【正文】 .. 3 避雷針計算原理 ......................................................................................................... 3 單支避雷針的保護(hù)范圍 (圖 2)： ..................................................................... 3 兩支等高避雷針的保護(hù)范圍 (圖 3)： ............................................................. 5 多支等高避雷針的保護(hù)范圍 (圖 5)： ............................................................. 5 單根避雷線在 hx水平面上每側(cè)保護(hù)范圍的寬度 (圖 6)： ............................ 6 兩根等高平行避雷線的保護(hù)范圍 (圖 7)： ..................................................... 7 不等高避雷針、避雷線的保護(hù)范圍 (圖 8)： ................................................. 8 復(fù)雜地形的計算 .............................................................................................. 9 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） IV 相互靠近的避雷針和避雷線的聯(lián)合保護(hù)范圍可近似按下列方法確定 (圖9)： ............................................................................................................................. 9 發(fā)電廠和變電所的直擊雷過電壓保護(hù) ..................................................................... 9 發(fā)電廠 和變電所的直擊雷過電壓保護(hù)可采用避雷針或避雷線。 發(fā)電廠的主廠房、主控制室和配電裝置室一般不裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。 露天布置的 GIS 的外殼不需裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置，但應(yīng)接地。 采用獨(dú)立避雷針的情況 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 獨(dú)立避雷針 (線 )宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。 獨(dú)立避雷針、避雷線與配電裝置帶電部分間的空氣中距離以及獨(dú)立避雷針、避雷線的接地裝置與接地網(wǎng)間的地中距離。裝設(shè)避雷器時 , 要盡量接近變壓器 , 并盡量減少連線的長度 , 以便減少雷電電流在連接線上的壓降。變電站的每一組主母線和分段母線上都應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器 , 用來保護(hù)變壓器和電氣設(shè)備。避雷器的安裝應(yīng)盡可能處于保護(hù)設(shè)備的中間位置 , 對變電站避雷器的保護(hù)距離進(jìn)行計算 , 當(dāng)母線避雷器到主變壓器的電氣距離大于表 表 2 中數(shù)據(jù)時 , 應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器 , 所增設(shè)的避雷器與變壓器的電氣距離 : 10 kV 一回應(yīng)小于 15 m、二回應(yīng)小于 23 m。運(yùn)行于大接地電流系統(tǒng)中的變壓器的中性點(diǎn)有可能不接地運(yùn)行 , 若變壓器中性點(diǎn)絕緣不是按線電壓設(shè)計的 , 應(yīng) 在中性點(diǎn)裝設(shè)閥型避雷器。 ...................................................... 20 表 1 避雷器到 3 kV～ 10 kV 主變壓器的最大電氣距離 ............................................. 20 表 2 避雷器到 35 kV～ 220 kV 主變壓器的最大電氣距離 ( m) .................................. 20 站內(nèi)避雷器設(shè)計詳細(xì)規(guī)程 ....................................................................................... 21 根據(jù)《 DL6201997 交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》發(fā)電廠和變電站高壓配電裝內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） VI 置的雷電侵入波過電壓保護(hù)方法如下。 