【正文】 保護(hù)范圍可按如下方法確定 :首先按單針?biāo)愠龈哚樀谋Ｗo(hù)范圍，然后由低針的頂點(diǎn)作水平線與高針的保護(hù)范圍邊界點(diǎn)設(shè)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(hù)范圍。避雷線對(duì)雷云與大地間電場(chǎng)畸變的影響比避雷針小 ， 所以其引雷作用和保護(hù)寬度比避雷針要小。 避雷線和避雷針一樣 ， 也有一定的保護(hù)范圍 ， 保護(hù)范圍與避雷線的數(shù)量、高變電站防雷接地技術(shù) 15 度、架設(shè)的位置、雷云高度及雷云對(duì)避雷線的位置有關(guān)。 變電站防雷接地技術(shù) 16 3 變電站的防雷接地 接地裝置的設(shè)計(jì)對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜。工作接地即為電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運(yùn)行需要所設(shè)的接地；保護(hù)接地即為電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的構(gòu)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(shè)備的安全而設(shè)的接地；雷電保 護(hù)接地即為為雷電保護(hù)裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。 變電所防雷保護(hù)滿足要求以后，還要根據(jù)安全和工作接地的要求敷設(shè)一個(gè)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(shè)單獨(dú)的接地體。避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構(gòu)架的接地導(dǎo)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(gòu)上的避雷針，與主接地網(wǎng)應(yīng)在其附近裝設(shè)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(shè)施中某些導(dǎo)電部分，經(jīng)接地線接至接地極。如為了降低電力設(shè)備的絕緣水平，在及以上電力系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)接地的運(yùn)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(diǎn)接地。 變電站防雷接地技術(shù) 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(shè)備都必須配以相應(yīng)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?yàn)槿绱?，?dāng)有電流流過接地體時(shí)，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(kuò)散時(shí)，地面會(huì)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(shè)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(yīng)的電場(chǎng)分布，其電場(chǎng)強(qiáng)度為 E=pJ。 把接地點(diǎn)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(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對(duì)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(shí)，接地電位的升高不超過 2021V 進(jìn)行控制，其次以 接地電阻不大于 5Ω進(jìn)行要求。 變電站防雷接地技術(shù) 18 變電所接地裝置 保護(hù)和屏蔽措施都要求有科學(xué)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(shè)計(jì)中通常采用人工接地體，以便達(dá)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(dāng)小于 3m 時(shí)，接地體的頂部處應(yīng)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(yīng)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(zhǎng)度焊接達(dá)到電連接。 變電站的接地原則 變電站接地網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(chǔ)，輔以人工接地體補(bǔ)充，外形盡可能采用閉合環(huán)形； 應(yīng)采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，用一點(diǎn)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(guān)。 從接地體開始向遠(yuǎn)處（ 20 米）擴(kuò)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(shù) 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(dá)到的埋置深度。 接地體的通常設(shè)計(jì)，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(zhǎng)度的兩倍左右，此時(shí)電流流入名單一接地體時(shí)，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(shù) 20 4 變電所防雷接地設(shè)計(jì)實(shí)例 變電所的規(guī)模 擬建的 35KV 變電所位于 我國(guó)大多數(shù)農(nóng)村，采用設(shè)計(jì)安裝避雷針針對(duì)變電站直擊雷的保護(hù)，而對(duì)變電站雷電侵入波的防護(hù)則設(shè) 計(jì)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(duì)農(nóng)村 35KV 變電站防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計(jì)的實(shí)踐體會(huì)，就變電站防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計(jì)中存在的主要問題進(jìn)行探討。網(wǎng)內(nèi)敷設(shè)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(yīng)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(jìn)線防雷保護(hù)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(shè)計(jì)中，這個(gè)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(shù) 21 變電站最高點(diǎn)為 20m，且當(dāng)?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(shè)置及防雷保護(hù)校驗(yàn) 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(dǎo)入地中，避免電氣設(shè)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(shè)計(jì)院編的電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，電氣一次部分折線法計(jì)算方法所確定的保護(hù)范圍 (如黑色的粗線所示 ) ， 從圖中保護(hù)范圍可見，可以滿足該變電站防雷保護(hù)要求。 圖 電氣一次部分折線法計(jì)算方法所確定的保護(hù)范圍 所以，取 1, , 28xP h m h m? ? ?時(shí)，可得 , 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(fèi)。為此， 35KV 及以下的配電裝置不允許架設(shè)構(gòu)架避雷針，土壤電阻率大于 500Ω對(duì)于設(shè)有獨(dú)立避雷針的變電所，獨(dú)立避雷針與配電裝置帶電部分和設(shè)備、構(gòu)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(yīng)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(shè)計(jì)原則可歸納總結(jié)如下： 避雷針接地裝置與道路或出入 口等的距離不應(yīng)小于 3m，否則應(yīng)采取措施，鋪設(shè)礫石或礫青地面 ； 獨(dú)立避雷針的接地裝置與主接地網(wǎng)的距離不應(yīng)小于 3m。 接地裝置計(jì)算 ： 單根垂直接地體的接地電阻 計(jì)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(zhǎng) 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(shù) 23 n=L/a=32～ 根 ， 實(shí)取 n=30 根 。 接地裝置的接地線（即連接扁鋼）熱穩(wěn)定性校驗(yàn) m m 3m in ???? djd tCIS （ 43） 實(shí)選接地線 40 5=200mm2Smin， 合格 。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合 , 外緣各角應(yīng)做成圓弧形。 在理論分析的基礎(chǔ)上 最后通過 對(duì)我國(guó)農(nóng)村 35KV變電站進(jìn)行防雷接地保護(hù)設(shè)計(jì) ； 根據(jù)變電站國(guó)家防雷接地標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合 35KV 變電站電氣接線圖以及 具體情況，學(xué)習(xí)利用各種防雷接地裝置等，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的直擊雷防護(hù)、雷電侵入波防護(hù)以及變電站的接地保護(hù)設(shè)計(jì)，具有一定針對(duì)性和廣泛性。 針對(duì)我國(guó)農(nóng)村 35KV 變電站進(jìn)行防雷接地保護(hù)設(shè)計(jì)變電站防雷接地技術(shù) 25 參考文獻(xiàn) [1] 變電所防雷接地施工手冊(cè) [2] 韶廣潤(rùn)．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(shù) [J].機(jī)械工業(yè)出版社 . 2021， 54(36):6669. 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