【正文】 35KV 變電站對(duì)直擊雷防護(hù)的設(shè)計(jì) 采用兩根等高避雷針進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì) 采用四根等高避雷針進(jìn)行防護(hù)設(shè)計(jì) 第 4 章 變電站雷電侵入波防護(hù) 變電站對(duì)雷電侵入波防護(hù)概述 35KV 變電站對(duì)雷電侵入波的防護(hù) 避雷器的防護(hù)距離 變電站的雷電侵入波防護(hù)接線 ? 16 ? 變電站的進(jìn)線段雷電防護(hù) 雷電侵入波防護(hù)要素 避雷器與 35KV 變壓器的最大電氣距離 雷雨季節(jié)在運(yùn)行方式上盡量保證母線并列運(yùn)行 電纜進(jìn)出線有利于降低雷電侵入波的幅值和陡度 第 5章 接地的基本常識(shí) . 接地、接地電阻及接地裝置 接地概 念及分類 接地電阻與對(duì)地電壓 接地裝置 接觸電壓和跨步電壓 工頻接地電阻、沖擊接地電阻和沖擊系數(shù) 接地體工頻接地電阻計(jì)算 自然接地體及其工頻接地電阻計(jì)算 人工接地體及工頻接地電阻計(jì)算 第 6章 變電站的接地 變電站接地裝置的型式 . 變電站的接地裝置要求 . 接地電阻值的要求 變電站主接地網(wǎng)的均壓要求及計(jì)算 35KV 變電站接地設(shè)計(jì) ? 17 ? 。輔助接地裝置與變電站的主接地網(wǎng)相連接時(shí)，其連接點(diǎn)距離變 壓器與主接地網(wǎng)的連接點(diǎn)不得小于 15m，目的是保證雷擊避雷針時(shí)，在接地裝置上產(chǎn)生的高電壓波經(jīng)過這段距離的衰減，傳播到變壓器連接點(diǎn)不會(huì)對(duì)變壓器造成反擊。 反擊的防止 防止措施： ①增大避雷針與被保護(hù)設(shè)備間的空間距離；②增大避雷針與被保護(hù)設(shè)備接地體間的距離；③降低避雷針的接地電阻。 反擊 反擊的產(chǎn)生 所謂反擊是指雷擊避雷針（線）瞬間，強(qiáng)大的雷電流通過避雷針頂端的接閃器及引下線和接地體向大地泄放時(shí)產(chǎn)生的高電位。 a； L、 W、 H為建筑物的長、寬及最高點(diǎn)， m； k 為校正系數(shù)，位于曠野的孤立建筑物取 2，金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取 ，位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂處、山谷風(fēng)口處的建筑物及特別潮濕的建筑物取 ，除此之外一般取 1即可。此外 , 裝設(shè)避雷針時(shí)對(duì)于 35KV 變電站必須裝有獨(dú)立的避雷針 , 并滿足不發(fā)生反擊的要求；對(duì)于 110KV 及以上的變電站 , 由于此類電壓等級(jí)配電裝置的絕緣水平較高 , 可以將避雷針直接裝設(shè)在配電裝置的架構(gòu)上 , 因此 , 雷擊避雷針?biāo)a(chǎn)生的高電位不會(huì)造成電氣設(shè)備的反擊事故。它將雷吸引到自己的身上 , 并安全導(dǎo)人地中 , 從而保護(hù)了附近絕緣水平比它低的設(shè)備免遭雷擊。避雷器按其發(fā)展的先后可分為：保護(hù)間隙 —— 是最簡單形式的避雷器； 管型避雷器 —— 也是一個(gè)保護(hù)間隙，但它能在放電后自行滅??