【正文】 式 ................................................................................ 44 變電站的接地裝置要求 ................................................................................ 44 接地電阻值的要求 ................................................................................. 44 變電站主接地網(wǎng)的均壓要求及計算 ..................................................... 46 35KV 變電站接地設計 ................................................................................. 47 致 謝 ............................................................................................................................. 51 參考文獻 ...................................................................................................................... 52 ? 5 ? 第 1 章 前言 課題的提出和意義 在現(xiàn)代社會里，電力已成為國民經濟和人民生活必不可少的二次能源，它在現(xiàn)代工農業(yè)生產、人們日常生活及各個領域中已獲得了廣泛應用。首先根據(jù)變電站的電氣主接線圖等實際情況，在了解雷 電參數(shù)、雷電機理以及學習各種防雷裝置的基礎上，采用設計避雷針并計算驗證其保護范圍實現(xiàn)對變電站直擊雷的防護；對變電站雷電侵入波的防護實現(xiàn)，則通過選擇安裝避雷器型號和設計變電站進線段的保護接線。 1 畢業(yè)論文 題目名稱： 35KV 變電站防雷接地保護設計 系部名稱： 班 級： 學 號： 學生姓名： 毛毛 指導教師 ： 年 月 ? 2 ? 35KV 變電站防雷接地保護設計 摘 要 雷電事故是對變電站、發(fā)電廠安全的主要威脅，如何有效、合理對變電站、發(fā)電廠采取防雷接地保護措施有著十分重要的意義。本文 就通過對 35KV 變電站為研究對象，以國家《防雷接地標準》為依據(jù)且結合變電站具體情況，對變電站的防雷接地進行保護設計，具有一定代表性。最后在了解接地基本知識后，計算其接地電阻、最大土壤電阻率、垂直接地體根數(shù)等，實現(xiàn)對此 35KV 變電站的接地保護設計。離開了電力，要想實現(xiàn)人類社會的物質文明和精神文明是根本不可能的；供不好電力，要實現(xiàn)國家的現(xiàn)代化也是辦不到的。 隨著電力工業(yè)的發(fā)展，自動化程度越來越高，對安全供電的要求也越來越高。 電氣安全工作是一項綜合性的工作，有工程技術的一面，也有組織管理的一面。電氣安全工作主要有兩方面的任務。 防雷接地技術不僅是電氣安全工程技術的一方面，更是電氣安全工作的重中之重。因此，變電站的防雷接地保護技術必須十分可靠。近年來在農村變電站中多次發(fā)生因雷電而造成設備破壞、爆炸甚至引起“火燒連營”的事故：例 如， 2020 年 8 月 6 日，某 35KV 變電站在雷電活動時造成該綜合自動化插件損壞，并使 35KV 開關誤動； 2020 年7 月 20 日，某 110KV 變電站遭受雷擊，高壓設備安然無恙，該站保護裝置電源模塊損壞；2020 年 8 月 2 日，某山區(qū) 35KV 變電站遭雷擊，導致 35KV 母線避雷器爆炸，進線也有多處放電痕跡。 本論文就以農村某 35KV 變電站為對象，對其進行防雷接地保護的設計。雷電流幅值、波形、地閃密度以及線路落雷次數(shù)對于分析線路防雷性能極為重要。目前，雷電定位系統(tǒng)組成的雷電監(jiān)測網(wǎng)絡已在我國和北美、日本、韓國、歐洲等世界許多國家得到運用，它能幫助電力部門實現(xiàn)故障定位、分類、準確計算地面落雷密度等雷電參數(shù)，但雷電數(shù)據(jù)分散性較大，需要長期統(tǒng)計雷電數(shù)據(jù)。 本課題的主要工作 研究目標 本課題是針對我國農村 35KV 變電站進行防雷接地保護設計；根據(jù)變電站國家防雷接地標準，結合 35KV 變電站電氣接線圖以及具體情況，學習利用各種防雷接地裝置等，實現(xiàn) ? 