《变电所防雷》word版

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1、第三章发、变电所防雷概述发、变电所是电力系统的枢纽，一旦遭受雷击损坏，将会造成大面积长时间的停电，严重影响各行各业的工作。因此要求有可靠的防雷保护措施。造成变电所雷害的来源有三：(1)雷直击于变电所导线或设备上；(2)变电所避雷针落雷时形成的感应过电压；(3)沿线路传来的大气过电压波。下面我们分别简单谈一下。每个变电所每年落雷的次数可按下式估计N=0.015×T×K(a+10h)(b+10h)×10-6(3-1)式中，T—雷电日；a.b.h—变电所的长度、宽度和高度，m；K—选择性雷击系数，在一般地区取K=1，在选择性雷击区，如有水的山谷、土壤电阻率ρ突变处的低ρ区、矿区等、K值

2、可大到8～12。［例］某60kV变电所，长宽各100m，平均高度15m，T＝40日，计算该处每年平均落雷次数。解：由上式得每年平均落雷次数N为N=0.015×40×1×(100+10×15)(100+10×15)×10-6=0.038次/年。由上例可见，在一般地区，每大约运行=26年即遭受一次雷击。如果在选择性雷击区(易击区)，平均每年可能落雷0.3～0.45次，即平均运行2.2～3.3年就可能受雷击一次，而这种直击雷绝大多数要造成严重停电事故的。由此可见在选址时应尽量避开易击区，而所有发、变电所都应装设防直击雷装置—避雷针或避雷线。我国运行经验表明：装有避雷针(线)的变电所雷电绕击事故率约

3、为0.2～0.3次/百所年，反击事故率更低，是相当可靠的。装有避雷针后，当落雷时在其直接附近的导线上产生较高的感应过电压，会使35kV及其以下的母线或设备产生严重故障。例如上海某电厂独立避雷针落雷时距其8m外的35kV变压器最远相套管闪络，广西某厂4.5m外的35kV线闪络。所以避雷针应尽量远离电气设备，而采用避雷线可减轻感应过电压的危害。据不完全统计，变电所35kV及以下侧的感应过电压事故率约１次/百所年。由于线路落雷次数多，所以沿线路导线传来的雷电波袭击发、变电所是最为频繁的。线路的绝缘一般比变电所设备的绝缘为高，例如110kV线路的U50%为700kV，它也就是由线路传来波的最大值，但

4、变压器的全波多次冲击耐受电压只有480＝437kV，因此来波会对变压器造成损坏。限制这种来波过电压的主要设备是避雷器，并在邻近变电所的1～2km线路上加强防雷措施，称为进线段。据统计，我国110～220kV变电所近3000所年的雷电进行波事故率约0.5次/百所年，而35kV变电所进行波事故率约0.67次/百所年。第一节发、变电所直击雷保护本节讨论变电所安装避雷针(线)的注意事项。由于发电厂和变电所在防直击雷上有很多共性，所以也顺便谈一下发电厂防直击雷的问题。109发、变电所的以下对象应加直击雷保护：(1)屋外配电装置及导线；(2)较突出的建、构筑物：如烟囱、冷却塔及煤场的高建筑物等；(3)

5、易燃对象：如油处理室、燃油泵房、露天油罐、主变压器修理间、易燃材料库等；(4)易爆对象：如乙炔发生站、制氢站、露天氢气罐、氢气罐储存室、天然气调压站、露天天然气罐等。主厂房、主控制室和配电装置室一般不需装设防直击雷装置，而将其金属结构接地即可，因为雷击的机会本来不多，即使落雷一般只打掉一块水泥，不会引起严重后果，而这些建筑物本身却对室内电气设备起了保护作用。避雷针(线)按其接地方式，可分为独立避雷针和架构避雷针。独立避雷针(线)与被保护物之间应保持一定距离(图3-1)，以免当避雷针落雷时造成向被保护物的反击。首先我们来讨论避雷针的情况，为此要计算图3-1中离被保护物最近的避雷针A点电位U

6、A。显然UA=iRch+L(di/dt)取雷电流i的幅值为100kA，形状为斜角波头，波头2.6μs，即==57.7kA/μs，避雷针电感L取1.3h微亨(h以米计)，于是上式变成UA=100Rch+75h。图3-1109图3-2在图3-2中(a)画的是电压的电感分量L(di/dt)，它只存在于波头时间2.6μs以内，(b)画的是电压的电阻分量Rchi，它存在于整个雷电波持续的时间内(数十微秒)，所以它们对空气绝缘的作用有所不同，对前者可取空气的平均耐压为750kV/m，对后者可取500kV。于是我们可求出避雷针不发生反击的空气距离SK为(3-2)同样，可以求出一端绝缘(经绝缘子挂到架

7、构或墙上)另一端接地的避雷线由验算点不发生反击的空气距离Sk为(3-3)式中：Δl1—由验算点到接地支柱的距离，m。h—避雷线接地端支柱的高度，m。取其每单位长度电感与避雷线者相同，均为1.3微亨/m。类似地，可求出两端接地的避雷线由验算点不发生反击的空气距离Sk为(3-4)式中，l—避雷线长度，m；h—避雷线的支柱高度，m。在计算β值时已忽略了接地电阻值的影响。但空气距离Sk一般不应小于5m。为了