【正文】 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備的運行，嚴重時會損壞設備內(nèi)部的電子回路 。 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備的安全問題。 防直擊雷有避雷針 (帶 )， 110kV 及以上線路有架空地線保護； 35kV 線路 、 10kv 線路有線路避雷器保護，變電站還有各級母線變壓器的避雷器保護 。 變電站的防雷和接地問題既非常的復雜又至關重要不可或缺，它的好與壞直接對電氣系統(tǒng)的設備和人身的安全造成嚴重的后果。各式各樣的 微機監(jiān)控設備的不斷普及和應用，同樣對防雷接地的要求逐漸增高。變電站的接地系統(tǒng)是保護電力系統(tǒng)的正常運行， 保障設備及人身安全的措施之一。為了防止各種電氣事故，保障人民生產(chǎn)、生活的正常有序進行，電氣安全已成為社會關注對象，各種電氣安全措施也正在建立與完善。工程技術和組織管理相輔相成，有著十分密切的聯(lián)系。一方面是研究各種電氣事故，研究電氣事故的機理、原因、構成、 選某某 變電站 作為設計對象，變電站防雷接地技術 5 分析該變電站的防雷接地 設計。而變電站不一定在在變電站避雷針的保護范圍之內(nèi) ， 所以 35 kV 變電站很容易受到雷電的破壞 ， 并給電力用戶的生產(chǎn)以及社會經(jīng)濟的發(fā)展帶來了嚴重的影響 ， 導致供電部門的供電可靠性也達不到要求 。 變電站防雷接地技術 6 2 變電站的防雷保護 雷電是一種大氣里的放電現(xiàn)象 ， 它產(chǎn)生在積雨里 。當云團開 始游離放電的時候 ， 我們稱這個過程為先導放電。 在主要放電階段中 ， 由于不同種電荷進行劇烈中和 ， 往往此時會出現(xiàn)非常大的雷電流 (一般為在幾百千安到幾千千安之間 )， 并且隨后會產(chǎn)生強烈的閃電及巨大的響聲 ， 從而形成了雷電 。防雷工程的一個十分方面是接地和引入下地下線路的基本布線工程 ， 整個防雷工程 的效果和防雷器件是否有效都取決這一點 ， 所以，我們應當認真的研究變電站中電力設備和電子設備的接地效果 ， 它是保障電力設備的安全、操作人員的安全以及設備正常工作運行的必要部分 。 變電站接地技術是用來防止電力設備和電子設備遭到雷擊從而采取的基礎性的保護措施，它的目的是把由雷電產(chǎn)生的巨大的雷擊電流引到大地中，進而起到保護變電站的作用。 因為變電站具有的特殊環(huán)境，比如強大的電磁場、巨大的雷電等其他許多因素影響，使得變電站特別容易受到各式各樣的干擾，因此，為了提高變電站運行時的安全及工作時的可靠性，我們應該根據(jù)現(xiàn)實存在的不同的干擾源，來采取相應的防雷和抗干擾的措施。在實際不同的電網(wǎng)中，我們應該根據(jù)現(xiàn)場采集的雷電的形式、雷電的頻率、電流強度和需要保護的設施重要性，來采取符合需要的保護措施。這是因為在變電站中，電力裝置里既有模擬的電路還有數(shù)字的電路，所以，數(shù)字設備和模擬設備必須應該分開，最后它們只能夠具有一個連接點，假如兩者不分開，將會互相地干擾，嚴重時甚至 可能損壞設備。 對于浪涌現(xiàn)象的保護方法主要是在變電站系統(tǒng)內(nèi)加裝浪涌的二次保護器。當系統(tǒng)的過電壓現(xiàn)象發(fā)生時，瞬時的高電壓將會抑制電力二極管 (Rm)作為反應速度最快的電力元件首先動作，同時開始泄放巨大的雷電電流，并且把輸出的電壓鉗位控制在它的截止電壓之上，從而十分有效地防止了巨大的過電壓對 于電力設備的損傷。