保護(hù)間隙 ........................................................................................................ 23 范圍Ⅱ發(fā)電廠和 變電所高壓配電裝置的雷電侵入波過電壓保護(hù) ............. 23 范圍Ⅰ發(fā)電廠和變電所高壓配電裝置的雷電侵入波過電壓保護(hù) ............. 24 氣體絕緣全封閉組合電器 (GIS)變電所的雷電侵入波過電壓保護(hù) 錯誤 ! 未定義書簽。 a) 電氣設(shè)備內(nèi)絕緣： ............................................................................................................. 33 b) 電氣設(shè)備外絕緣： ............................................................................................................. 34 本站避雷針設(shè)計方案 ............................................................................................... 37 110kv 側(cè)避雷器的選型及校驗 ....................................................................... 37 110kv 系統(tǒng)最高電壓為 126kv。如果變電所發(fā)生雷擊事故 , 將造成大面積的停電 ,嚴(yán)重影響國民經(jīng)濟(jì)和人民生活水平 ,所以這就 要求防雷措施必須十分可靠。隨著雷云的發(fā)展和運(yùn)動 , 當(dāng)空間電場強(qiáng) 度超過大氣游離放電的臨界電場強(qiáng)度時就會發(fā)生雷云之間或雷云對地的放電 , 形成雷電。下行雷是在雷云產(chǎn)生并向大地發(fā)展的 , 上行雷是接地物體頂部激發(fā)起 , 并向雷云方向發(fā)起的。因此，直擊雷和雷電波對變電所進(jìn)線及變壓器破壞的防護(hù)十分重要。 避雷針 （線） 是防護(hù)電氣設(shè)備、建 筑物不受直接雷擊的雷電接收器 , 它將雷吸引到自己的身上 , 并安全導(dǎo)入地中 , 從而保護(hù)了附近絕緣水平比它低的設(shè)備免遭雷擊。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 2 由于線路落雷頻繁，所以沿線路入侵的雷電波是變電所遭受損害的主要原因。 變電站對侵入波的防護(hù)的主要措施是在其進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器 ，以限制入侵雷電波幅值，是設(shè)備上的過電壓不超過其沖擊耐壓值 ； 在接近變電所的進(jìn)線上加裝避雷線 ，以限制流經(jīng)避雷器的雷電流和限制入侵雷電流的陡度。 b)在被保護(hù)物高度 hx 水平面 上的保護(hù)半徑應(yīng)按下列方法確定： 1)當(dāng) hx≥ 時 rx＝ (hhx)P＝ haP (5) 式中： rx—— 避雷針在 hx 水平面上的保護(hù)半徑， m； hx—— 被保護(hù)物的高度， m； ha—— 避雷針的有效高度， m。 ) 圖 3 高度為 h 的兩等高避雷針的保護(hù)范圍 圖 4 兩等高 (h)避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度 (bx)與 D/haP 的關(guān)系 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5 (a)D/hai＝ 0～ 7； (b)D/haP＝ 5～ 7 兩支等高避雷針的保護(hù)范圍 (圖 3)： a)兩針外側(cè)的保護(hù)范圍應(yīng)按單支避雷針的計算方法確定。 O 點(diǎn)為假想避雷針的頂點(diǎn)，其高度應(yīng)按下式計算： PDhh 70 ?? (7) 式中： hO—— 兩針間保護(hù)范圍上部邊緣最低點(diǎn)高度， m； D—— 兩避雷 針間的距離， m。當(dāng) bx＞ rx時，取 bx＝ rx。 兩針間距離與針高之比 D/h 不宜大于 5。如在三角形內(nèi)被保護(hù)物最大高度 hx 水平面上，各相鄰避雷針間保護(hù)范圍的一側(cè)最小寬度 bx≥ 0 時，則全部面積受到保護(hù)。 ) b)四支及以上等高避雷針?biāo)纬傻乃慕切位蚨嘟切?，可先將其分成兩個或數(shù)個三角形，然后分別按三支等高避雷針的方法計算。 單根避雷線在 hx水平面上每側(cè)保護(hù)范圍的寬度 (圖 6)： a)當(dāng) 2x hh? 時 rx＝ (hhx)P (8) 式中： rx—— 每側(cè)保護(hù)范圍的寬度， m。 b) 兩避雷線間各橫截面的保護(hù)范圍應(yīng)由通過兩避雷線 2 點(diǎn)及保護(hù)范圍邊緣最低點(diǎn) O 的圓弧確定。 c)兩避雷線端部的兩側(cè)保護(hù)范圍仍按單根避雷線保護(hù)范圍計算。 