中，損壞設(shè)備的插件。所以，各接地網(wǎng)間必須通過合理布置接地線，等電位連接、屏蔽及裝置本身的電磁兼容防護來解決設(shè)備的安全問題。 關(guān)于防雷接地和電器安全的國內(nèi)外技術(shù)近來年，國內(nèi)進行了另一種人工影響雷電的實驗。其做法是：在雷雨云到達成熟階段之前，用高射炮、火箭等運載工具把大量的金屬針粉或裹著鋁箔的尼龍纖維（每條纖維長10厘米）投擲到云中去。這些導(dǎo)電性能良好的粉劑投入云中后，可以 大大地改善云的導(dǎo)電性能，從而起到分散云中電荷的作用。云中不能形成電荷中心，也就減少了產(chǎn)生雷電的可能性。此外，人工影響對流云的方法也被用來抑制雷電的發(fā)生。如果能在雷雨云形成之初就往云中播撒大量的人工冰核（碘化銀），使的云中的過冷水滴提前凍結(jié)成冰晶，并從云中掉下來，從而減少雷電的發(fā)生。大量的對比實驗表明，播撒了碘化銀的云，39。云－地39。閃電的次數(shù)比不播撒的云減少了66%。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究利用激光改變雷電走向，是日本專家們最近的又一新成果。它使引雷技術(shù)向?qū)嵱没~進了一大步。這種技術(shù)是通過反射鏡將激光射向雷雨云，在空氣中形成電流容易通過的高溫等離子體通道，將雷電引向避雷塔。美國科學(xué)家發(fā)明的39。雷電消除器39。則非常適用于多雷地區(qū)，現(xiàn)已獲得專利。這種39。雷電消除器39。制作十分簡單：幾百根鋼筋豎立在插進土壤中的空心大口徑金屬管上 面的切口中。它看上去很像避雷針，只是分散在一定的面積上，但它的作用機理與避雷針完全不同。它防止的不是雷電本身，而是不可見的雷電驅(qū)波，即所謂使大氣擊穿的靜電放電。俄羅斯專家則研制出一種能及時預(yù)報雷電的警報儀。這種儀器能自收集在半徑25公里范圍內(nèi)大氣層的電學(xué)數(shù)據(jù)，進而判斷雷電發(fā)生的地點和強度。35公里的范圍內(nèi)及時發(fā)出警報。這對于正在高處施工的建筑工人和高壓輸電線的修理工人來說，不失為理想的39?？罩斜Ｗo神39。 本文的主要內(nèi)容作為一個研究領(lǐng)域，有關(guān)防雷、接地和電氣安全有很多需要研究的問題。全文共分為三章，各章內(nèi)容簡介如下：第一章緒論，簡述課題的背景和意義、論題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹論文的主要內(nèi)容；第二章變電站高壓電力裝置防雷技術(shù)； 第三章接地與屏蔽；在電力系統(tǒng)中大氣過電壓嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運行，而大氣過電壓產(chǎn)生的根本原因，是雷云放電引起的。因此要注意電氣設(shè)備的防雷。在日常生活中為了防止人體觸電，電氣設(shè)備必須有良好的接地裝置，用以保護電氣設(shè)備及防止人體觸電事故的發(fā)生。化工廠生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品大多數(shù)是易燃物的物質(zhì)，如氫氣、一氧化碳、氨氣、甲烷和乙炔等，其生產(chǎn)過程一般是高溫、高壓操作，這些都是形成著火和爆炸的條件。因此防爆在化工企業(yè)具有特別重要的意義。必須采取措施，防止由化工廠共配電電氣設(shè)備和線路引起爆炸或火災(zāi)事故或火災(zāi)事故。因此，供電系統(tǒng)的注意防雷接地及電氣安全。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究 變電站高壓電力裝置防雷技術(shù) 引言建筑物的防雷設(shè)計要因地制宜地采取防雷措施，目標(biāo)是要防止或減少雷擊建筑物所發(fā)生的人身傷亡和財產(chǎn)損失，同時做到安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理。要在認(rèn)真調(diào)查被保護物周圍的地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件，了解雷電活動規(guī)律及其特點的基礎(chǔ)上，仔細研究防雷裝置的形式及其布置。建筑物根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。各類防雷建筑物都必須采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施，對于第一類防雷建筑物和部分第二類防雷建筑物還要采取防雷電感應(yīng)的措施。變電站一般為第二類防雷建筑，本文以第二類防雷建筑要求，進行防雷設(shè)計。 雷電參數(shù)特性雷電是一種自然現(xiàn)象，它釋放出的巨大能量，有極強大的破壞能力。而且雷電發(fā)生的隨機性很大，關(guān)于雷電特性的各個參數(shù)需要通過大量實測，數(shù)據(jù)統(tǒng)計后才能確定，防雷保護設(shè)計的依據(jù)來源于這些實測數(shù)據(jù)。 雷電流幅值及分布概率雷電流幅值是指物體遭到直接雷擊時，經(jīng)過接地電阻，被擊物體中雷電流的最大值。它是表示雷電強度的指標(biāo)，也是產(chǎn)生雷電過電壓的根源，是最重要的雷電參數(shù)。 雷電流波形和極性雷電流對電氣設(shè)備絕緣的危險程度同雷電流波頭(波前時間)陡度的大小有關(guān)。