【正文】 保證兩針聯(lián)合保護效果，兩針間距離與針高之比 D/h 不宜大于 5。兩針之間的保護范圍可按如下方法確定 :首先按單針算出高針的保護范圍，然后由低針的頂點作水平線與高針的保護范圍邊界點設為假想的避雷針，按兩根等高避雷針的方法，求出低針與假想針之間的保護范圍。避雷線對雷云與大地間電場畸變的影響比避雷針小 ， 所以其引雷作用和保護寬度比避雷針要小。 避雷線和避雷針一樣 ， 也有一定的保護范圍 ， 保護范圍與避雷線的數(shù)量、高變電站防雷接地技術 15 度、架設的位置、雷云高度及雷云對避雷線的位置有關。 變電站防雷接地技術 16 3 變電站的防雷接地 接地裝置的設計對于電力系統(tǒng)的安全運行至關重要。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，接地系統(tǒng)的設計越來越復 雜。工作接地即為電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運行需要所設的接地；保護接地即為電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設備的安全而設的接地；雷電保護接地即為為雷電保護裝置向大地泄放雷電流而設的接地。 變電所防雷保護滿足要求以后，還要根據(jù)安全和工作接地的要求敷設一個統(tǒng)一的接地網(wǎng)，然后避雷針和避雷器下面 增加接地體以滿足防雷的要求，或者在防雷裝置下敷設單獨的接地體。避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構架的接地導體埋在地中部分在土壤中的距離必須大于三米，變電所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 50mm5mm，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。 大變 電所安裝在架構上的避雷針，與主接地網(wǎng)應在其附近裝設集中接地裝置。 接地概述 接地就是將電力或建筑電氣裝置、設施中某些導電部分，經(jīng)接地線接至接地極。如為了降低電力設備的絕緣水平，在及以上電力系統(tǒng)中采用中性點接地的運行方式，在兩線一地的雙極高壓直流輸電中也需將其中性點接地。 變電站防雷接地技術 17 2．防雷接地 為了避免雷電的危害，避雷針、避雷線和避雷器等防雷設備都必須配以相應的接地裝置以便將雷電流引入大地。任何接地極都存在著接地電阻，正因為如此，當有電流流過接地體時，在接地電阻上的壓降將引起接地極電位的升高電流在地中擴散時，地面會出現(xiàn)電位梯度。 如果地面上的金屬物體與大地牢固連接 ， 在沒有電流流通的情況下金屬物體與大地之間也是等電位的 ， 該金屬物體就具有了大地的零電位，這就是接地。如果有電流流過，大地就不再保持等電位。如果設土壤的電阻率為 p，大地中的電流密度為 J，則大地中必然產(chǎn)生相應的電場分布，其電場強度為 E=pJ。 把接地點處的電位 Um 與接地電流 I 的比值稱為 接地電阻 R。 所以最大限度地降低接地電阻非常重要 。 接地電阻《電力設備接地設計技術規(guī)程》中對接地電阻值有具體的規(guī)定，一般不大于 。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，主要是以發(fā)生接地故障時，接地電位的升高不超過 2020V 進行控制，其次以接地電阻不大于 5Ω進行要求。 變電站防雷接地技術 18 變電所接地裝置 保護和屏蔽措施都要求有科學可靠的接地裝置。 接地體 接地體可分為自然接地體和人工接地體，設計中通常采用人工接地體，以便達到所規(guī)定的接地電阻，并避免外界其他因素的影響。 接地體的接地電阻值取決于接地體與大地的接觸面積、接觸狀態(tài)和土壤性質(zhì)。接地體與道路或通道出入口的距離不小于 3m，當小于 3m 時，接地體的頂部處應埋深 1m 以上，或采用瀝青砂石鋪路面，寬度超過 2m。焊接部 位應作防腐處理。 防雷接地裝置的接地線即防雷接閃裝置的引下線，可采用圓鋼或扁鋼，兩端按規(guī)定的搭接長度焊接達到電連接。 變電站的接地原則 變電站接地網(wǎng)設計時應遵循以下原則： 盡量采用建筑物地基的鋼筋和自然金屬接地物統(tǒng)一連接地來作為接地網(wǎng)； 盡量以自然接地物為基礎，輔以人工接地體補充，外形盡 可能采用閉合環(huán)形； 應采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，用一點接地的方式接地。 接地體本身的電阻，其電阻也與接地體的幾何尺寸和材質(zhì)有關。 從接地體開始向遠處（ 20 米）擴散電流所經(jīng)過的路徑土壤電阻，即散流電變電站防雷接地技術 19 阻。 垂直接地體 的最佳埋置深度是指能使散流電阻盡可能不而又易于達到的埋置深度。 接地體的通常設計，是用多根垂直接地體打入地中，并以水平接地體并聯(lián)組成接地體組，由于名單一接地體埋置的間距僅等于單一接地體長度的兩倍左右，此時電流流入名單一接地體時，將受到相互的限制而妨礙電流的流散，即等于增加名單一接地體的電阻，這種影響電流流散的現(xiàn)象，稱為屏蔽作用。 變電站防雷接地技術 20 4 變電所防雷接地設計實例 變電所的規(guī)模 擬建的 35KV 變電所位于 我國大多數(shù)農(nóng)村，采用設計安裝避雷針針對變電站直擊雷的保護，而對變電站雷電侵入波的防護則設計安裝避雷器。