【正文】 由于時間和自己知識及能力的限制，導(dǎo)致此次課題設(shè)計(jì)存在錯誤之處，懇請各位老師批評指正。 變電站防雷接地技術(shù) 24 5 結(jié)論 本論文首先對變電站防雷接地技術(shù)的基本技術(shù)問題作了詳盡的描述：針對目前變電站設(shè)備中防雷技術(shù)的中存在的問題，提出詳盡的防雷解決方案，還介紹 了變電站接地設(shè)計(jì)的必要性和設(shè)計(jì)原則，闡述了變電站接地電阻 的測量和降阻措施，提出了變電站電氣設(shè)備防雷措施。 防雷接地 ： 35KV 變電站用獨(dú)立避雷針 , 避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構(gòu)架的接地導(dǎo)體埋在地中部分在土壤中的距離大于 3m, 變電站電氣裝置的接地裝置采用水平接地極為主的人工接地網(wǎng) , 水平接地極采用扁鋼 50mm 5mm, 垂直接地極采用角鋼 50mm 5mm, 垂直接地極間距 5m～ 6m, 主接地網(wǎng)接地裝置電阻不大于4Ω , 主接地網(wǎng)埋于凍土層 1m 以下。 按 n=30 及 2/ ?la ，查得 ?c? 。接地電阻值不應(yīng)大于 10 歐，當(dāng)實(shí)際接地電阻大于上述值時，可采取加鉆深孔或?qū)⒔拥貛б羾鷫ν夥笤O(shè)一小接地網(wǎng) ； 主接地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)不大于 4 歐，當(dāng)實(shí)際接地電阻值 大于上述值時，采取加鉆深孔或?qū)⒔拥貛б羾鷫ν夥笤O(shè)一小接地網(wǎng) ； 接地裝置埋深度為 米為宜，接地網(wǎng)的外緣須閉合，外緣各角應(yīng)做成園弧型，園弧半徑應(yīng)大于 5 米，回田土取土壤電阻率低的田園土，予留好引線，以備設(shè)備接地，扁鋼搭接長度大于寬度的 2 倍 ； 電纜溝支架與水平接地體連通 ； 各種電氣設(shè)備外殼，構(gòu)架支架均須可靠接地 ； 接地網(wǎng)應(yīng)與土建基礎(chǔ)鋼筋連接。 接地裝置的設(shè)置 接地裝置由水平接地體和垂直 接地體組成，接地體的截面應(yīng)經(jīng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，計(jì)及材料的腐蝕程度，并考慮一定裕度后確定。 M 的地區(qū)，線路避雷線不允許進(jìn)門型構(gòu)架。 防止反擊過電壓 變電所內(nèi)的大氣過電壓除來自雷電對配電裝置的直接雷擊和架空進(jìn)線上出現(xiàn)變電站防雷接地技術(shù) 22 的雷電浸入波外，還有來自于雷擊避雷針或避雷線后反擊到配電裝置的反擊過電壓。 多年來的實(shí)踐證明折線法計(jì)算能滿足電力行業(yè)的要求，而且與滾球法相比具有一定的優(yōu)越性；如上例的變電站的防雷保護(hù)范圍用滾球法計(jì)算則需要再增加一根避雷針才能滿足保護(hù)范圍要求。圖中： 0( 2 ) 2xxr h h Pb h h?? （ 41） 式中 xr — 被保護(hù)物高度為 xh 的平面保護(hù)半徑； xb — 被保護(hù)物高度為 xh 高度平面上保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度 ； P — 避雷針高度影響系數(shù)；按設(shè)計(jì)手冊規(guī)定30 , 1h m P??； xh — 被保護(hù)物高度； h — 避雷針高度； 0 7h h D P?? ； D — 2 個等高避雷針間距離。在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，避雷針保護(hù)范圍的 計(jì)算法常采用電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的折線法計(jì)算，但也存在采用滾球法計(jì)算。 cm/W。土壤電阻率 2104Ω有三種規(guī)格的變壓，分別為35/（主變壓器）、 35/ 與 。占地面積長為 50m， 寬為 40m。常出現(xiàn)的錯誤是輸電線路終端桿塔與母線門型架有角度偏移，從而無法進(jìn)行避雷線安裝，使變電站又要重新設(shè)計(jì) ， 重新施工，造成了一定人力、物力的損失，所以在 35KV 變電站設(shè)計(jì)中要特別地注意這個問題。 M 的地區(qū)，避雷線應(yīng)架設(shè)到線路終端桿塔為止，從終端塔到配電裝置的進(jìn)線段可采用獨(dú)立的避雷針或在線路終端塔上裝設(shè)避雷針進(jìn)行保護(hù)。 