這時， GDT 呈現(xiàn)低阻的狀態(tài)，它的兩端僅僅只有 20~40V 的電弧電壓，所以可以避免因為過電壓的持續(xù)時間長進而把 TVS 燒毀。接閃器有避雷針和避雷線兩種。 變電所避雷器 避雷器能夠把侵入變電所中的雷電流降低至電氣裝置的絕緣強度允許范圍以內(nèi)。 合理布置避雷裝置的安裝位置 目前，大多數(shù)的 RTU 子站 (或者一體化的微機二次保護裝置等 )，大部分安裝在了高壓室的配電開關柜上，電力的量測信息通過從高壓配 電室接到主控臺的變電站防雷接地技術 8 通信電纜來傳輸，以 MS525 等接口的方式與 RTU(或這通信 管理 機器等 )進行數(shù)據(jù)傳送。此外，夏天時高壓室里的溫度比較高， RTU 的子站 (或者一體化的微機二次保護裝置等 )內(nèi)部因為熱量過高而產(chǎn)生的干擾噪聲現(xiàn) 象不容忽視。 二、 變電站接地方式 目前，變電站的接地方式有許多種，比如單點的接地、多點的接地和混合類型的接地等。一般來講，單點的接地常常用于簡單線路，、以及頻率較低 (f2MHz)的電子線路。 雷電保護接地指為雷電保護裝置 (避雷針、避雷線和避雷器等 )向大地泄放雷電流而設的接地。對于全站接地網(wǎng)， 影響其工頻接地電阻值大小的主要取決于水平接地體，而垂直接地能有效地加強沖擊電流的擴散，為避免其相互之間的屏蔽作用，在接地網(wǎng)的邊緣設置垂直接地極，且垂直接地極相互間的間距應大于垂直接地體長度的 2 倍。當采用 110kV 和 220kV 構架避雷針時，該接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但地下連接點至主變、 35kV 及以下設備與主接地網(wǎng)的地下連接點之間，沿接地體的長度不得小于 15m。 變電站的直擊雷保護 直擊雷的影響 直擊雷是指雷雨云對大地和建筑物放電的現(xiàn)象 。直接擊在建筑物變電站防雷接地技術 9 構架上，因電效應、熱效應和雷電沖擊波等作用而造成電力線路、電力系統(tǒng)弱電設備等損壞。 假定雷擊的瞬間兩導體的電流 1i 和 2i 都等于 100kA，兩導體的距離 d 為 50cm，計算結果表明，這兩根導體每米都受到 408kg 的力。 同樣對拐彎的導體或金屬構件，在拐彎部分也將受到電動力作用，它們之間的夾角越小，受到的電動力越大。所以接閃器及其引下線不應出現(xiàn)銳角的拐彎，在不得已采用直角拐彎時應加強構件強度。 實際上，雷電流作用的時間很短，散熱影響可以忽略，在電流通路上引起的溫升Δ T 為 mcQT?? （ 23） 式中 Δ T — 溫升， K； m— 雷電流通過的物體質量， kg； c— 通過雷電流的物體的比熱容， J/kg 如果雷電擊在電弱電設備上，由于雷電流很大，通過的時間極短，被擊得物體瞬間產(chǎn)生巨大熱量，又來不及散發(fā)，將產(chǎn)生巨大的爆炸力。因為通道的溫度可高達 6000℃ ~10000℃ ，甚至更高。 雷電流沖擊波的破壞作用 雷電通道的 溫度高達幾千度至幾萬度，空氣受熱急劇膨脹，并以超聲速度向四周擴散，其外圍附近的空氣被強烈壓縮，形成“激波”?！凹げúㄇ啊钡竭_的地方，空氣的密度、壓力和溫度都會突然增加。這種“激波”在空氣中傳播，會使其附近的電力線路、電氣設備受到破壞。感應雷雖不如直擊雷猛烈，但其發(fā)生的概率比直擊雷高得多。顯然感應雷危害是大面積的，是危害電子設備的主要干擾源。 當雷擊電流為 30kA 斜角波，雷云高度為 3km，導線高度為 10m，雷電擊中距 500m 長架空線路中點 100m 處的地面時，則線路上會產(chǎn)生感應電壓幅值為 75kV的振蕩波。雷電感應是雷電流的強大電場以及磁場變化時產(chǎn)生的靜電感應和電磁感應造成 的。