折线法和滚球法在变电所防雷设计中的应用

《折线法和滚球法在变电所防雷设计中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、折线法和滚球法在变电所防雷设计中的应用杨可供变电折线法和滚球法在变电所防雷设计中的应用杨可摘要：比较了滚球法和折线法在计算避雷针保护范围时的差别，并通过实例具体分析了采用这2种方法进行变电所防雷设计时，在防雷设计思想、理念以及总平面设备布置方面的差异，提出了2种方法的适用范围。关键词：折线法；滚球法；避雷针；牵引变电所Abstract:Thispapercomparesthedifferenceoftheprotectiverangeofthelightningconductorbetweenthe“polygonmethod”andthe“rollingspheremethod”,an

2、alyzesonthelightingprincipleandthelayoutdesignofthesubstationindifferentmethod,anddiscussestheapplicabilityregionsofthem.Keywords:polygonmethod;rollingspheremethod;lightningconductor;substation+中图分类号：U224.25文献标识码：B文章编号：1007-936X(2011)06-0017-040引言的保护范围是根据以雷电定位高度H1为基准进行雷击模拟实验的结果制定的，无论单针或多针保护雷电是自然界

3、中常见的自然灾害，每年给各行范围较滚球法都宽松许多。折线法和滚球法保护断业带来巨大经济损失和人员伤亡。雷电放电的危害面图见图1、图2。分为3种方式：直击雷，感应雷和雷电过电压波入侵。感应雷过电压最高可以达到500～600kV，直击雷过电压可达几百万伏以上。防雷设计一直是变电所设计中一个重要环节。对于直击雷，变电所通常设置避雷针来保护设备及人身安全。关于避雷针保护范围的计算方式，中国国标和IEC标准有差别。IEC62305规定了建筑物防雷采用的方法是滚球法、网格法和保护角法。其中网格法适用于水平表面的防护，保护角法适用于简单建筑物的防护，而滚球法适用于所有建筑物的图1折线法中单只避雷针的保

4、护范围示意图防雷。中国建筑协会在2000年引入滚球法作为行AB业标准（GB50057-1994（2000版））。但电力行业及铁路行业的标准中一直采用折线法。这2种计算方法在避雷针保护范围的计算上存在较大差异，甚'x至影响变电所总平面布置方式、避雷针的设置方式x及保护理念。x高度上保护范围的截面1滚球法和折线法原理滚球法是设想一个半径为R的球围绕避雷针两侧滚动，被球体和球面接触的地方为可能被雷电击中的地方，未能触及的地方为保护区域。折线法图2滚球法中单支避雷针的保护范围示意图滚球法中，滚球的半径R是决定避雷针保护范作者简介：杨可.中铁二院工程集团有限责任公司电气化围的一个关键因素。IEC标

5、准和国标根据建筑物的设计研究院，工程师，四川成都610031，电话：18280283966。重要性，规定了建筑物的多种雷电防护等级，见17供变电电气化铁道2011年第6期表1。CARACAS至CUA是意大利公司在委内瑞拉修建表1建筑物防雷等级参数表的一条电气化铁路，全长70km，采用带回流线的中国建筑标准IEC标准防护等级滚球半径/m直接供电方式。全线共设置2个牵引变电所。其中I20Charallave变电所位于charallave车站内。CharallaveIII30IIIII45牵引变电所进线电压为115kV，馈线为27.5kV，IIIIV60并为全线提供13.8kV电力贯通线电源。

6、变电所共22种计算方法保护范围比较设置3台牵引变压器（2台并列使用，1台备用），对于避雷针的保护范围，滚球法取决于避雷针2台电力变压器，2台所用变压器。馈线设置5回，的高度、滚球半径和被保护物高度，而折线法仅取并预留2回。决于避雷针的高度及被保护物高度。变电所场坪面积为155.4m×75.7m，场坪分以牵引变电所为例，高压侧进线线路和建筑物为进线115kV进线区、变压器区、馈线区、主控的最高保护高度为10m、变压器及室外高低压设制室房屋区。如果按照滚球法的设计思路，设置4备保护高度为4m。在这2种高度下，不同高度的根独立避雷针，保护面积如图3所示。避雷针保护范围见表2和表3。由图3可以看

7、出，对于变电所这样高低压设备表2单只避雷针采用滚球法和折线法室外分散布置的大场坪环境，采用设置独立避雷针在10m高度处的保护范围一览表单位：m的方式，无论如何布置，防雷效果始终无法兼顾进避雷针滚球法（R为滚球半径）折线法线侧、馈线侧及变压器设备。高度R=20R=30R=45R=6030252.687.6414.1418.80110kV及以上电压等级的配电装置因绝缘水2517.52.687.2212.0315.57平较高，其架构或屋顶