；閥型避雷器 —— 是將單個(gè)放電間隙分成許多短的串聯(lián)間隙，同時(shí)增加了 非線性電阻 ，提高了保護(hù)性能； 磁吹避雷器 —— 利用了磁吹式 火花間隙 ，提高了滅弧能力，同時(shí)還具有限制 內(nèi)部過電壓 能力；氧化鋅避雷器 ——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高，即在高電壓時(shí)呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常 工頻電壓 下呈高電阻特性），具有無間隙、無續(xù)流殘壓低等優(yōu)點(diǎn)，也能限制內(nèi)部過電壓，被廣泛使用。 避雷器 的工作原理 是變電站被保護(hù)設(shè)備免遭 雷電沖擊波 襲擊的設(shè)備。保護(hù)間隙主要用于限制 大氣過電壓 ，一般用于 配電系統(tǒng) 、線路和變電所進(jìn)線段保護(hù)。 避雷器 的作用是用來保護(hù)電力系統(tǒng)中各種電器設(shè)備免受雷電過電壓、 操作過電壓 、工頻 暫態(tài)過電壓 沖擊而損壞的一個(gè)電器。 避雷線是由懸掛在保護(hù)物上空的鍍鋅鋼絞線（即接閃器，截面不得小 35mm2）、接地引下線和接地體組成。避雷線分圓截面和扁截面兩大類型。 Hr 的取值 一類防雷建筑物為 30 米 二類防雷建筑物為 45 米 三類防雷建筑物為 60 米 避雷線 避雷線是鐵質(zhì)的， 避雷針 是銅質(zhì)（也可以是銅質(zhì)的），避雷針頂端向天，避雷線連接避雷網(wǎng) 埋地，避雷線連接避雷針，雷雨季節(jié)，雷電從天空從避雷針進(jìn)入避雷線直至埋地的避雷網(wǎng)，是消除 雷擊 保護(hù)建筑物或儀器的設(shè)施 。 避雷針的保護(hù)范圍 （ 1）單根針的保護(hù)范圍 避雷針相關(guān)圖 1 根避雷針的保護(hù)范圍當(dāng)避雷針的高度 h≤hr 時(shí) 距地面 hr 處作一條平行于地面的平行線，以避雷針的針尖為圓心， hr 為半徑畫弧，交水平線于 A、 B 兩點(diǎn)，又分別以 A、 B 兩點(diǎn)為圓心， hr 為半徑，從針尖向地面畫弧。接地體是直 ? 12 ? 接泄放雷電流的，所以其選用既要考慮經(jīng)濟(jì)，又要滿足接地電阻值的規(guī)定要求。 (4)接地體 埋于地下的各種型鋼，工程中多采用垂直打入地中的鋼管、角鋼或水平埋設(shè)扁鋼、圓鋼。圓鋼直徑不得小于 8～ 12mm；扁鋼截面不得小于 12mm 4mm。 （ 2）支持構(gòu)架 高度在 15～ 20m一下的獨(dú)立避雷針可采用水泥桿；較高時(shí)宜采用鋼結(jié)構(gòu)支柱； 110KV 及以上電壓級(jí)變電站，當(dāng)條件允許時(shí)，可將避雷針安裝在高壓門型構(gòu)上；對(duì)于建筑物或構(gòu)筑 物可裝于頂部。圓鋼直徑應(yīng)大于 12～16mm；鋼管直徑應(yīng)大于 20～ 25mm。 避雷針的結(jié)構(gòu)和保護(hù)原理 避雷針是由接閃器、支持構(gòu)架、引下線和接地體四部分構(gòu)成。 防雷裝置 避雷針 避雷針是防直接雷擊的有效裝置。應(yīng)當(dāng)特別注意的是 :定義中的雷電流 i 恰好等于沿雷電通道傳播而來的雷電流波的兩倍。所以國際上都習(xí)慣把雷擊低于接地阻抗 (0 Z 或 ZZ0。如圖 22 的雷電流源等值電路，有 : 顯然 i 與 Z 有關(guān)。 雷電放電的物理過程雖然是很復(fù)雜的，但是從地而感受到的實(shí)際效果和防雷保護(hù)的工程角度，還是可以把它看成是一個(gè)沿著一條固定波阻抗的雷電通道向地而傳播的電磁波過程，據(jù)此建立計(jì)算模型。盡管雷云有很高的初始電位 (估可達(dá)幾百兆伏 )，可能使大氣擊穿，形成先導(dǎo)主放電，但是地而被擊物體的電位并不取決于這一初始電位，而是取決于雷電流與被擊物體阻抗的乘積 (被擊物體阻抗是指被擊點(diǎn)與大地零電位參考 點(diǎn)之間的阻抗 )。 地面落雷密度 dT 有關(guān)。