當雷云與放電體間的電場強度超過兩者之間空氣的擊穿強度時，雷云對放電體放電，正、負電荷在電路中猛烈地中和。這個對地電位差稱為靜電感應電壓。 雷擊時，除建筑物產(chǎn)生很高的感應電壓外，在輸電線路和通信線 路上同樣會發(fā)生這種現(xiàn)象。當雷云對放電體放電時，雷電通道中的電荷猛烈中和，線路上的束縛電荷變?yōu)樽杂呻姾刹⑾驅Ь€兩邊流動，形成感應過電壓波。 電磁感應 由于雷電流具有極大的幅值和陡度，在放電通道周圍的空間里會產(chǎn)生強大的變化電磁場。如果回路中有些地方接觸不良，就會產(chǎn)生局部 發(fā)熱或放電現(xiàn)象。 事實上，在生產(chǎn)實踐中雷擊的靜電感應破壞力數(shù)倍于電磁感應。帶電雷云飄浮在地表上空，地表帶上極性與雷云極性相反的等量電荷。 避雷針 (線 )是接地的導電物 ， 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 ， 安全并迅速地導入地中。 為了使雷電流能夠順利下泄 ， 必須有良好的導電通道。 首先介紹相關方面的知識。閥型避雷器的基本元件為火花間隙 和非線性電阻。 FS 系列閥型避雷器，主要用來保護小容量的配電裝置。 避雷器實質上是一種放電器 (或稱限壓器 )， 并聯(lián)在被保護設備附近。當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 ， 把入侵波導入大地 ， 限制設備上的過電壓 ， 避免電氣設備絕緣遭擊穿損壞。 目前使用的避雷器主要有四種類型 ， 即保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。為了使避雷器達到預期的保護效果 ， 必須正確選擇和使用避雷器。工程上常用沖擊系數(shù)。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。 變電站的進線段保護 要限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的波度，就必須對變電站進線實施保護。因此，在接近變電站的進出線上加裝避雷線是防雷的主要措施。變電站進線保護是在靠近變電站出線架1～ 2km 線路上所采取的可靠的防雷保護措施，變電站進線保護具體措施視變電站的線路情況而定。 一、 35kV 及以上變電所的進線段保護 對于 35~110kV 無避雷線的線路，當雷擊于變電所附近線路的導線上時，沿線入侵流經(jīng)避雷器的雷電流可能超過 5kA，而且陡度也可 能超過允許值，因此對對于 35~110kV 無避雷線的線路，在靠近變電所的一段進線上，必須架設避雷線，在變電站防雷接地技術 13 進線段內(nèi)出現(xiàn)雷電波的概率大大減小，保證雷電波只能在進線段以外出現(xiàn)。 二、全線架設避雷線的變電所進線段保護 圖 全線架設避雷線的變電所進線段保護 三、 35kV 小容量變電所的簡化進線保護 圖 35kV 小容量變電所的簡化進線保護 四、用電抗線圈代替進線段的保護接線 圖 用電抗線圈代替進線段的保護接線 變電站防雷接地技術 14 避雷針與避雷線的保護范圍的計算 雷擊只能通過攔截導引措施改變其入地路徑。小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構上采用避雷針或避雷線，或兩者結合，對引流線和接地裝置都有嚴格的要求。當然由于雷電的路徑是受很多偶然因素的影響 ， 要保證被保護物絕對不受直接雷擊是不現(xiàn)實的 ， 因此保護范圍是按照 %的保護概率而定 的。 工程中多采用兩根或多 根避雷針用來擴大保護范圍。 為