M 的地區(qū)，允許將線路的避雷線引到站內(nèi)出線門型架構(gòu)上，并應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置，避雷線與集中接地裝置的連接點(diǎn)應(yīng)便于分開。 變電站的進(jìn)線保護(hù)設(shè)計(jì) 變電站設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定對 35KV 變電站進(jìn)線要進(jìn)行防護(hù)雷保護(hù)。 變電所的接地網(wǎng)設(shè)計(jì) 變電站的接地網(wǎng)常采用 40mm 4mm 的扁鋼或直徑為 20mm 的圓鋼排列成方孔形或長孔形，埋地 ～ ，在北方應(yīng)埋在凍土層以下，其面積與變電站的面積相同或稍大，埋在變電站的圍墻外側(cè)，距墻 ～ 2m，四周外緣應(yīng)閉合，外緣各角做成圓弧形，圓弧的半徑不宜 小于接地網(wǎng)內(nèi)均壓帶間距的一半。對于農(nóng)村 35 千伏變電站的防雷保護(hù)措施主要有 : 裝設(shè)避 雷針保護(hù)整個變電所建筑物以避免遭到直接的雷擊；裝設(shè)架空避雷線（或避雷針）及其它避雷裝置作為變電所進(jìn)出線段的防雷保護(hù)。 變電站防雷保護(hù)目的就是設(shè)法防止雷電過電壓侵入電氣設(shè)備，并應(yīng)采取相應(yīng)措施將它盡可能降低到對電氣設(shè)備的絕緣不致造成損害的程度。 化學(xué)降阻劑的應(yīng)用 ， 化學(xué)降阻劑機(jī)理是，在液態(tài) 下從接地體向外側(cè)土壤滲出，若干分鐘固化后起著散流電極的作用。決定垂直接地體的最佳深度，應(yīng)考慮到三維地網(wǎng)的因素，所謂三維地網(wǎng)，是指垂直接地體的埋置深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級的接地網(wǎng)。決定散流電阻的主要因素是土壤的含水量。 接地體表面與土壤的接觸電阻，其阻值懷土壤的性質(zhì)、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面積及接觸緊密程度有關(guān)。 降低變電所接地裝置工頻接地電阻的措施 接地引線電阻，是指由接地體至設(shè)備接地母線間引線本身的電阻，其阻值與引線的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。 防靜電保護(hù)和防干擾屏蔽裝置的主接地線一般采用多股銅芯電纜，分接地線采用多股銅芯軟線。 接地線 接地線即接地體的外引線，連接被保護(hù)或屏蔽設(shè)施的連線，可設(shè)主接地線、等電位連接板和分接地線。埋在土壤中的接地裝置連接部位應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的搭接長度焊接以達(dá)到電氣連接。 垂直接地體之間的距離為 5m 左右，頂部埋深 ～ 。人工接地體又可分為水平接地體和垂直接地體。 可以分為： 接地體 和 接地。因此，人們普遍認(rèn)為 110kV 及以上變電所中，接地電阻值小于 ，大于 ，不管短路電流有多大都不必采取措施，這是不合理的。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，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，跨步電壓等。 在工程計(jì)算中 ， 通過分析接地電阻 ， 可了解雷擊時地電位升高和反擊情況 ， 從而采取相應(yīng)的防雷措施 。當(dāng)接地電流 I 一定是， 接地電阻 R 越大，那么電位 Um 越高 ,這時地面上的接地物體 （ 如一些電氣設(shè)備外殼 ） 也具有了的電位 Um， 這就可能引起與其他帶電部分間的絕緣閃絡(luò) ， 也可能引起大的接觸電壓 Uj 和跨步電壓 Uk,使得通過人體的電流超過安全值 ， 從而危及人身的安全 。離電流注入點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，地中的電流密度 J 就越小，電場強(qiáng)度 E 也越小。流進(jìn)大地的電流是經(jīng)過接地體注入的，進(jìn)入大地后的電流會向四處擴(kuò)散。實(shí)際上 ， 大地并不是理想導(dǎo)體，有一定的電阻率。 接地電阻 大地是個導(dǎo)體 ， 當(dāng)其中沒有電流流通時是等電位的 ， 可以認(rèn)為大地具有零電位 。 3．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。除主設(shè)備 的接地外，在微電子電路中，根據(jù)電路性質(zhì)不同，還有各種不同的工作接地比如直流地、交流地、數(shù)字地、模擬地、信號地、功率地、電源地等。 