也就是說，主放電過程可視為一個(gè)電流波阻抗 Z0 ? 11 ? 的雷電投射到雷擊點(diǎn) A 的波過程 。還有在設(shè)計(jì)特高桿塔時(shí)，采用此種表示將使計(jì)算更加接近于實(shí)際。s 以內(nèi)的各種波過程，有很好的等值性。 圖 221（ b）為斜角平頂波，其陡度α可由給定的雷電流幅值 I 和波前時(shí)間定。當(dāng)被擊物體的阻抗只是電阻 R 時(shí)，作用在 R 上的電壓波形 u 和電流波形 i 是相同的。 在電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)計(jì)算中，要求將雷電流波形用公式描述，以便處理 ,經(jīng)過簡化和典型化可得以下三種常用的計(jì)算波形，如圖 21 所示。雷電觀測工作的基礎(chǔ)還比較薄弱，有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。另一方面也在于測量條件和技術(shù)水平的不同。許多研究者發(fā)表過各種結(jié)果，雖然基本規(guī)律大體相近，但其具體數(shù)值卻有差異。我國采用 的固定波頭長度，即認(rèn)為雷電流的平均陡度石和幅值線性相關(guān)： a (23) 即幅值較大的雷電流同時(shí)也具有較大的陡度。 根據(jù)以上分析，在防雷保護(hù)計(jì)算中，雷電流的波形可采用 。s,大于 50181。s～ 100181。我國在防雷保護(hù)設(shè)計(jì)中建議采用 的波頭長度。s 的范圍內(nèi)，平均 2181。據(jù)統(tǒng)計(jì)，波頭長度大多在 1181。對(duì)于雷電活動(dòng)很弱的少雷地區(qū) (年平均雷電活動(dòng) 20 日以下 )，例如陜南以外的西北地區(qū)及內(nèi)蒙古自治區(qū)的部分地區(qū)。例如幅值等于和超過50kA 的雷電流，計(jì)算可得概率為 33%。雷電流陡度對(duì)過電壓有直接影響，也是常用的一個(gè)重要參數(shù)。波長是指脈沖電流的持續(xù)時(shí)間。幅值是指脈沖電流所達(dá)到 的最高值 。 雷電流的幅值、波頭、波長和陡度 對(duì)于脈沖波形的雷電流，需要三個(gè)主要參數(shù)來表征。根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)測統(tǒng)計(jì)， 75%～ 90%的雷電流是負(fù)極性的。 雷電流的波形和極性 實(shí)測結(jié)果表明，雷電流是單極性的脈沖波，這與前述雷電放電過程的原理解釋是一致的。我國把平均雷電日不超過 15 的叫少雷區(qū)， 40～ 90 的叫多雷區(qū)，超過 90 的叫強(qiáng)雷區(qū)。海南省及雷州半島雷電活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，平均年雷電日高達(dá) 100～ 133，北緯 度以南，一般在 80 以上，北緯 度到長江一帶約 40～ 80，長江以北大部分地區(qū) (包括東北 )多在 20～ 44。我國的平均雷電日分布圖可查閱《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》。在一天內(nèi)只要聽到雷聲就算一個(gè)雷電日。 雷電參數(shù) 雷電參數(shù)是雷電過電壓計(jì)算和防雷設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，參數(shù)變化，計(jì)算結(jié)果隨之而變。由于帶有負(fù)電 ? 9 ? 荷雷云的存在，束縛著導(dǎo)線上的正電荷。如果配電網(wǎng)中的線路或設(shè)備遭受雷