b)兩支不等高避雷針間的保護(hù)范圍應(yīng)按單支避雷針的計算方法，先確定較高避雷針1 的保護(hù)范圍，然后由較低避雷針 2 的頂點(diǎn)，作水平線與避雷針 1 的保護(hù)范圍相交于點(diǎn) 3，取點(diǎn) 3 為等效避雷針的頂點(diǎn)，再按兩支等高避雷針的計算方法確定避雷針 2 和 3 間的保護(hù)范圍。 ( )D D h h P? ? ? ，當(dāng)2112hh? 時， 1239。 c)對多支不等高避雷針?biāo)纬傻亩嘟切?，各相鄰兩避雷針的外?cè)保護(hù)范圍按兩支不等高避雷針的計算方法確定；三支不等高避雷針，如在三角形內(nèi)被保護(hù)物最大高度 hx水平面上，各相鄰避雷針間 保護(hù)范圍一側(cè)最小寬度 bx≥ 0，則全部面積即受到保護(hù)；四支及以上不等高避雷針?biāo)纬傻亩嘟切危鋬?nèi)側(cè)保護(hù)范圍可仿照等高避雷針的方法確定。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 9 復(fù)雜地形的計算 山地和坡地上的避雷針，由于地形、地質(zhì)、氣象及雷電活動的復(fù)雜性，避雷針的保護(hù)范圍應(yīng)有所減小。 相互靠近的避雷針和避雷線的聯(lián)合保護(hù)范圍可近似按下列方法確定 (圖 9)： 避雷針、線外側(cè)保護(hù)范圍分別按單針、線的保護(hù)范圍確定。 圖 9 避雷針和避雷線的聯(lián)合保護(hù)范圍 。 獨(dú)立避雷針 (線 )宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。當(dāng)有困難時，該 接地裝置可與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至 35kV及以下設(shè)備與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長度不得小于 15m。 110kV 及以上的配電裝置 110kV及以上的配電裝置，一般將避雷針裝在配電裝置的架構(gòu)或房頂上，但在土壤電阻率大于 1000Ω否則，應(yīng)通過驗算，采取降低接地電阻或加強(qiáng)絕緣等措施。 m的地區(qū)，宜裝設(shè)獨(dú)立避雷針。 裝在架構(gòu)上的避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置。 除水力發(fā)電廠外，裝設(shè)在架構(gòu) (不包括變壓器門型架構(gòu) )上的避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)至變壓器接地線與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)之間，沿接地體的長度不 得小于 15m。 m時，不允許裝設(shè)避雷針、避雷線；如不大于 350Ω 高壓側(cè)電壓 35kV變電所，在變壓器門型架構(gòu)上裝設(shè)避雷針時，變電所接地電阻不應(yīng)超過 4Ω (不包括架構(gòu)基礎(chǔ)的接地電阻 )。 m的地區(qū)，應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。 m的地區(qū)，允許將線路的避雷線引接到出線門型架構(gòu)上，但應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置。 m的地區(qū)，避雷線應(yīng) 架設(shè)到線路終端桿塔為止。 獨(dú)立避雷針、避雷線與配電裝置帶電部分間的空氣中距離以及獨(dú)立避雷針、避雷線的接地裝置與接地網(wǎng)間的地中距離。 b)獨(dú)立避雷針的接地裝置與發(fā)電廠或變電所接地網(wǎng)間的地中距離，應(yīng)符合下式的要求： Se≥ (16) 式中： Se—— 地中距離， m。 對兩端接地的避雷線 Sa≥ β ′［ ＋ (h＋Δ l)］ (18) 式中： β ′ —— 避雷線分流系數(shù)； Δ l—— 避雷線上校驗的雷擊點(diǎn)與最近支柱間的距離， m。 d)避雷線的接地裝置與發(fā)電廠或變電所接地網(wǎng) 間的地中距離，應(yīng)符合下列要求： 對一端絕緣另一端接地的避雷線，應(yīng)按式 (16)校驗。 對 66kV及以下配電裝置，包括組合導(dǎo)線、母線廊道等，應(yīng)盡量降低感應(yīng)過電壓，當(dāng)條件許可時， Sa 應(yīng)盡量增大。先利用設(shè)計軟件確定 4 根避雷針的位置及高度，達(dá)到要求后在對避雷針的保護(hù)范圍進(jìn)行驗算。保護(hù)高度 1xh =米， 2xh = 米。變電站圍墻坐標(biāo)（ ， ），（ ， ），（ ， ），（ ， ） 一、將避雷針 1z 、 2z 、 3z 、及 4z 形成的四角形分成兩個三角形，先計算 1z 、 2z 、 3z三只不等高避雷針的保護(hù)范圍，再計算 1z 、 3z 、及 4z 三只不等高避雷針的保護(hù)范圍。 1xh =＜ minh ，故按照公式 rx＝ ()P 得各針保護(hù)范圍如下： 1xr = 米， 2xr = 米， 3xr = 米， 4xr = 米， （ 2）計算兩針間保護(hù)最 小寬度 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 14 1z 與 2z 間的保護(hù)