避雷針，避雷線，避雷網(wǎng)，避雷帶是經(jīng)常采用的防雷裝置，接地裝置是防雷裝置的重要組成部分。根據(jù)對農(nóng)村 35KV 變電站防雷保護與接地裝置設計的實踐體會，就變電站防雷保護與接地裝置設計中存在的主要問題進行探討。網(wǎng)內(nèi)敷設的均壓帶間距一般取 3～ 10m，可以等間距布置，也可以不等間距布置，但應按一定規(guī)律變化。在土壤電阻率不大于 500Ω在土壤電阻率大于 500Ω為便于進線防 雷保護避雷線的安裝，要求線路終端塔與母線門型架不帶角度 (小于 05 )，但在以前完成的 35kv 變電站設計中，這個問題常被忽視。 變電所位置的自然條件 建在視野開闊的偏僻地區(qū)，附近無高層建筑。變電站防雷接地技術 21 變電站最高點為 20m，且當?shù)仄骄纂娙諡?40。 最熱月平均溫度 ，最熱月平均最高溫度 oC，極端最高溫度 oC，極端最低溫度 oC，最熱月地下 深處平均溫度 oC，年平均雷電日數(shù) 40 日 /年。 cm，中等含水量，土壤熱阻系數(shù) 80℃ 避雷針的設置及防雷保護校驗 避雷針的作用就是利用尖端放電原理，將雷吸引到避雷針上來并安全導入地中，避免電氣設備或建筑物遭到直擊雷的破 壞。 圖 為根據(jù)水利電力部，西北電力設計院編的電力工程電氣設計手冊，電氣一次部分折線法計算方法所確定的保護范圍 (如黑色的粗線所示 ) ，從圖中保護范圍可見，可以滿足該變電站防雷保護要求。 圖 電氣一次部分折線法計算方法所確定的保護范圍 所以，取 1, 7. 3 , 28xP h m h m? ? ?時，可得 2 7 .4 , 1 7 .5xxr m b m??。增加一根避雷針，則需增加投資近 萬元 ， 這就造成了不必要的浪 費。為此， 35KV 及以下的配電裝置不允許架設構架避雷針，土壤電阻率大于 500Ω對于設有獨立避雷針的變電所，獨立避雷針與配電裝置帶電部分和設備、構架接地部分的空氣距離以及它們的接地裝置的地中距離均應滿足規(guī)程要求，一般空氣中距離不小于 5m，地中距離不小于 3m。一般 35KV 變電站水平接地體選用 40mm 5mm 扁鋼，垂直接地體選用 L50mm 5mm 角鋼，具體的設計原則可歸納總結如下： 避雷針接地裝置與道路或出入口等的距離不應小于 3m，否則應采取措施，鋪設礫石或礫青地面 ； 獨立避雷針的接地裝置與主接地網(wǎng)的距離不應小于 3m。 接地裝置計算 ： 單根垂直接地體的接地電阻 計算為 （ 42） 初定垂直接地體根數(shù)，確定屏蔽系數(shù)因閉合 接地裝置的周長 L=[(2+50)+( 2+40)] 2=192m，接地體間距 a=6～ 7m，故垂直接地體根數(shù)約為 ?????? ??? 2d llR cd ??變電站防雷接地技術 23 n=L/a=32～ 根 ， 實取 n=30 根 。 接地裝置的接地線（即連接扁鋼）熱穩(wěn)定性校驗 2 3m i n ???? djd tCIS （ 43） 實選接地線 40 5=200mm2Smin， 合格 。人工接地網(wǎng)的外緣應閉合 , 外緣各角應做成圓弧形。 在理論分析的基礎上 最后通過 對我國農(nóng)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)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，具有一定針對性和廣泛性。 針對我國農(nóng)村 35KV 變電站進行防雷接地保護設計變電站防雷接地技術 25 參考文獻 [1] 變電所防雷接地施工手冊 [2] 韶廣潤．電力系統(tǒng)過電壓 [M]．北京：水利電力出版 .1985， 76（ 57）： 4446． [3] 楊金夕 .防雷 /接地及電氣安全技術 [J].機械工業(yè)出版社 . 2020， 54(36):6669. [4] 劉介才 .工廠供電 [J].機械工業(yè)出版社 .2020， 93(46):8689. [5] 虞吳．現(xiàn)代防雷技術基礎 [M]．北京：清華大學出版社 .2020， 55（ 79） :4547． [6] 李悅，楊海寬．電氣安全工程 [M]．化學工業(yè)出版社． 2020， 63（ 38） :3538. [7] 楊文學 ， 任紅 . 電力安全技術 [D]. 中國電力出版社 . 2020， 34（ 56）： 8990. [8] 李景祿 ， 胡毅 劉春生 .實用電力接地技術 [M].中國電力出版社 .2020， 55(69):5659. [9] 陳家斌 .接地技術與接地裝置 .中國電力出版社 [D].2020， 49（ 59）： 5659. [10] 白公 .怎樣閱讀電氣工 程圖 [J]．機械工業(yè)出版社． 2020， 34（ 78）： 5659. [11] 文遠芳．高電壓技術 [M]．武漢：華中科技大學出版社 .， 2020， 65（ 34）： 2227． [12] 談笑君，尹春燕 .變配電所及其安全運行 [J].機械工業(yè)出版社 .2020， 66（ 45）： 7980. [14] 方大千 .變電所及變壓器實用技術 [J].人民郵電出版社 .2020， 83(64):3438. [13] GB 5005794 建筑物防雷設計規(guī)范（ 2020年局部修訂）英文翻譯版