6 ? 對變電站的直擊雷防 護、雷電侵入波防護以及變電站的接地保護設計，具有一定廣泛性。 采用各種相應的防雷裝置，結合變電站實際情況，實現(xiàn)對變電站直擊雷防護和雷電侵入波防護的設計。 變電站防雷接地國家相關標準 變電站是保證國民經濟生產所需電能的供應 中心，是要害部門，一旦遭受雷擊破壞，其后果相當嚴重。 應裝設獨立避雷針或架空避雷線 (網(wǎng) )，使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護范圍內。 獨立避雷針的桿塔、架空避雷線的端部和架空避雷網(wǎng)的各支柱處應至少設一根引下線。 獨立避雷針、架空避雷線或架空避雷網(wǎng)應有獨立的接地裝置，每一引下線的沖擊接地電阻不宜大于 10Ω。 建筑物內的設備、管道、構架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風管等金屬物，均應接到防雷電感應的接地裝置上。 平行敷設的管道、構架和電纜金屬外皮等長金屬物，其凈距小于 100mm 時應采用金屬線跨接，跨接點的間距不應大于 30m；交叉凈距小于 100mm時，其交叉處亦應跨接。對有不少于 5 根螺栓連接的法蘭 盤，在非腐蝕環(huán)境下，可不跨接。屋內接地干線與防雷電感應接地裝置的連接，不應少于兩處。當全線采用電纜有困難時，可采用鋼筋混凝土桿和鐵橫擔的架空線，并應使用一段金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引人，其埋地長度應符合下列表達式的要求，但不應小于 15m：在電纜與架空線連接處，尚應裝設避雷器。 架空金屬管造，在進出建筑物處，應與防雷電感應的接地裝置相連。 本論文涉及的 35KV 變電站 變電站的概況 此變電站為降壓變電站與我國大多數(shù)農村變電站相似，建在視野開闊的偏僻地區(qū)，附近無高層建筑。變 電站最高點為 20m，且當?shù)仄骄纂娙諡? ? 7 ? 40。 變電站相關參數(shù) 名稱 型號規(guī)格 單位 容量（ KVA） 數(shù)量 變壓器 （主） 臺 2500 1 變壓器 臺 50 1 變壓器 臺 30 1 氧化鋅 避雷器 Y5WZ42/135G 只 3 電壓互 感器 JDJ235 35/ 只 1 第 2 章 雷電與防雷裝置 雷電 雷電及其放電過程 雷電是一種恐怖而又壯觀的自然現(xiàn)象，這不僅在于它那劃破長空的耀目閃電和令人震耳欲聾的雷鳴，重要的是它給人類生活帶來巨大的影響。 雷電放電是一種氣體放電現(xiàn)象，由其引起的過電壓，叫做大氣過電壓。 雷電放電是由于帶電荷的雷云引起的。一般認為雷云是在有利的大氣和大地條件下，由強大的潮濕的熱氣流不斷上升，進入稀薄的大氣層冷凝的結果。雷云的底部大多數(shù)是帶負電，它在地面上會感應出大量的正電荷。隨著雷云的發(fā)展和運動，一旦空間電場強度超 過了大氣游離放電的臨界電場強度（大氣中約 30kV/cm，有水滴存在時約 10kV/cm）時，就會發(fā)生云間或對大地的火花放電；放出幾十乃至幾百安的電流；產生強烈的光和熱（放電通道溫度高達 15000℃至 20200℃），使空氣急劇膨脹振動，發(fā)生霹靂轟鳴。 大多數(shù)雷電發(fā)生在雷云之間，它對地面沒有什么直接影響。這正是我們主要關心的問題。雷云中的負電荷逐漸積聚，同時在附近地面上感應出正電荷。這一放電階段稱為先導放電。 當先導通道到達地面或者與迎面先導相遇以后，就在通道端部因大氣強烈游離而產生高密度的等離子區(qū)，此區(qū)域自下而 上迅速傳播，形成一條高導電率的等離子通道，使先導通道以及雷云中的負電荷與大地的正電荷迅速中和，這就是主放電過程。由于主放電的發(fā)展速度很高，約為 2 107～ 108m/s，所以出現(xiàn)甚強的脈沖電流，可達幾十乃至二、三百千安。在地面高聳的突起處（如尖塔或山頂），也可能出現(xiàn)從地面開始的上行正先導向云中的負電荷區(qū)域發(fā) 展的放電，稱為上行負閃電。 雷電觀測表明，先導放電不是一次貫通全部空間，而是間歇性的脈沖發(fā)展過程，稱為分級先導。而且，人們眼睛觀察到的一次閃電，實際上往往包含多次先導 主放電的重復過程，一般為 2~3 次，最多可達 40 多次。雷云是一塊大介質，電荷在其內部不容易運動，因此如前所述，在雷云積聚電荷的過程中，就可能形成若干個密度較高的電荷中心。實際觀測表明，第二次及以后的沖擊放電的先導階段發(fā)展時間較短，沒有分叉。 帶有大量電荷的雷云（實測表明多為負極性），在其周圍的電場強度達到使空氣絕緣破壞的程度（約 25～ 30kV/cm），空