雷電流的幅值和波前時間決定了它的陡度，雷電流的陡度是指其波前隨時間上升的變化率。根據(jù)實測統(tǒng)計，對于中等強度以上的雷電流，其波頭(波前時間T。)大多為1一5拼s。雷電流是單極性的脈沖波，75%~90%的雷電流是負極性的。 雷暴日雷暴日是一年中有雷電的天數(shù)。可表征不同地區(qū)的雷電活動頻繁程度，統(tǒng)計雷暴的嚴(yán)重程度。地區(qū)雷暴日等級可根據(jù)年平均雷暴日數(shù)來劃分。一般可劃分為少雷區(qū)、多雷區(qū)、高雷區(qū)、強雷區(qū)。少雷區(qū)是指年平均雷暴日在20天及以下的地區(qū)。多雷區(qū)是指年平均雷暴日大于20天但不超過40天的地區(qū)。高雷區(qū)是年平均雷暴日大于40關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究天，不超過60天的地區(qū)。強雷區(qū)是年平均雷暴日超過60天以上的地區(qū)。 落雷密度地面落雷密度是表征雷云對地放電的頻繁程度。線路受雷密度是以線路受雷寬度為避雷線(有避雷線的線路)或?qū)Ь€(無避雷線的線路)的平均懸掛高度的4倍進行計算。 變電站防雷技術(shù)措施當(dāng)雷電直擊在物體上，產(chǎn)生電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械力對物體造成危害的現(xiàn)象，稱為直擊雷。直擊雷產(chǎn)生的過電壓幅值可高達數(shù)十萬伏，有的達到數(shù)百萬伏，這是任何電壓等級的電力設(shè)備絕緣都不能耐受的。所以需要安裝直擊雷防護裝置，而防護直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針或避雷線。 直擊雷的防護措施避雷針(線)是接地的導(dǎo)電物，一般高于被保護物體，它們的作用就是將雷電吸引到自己身上，安全并迅速地導(dǎo)入地中。避雷針通過自身的高度，在其尖端的高突處形成電場的畸變，在雷云電場的作用下，當(dāng)尖端的電場強度大于空氣電離場強時，開始電離空氣，形成迎面先導(dǎo)，并與雷云的雷電先驅(qū)相遇，完成雷擊過程。為了使雷電流能夠順利下泄，必須有良好的導(dǎo)電通道。因此，避雷針(線)的基本組成部分是接閃器(引發(fā)雷擊的部位)、引下線和接地體。 防雷電波侵入的措施避雷器實質(zhì)上是一種放電器(或稱限壓器)，并聯(lián)在被保護設(shè)備附近。避雷器的擊穿電壓要比被保護設(shè)備的低。當(dāng)線路上傳來的過電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器會先行放電，把入侵波導(dǎo)入大地，限制設(shè)備上的過電壓，避免電氣設(shè)備絕緣遭擊穿損壞。當(dāng)入侵波消失后，避雷器又能夠自行恢復(fù)絕緣能力，防止工頻接地短路事故的發(fā)生。為了使避雷器達到預(yù)期的保護效果，必須正確選擇和使用避雷器。避雷器的基本要求:避雷器與被保護設(shè)備之間應(yīng)有合理的伏秒特性的配合，在被保護物可能擊穿以前，避雷器就已發(fā)生動作，將過電壓波截斷，從而起到可靠的保護作用。工程上常用沖擊系數(shù)。來反映伏秒特性的形狀。沖擊系數(shù)a是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓的比值，其比值越小，伏秒特性越平直，一般希望它接近于1。因此，應(yīng)選用沖擊系數(shù)小的避雷器作為電氣設(shè)備的保護裝置。當(dāng)瞬間的雷電過電壓消失后，避雷器能自行截斷工頻續(xù)流、恢復(fù)絕緣強度，關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究保證電力系統(tǒng)能夠繼續(xù)正常運行。具有一定通流容量，且其殘壓應(yīng)低于被保護設(shè)備的沖擊耐壓值。現(xiàn)行防雷技術(shù)特點?，F(xiàn)行過電壓保護規(guī)范GBJ64－83和電力行標(biāo)準(zhǔn)DL/T620－1997（以下簡稱規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)）對高壓電力裝置的防雷保護規(guī)定，線路上裝設(shè)保護間隙或管型避雷器，對各類電氣設(shè)備裝設(shè)閥型避雷器。這表明現(xiàn)行防雷技術(shù)的特征是“在電力系統(tǒng)中各種防雷器件，不分優(yōu)劣兼容并用，實際使用以碳化硅避雷器為主”。其保護模式是系統(tǒng)中保護間隙或管型避雷器、閥型避雷器并用，其技術(shù)水平是只注重雷電幅值限壓保護，有防雷保護功不完全，保護性能不完善等缺點或隱患，技術(shù)水平落后，其技術(shù)政策是容許使用原始的落后的防雷器件。應(yīng)認(rèn)識到使用原始的落后的防雷器件就是容許和保護落后技術(shù)，必然會制約和阻礙系統(tǒng)的防雷技術(shù)發(fā)展提高。改革、發(fā)展、進步是新世紀(jì)時代科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨向，歷史時代前進主流。因此現(xiàn)行防雷技術(shù)有必要技術(shù)改革，改革其落后的防雷保護模式，提高其防雷技術(shù)水平，促進其防雷技術(shù)政策現(xiàn)代化。關(guān)于防雷、接地和電氣安全的研究 接地