接地根據(jù)工作內(nèi)容劃分為以下幾種： 1．工作接地 工作接地是為系統(tǒng)正常工作而設(shè)置的接地。避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器的接地線主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長度不得小于 15m，同時變壓器門形架構(gòu)上不得裝避雷針。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合，外緣各角應(yīng)做成圓弧形。小變電所用獨(dú)立避雷針，大變電大多在獨(dú)立避雷針與配電裝置帶電部分的空氣中最短途徑不得小于五米。變電站接地網(wǎng)安全除了對接地阻抗有要求外，還對地網(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。變電站接地包含工作接地、保護(hù)接地、雷電保護(hù)接地。 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。避雷線保護(hù)范圍還可以用保護(hù)角 (指避雷線同外側(cè)導(dǎo)線的連線與垂直線之間的夾角 )來表示 ， 雷擊導(dǎo)線的概率隨保護(hù)角的減小而降低。但因避雷線的保護(hù)長度是與線路 等長的 ， 所以特別適合保護(hù)架空線路 ， 有時還可以編成防雷保護(hù)網(wǎng)或避雷帶來保護(hù)一些重要的建筑物 。 由于變電站的面積比較大，實(shí)際上都采用多支避雷針保 護(hù)的方法，多支避雷針保護(hù)范圍應(yīng)按下列方法確定 ： 將多支避雷針的多邊形，按相臨近的原則，劃分成若干個 3 支避雷針組成的三角形； 各邊的保護(hù)范圍一側(cè)最小寬度 b:之 0 時 (b:指在高度為被保護(hù)物體高度的水平面上，保護(hù)范圍一側(cè)的最小保護(hù)寬度 )，則全部面積才能受到保護(hù)； 多支避雷針的外側(cè)保護(hù)范圍，應(yīng)分別按等高或不等高兩針的保護(hù)范圍的方法確定 二、避雷線保護(hù)范圍的確定 避雷線相當(dāng)于掛在高空的接地導(dǎo)線。當(dāng)兩支避雷針不等高時，兩外側(cè)的保護(hù)范圍仍按單針方法求出。兩支等高避雷針相距不太遠(yuǎn)時 ， 由于兩針的聯(lián)合屏蔽作用 ， 是兩針中間部分的保護(hù)范圍比單針時要大，避雷針外側(cè)的保護(hù)范圍與單根避雷針時相同。 在工程上可由簡化保護(hù)范圍的計(jì)算方法確定。 一、避雷針保護(hù)范圍確定 在一定高度的避雷針下面有一個安全區(qū)域 ， 在這個區(qū)域中的物體基本上不會受到雷擊 ， 這個安全區(qū)域就是避雷針的保護(hù)范圍。接閃器有避雷針、避雷線。架設(shè)避雷線的這段進(jìn)線稱為變電所進(jìn)線保護(hù)段 未沿全線架設(shè)避雷線的進(jìn)線段保護(hù) 圖 進(jìn)段保護(hù)示意圖 （ 1）閥型避雷器的作用：保護(hù)全所設(shè)備 ； （ 2）避雷線作用：避雷線保護(hù)角很小，在進(jìn)線段內(nèi)不發(fā)生繞擊，雷擊于進(jìn)線段以外的導(dǎo)線上時，導(dǎo)線自身電阻將消耗入侵波能量，來限制入侵波幅值 ； （ 3）管型 避雷器 1：限流 ； （ 4）管型避雷器 2：保護(hù)開關(guān)。 為了限制流經(jīng)避雷器的雷電流和限制入侵波的陡度，變電所需采用進(jìn)線保護(hù)接線。如不架設(shè)避雷線，當(dāng)遭受雷擊時，勢必會對線路造成破壞。當(dāng)線路上出現(xiàn)過電壓時，將有行波導(dǎo)線向變電站運(yùn)動，起幅值為線路絕緣的 50%沖擊閃絡(luò)電壓，線路 的沖擊耐壓比變電站設(shè)備的沖擊耐壓要高很多。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(hù)裝置 ； 當(dāng)瞬間的雷電過電壓消失后 ， 避雷器能自行截?cái)喙ゎl續(xù)流、恢復(fù)絕緣強(qiáng)度 ，保證電力系統(tǒng)能夠繼續(xù)正常運(yùn)行 ； 具有一定通流容量 ， 且其殘壓應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐壓值。來反映伏秒特性的形狀 。避雷器的基本要求 ： 避雷器與被保護(hù)設(shè)備之間應(yīng)有合理的伏秒特性的配合 ， 在被保護(hù)物可能擊穿以前 ， 避雷器就已發(fā)生動作 ， 將過電壓波截?cái)?， 從而起到可靠的保護(hù)作用。前兩種主要用于變電站進(jìn)線段的保護(hù) ， 以限制入侵的大氣過電壓 ； 后兩者主要用