变电站自动化系统防雷接地技术报告

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1、变电站自动化与通信系统防雷接地研究技术报告2007年5月24技术报告编写:江西景德镇供电公司生产技术部编写人:倪亚强技术协作单位:武汉大学恒安防雷接地技术中心技术指导:周文俊(教授)24目录1引言----------------------------------------------92雷电的产生、分类和参数----------------------------103雷电对电子设备的危害途径--------------------------154电力调度自动化现状-------------------

2、-------------245综合防雷措施--------------------------------------266过电压保护器--------------------------------------297经济效益分析--------------------------------------311引言24　　雷电是云中电荷积累将空气击穿放电的大自然现象，它年复一年的发生。雷电所产生的强大电流，炽热的高温，猛烈的冲击波，剧变的电磁场和强烈的电磁辐射等物理效应，往往给人们带来诸多灾难，如雷击森林起

3、火，建筑物被击坍，油库、炸药库击爆，电力、通讯、石油、气象等部门的精密检测仪器和计算机的设备被击坏等。全世界每年受雷害损失达十多亿美元。人们致力于雷电现象及其防护的研究，已有近百年的历史，对于建筑物和一般工程系统的防雷已取得了很大的成绩，在国防设施的武器系统方面已开展了雷电防护和抗干扰的很多工作。电力系统是保障国民经济快速发展的主要能源系统，雷电防护在电力系统中占有重要的地位。经过几代人的努力，我国电力系统防雷研究取得了很大的成绩，并制定了有关防雷保护和接地的规程。但是，随着电力系统规模的不断扩大和通讯事业的

4、高速发展，现代计算机技术和微电子技术在电力系统中得到了越来越广泛的应用，计算机和电子设备中的集成芯片对外界的影响极为敏感，极容易受干扰或损坏。当雷电引起的过电压或雷电流伴随的电磁场强度达到一定的阀值时，轻则会引起设备的误动作，使工作特性变坏，或冲掉存储的有用信息，重则会使集成芯片等电子器件发生永久性损坏。由雷击引起的地电位升高，会使设备外壳与内部元件之间产生反击，威胁人身安全，损坏整个电子设备系统，也严重威胁到受控系统的安全，影响系统的正常运行，甚至造成国民经济的损失。　　近年来，电力系统中计算机及电子设备遭

5、受雷击的事例逐年增多，其主要原因是系自动化程度高的微电子设备使用的增多，而这些设备的耐雷水平很低，对外界干扰及其敏感。这是新设备和新型电子器件应用中伴随出现的新问题，也是国内外一个带共性的问题。国际上的不完全统计表明，日本每年电子设备故障的6％是因雷电引起的，美国佛罗里达州每年由雷击引起多次计算机损坏事故，德国1984~1985年期间有113台设备因雷击损坏。在国内，每年也有很多进口和国产的计算机因遭受雷击而损坏。统计结果表明，华中电力网近几年造成设备损坏，导致长时间通信中断的主要原因是雷害，仅武—衡线段的1

6、5个站中，就有12个站曾遭受雷击而影响正常通信，甚至破坏设备多台。1987~1990年全国有17个站22次遭受雷害使通信设备损坏。仅1989年8月3024日夜就有5个站遭受袭击，损坏11块电路盘，通信中断17个小时。在全国电力系统中，调度自动化与通信系统因雷害所造成的故障和经济损失已引起人们的关注。调度自动化与通信系统防雷是一个急需解决的问题，对保证电力系统安全可靠运行有着重要的意义。巢湖供电公司有多座变电站和微波站，近年来多次遭受雷害，雷电过电压导致PCM板和电源板损坏，严重影响微波通信站和电力调度系统的正

7、常运行。本项目的内容是研究分析调度自动化与通信系统雷电过电压产生的原因，找出相应的对策，提出可行的综合防雷方案，以保证调度自动化与通信系统的正常运行。1雷电的产生、分类及参数1.1雷电的产生雷雨季节，太阳使地面水分部分化为蒸汽，同时地面空气受热地面的作用变热而上升，成为热气流。由于太阳几乎不能直接使空气变热，所以每上升1km，空气温度约下降10℃，上升的热气流遇到高空的冷空气，水蒸气凝成小水滴，形成热雷云。此外，水平移动的冷气团或热气团，在其前锋交界面上也会因冷气团将湿热的暖气团抬高而形成面积极大的锋面雷云。

8、在足够高的高空，例如在4km以上时水滴也会转化为冰晶。雷云的带电过程可能是综合性的，强气流将云中水滴吹裂时，较大的水滴带正电，而较小的水滴带负电，小水滴同时被气流携走，于是云的各部带有不同的电荷。此外，水在结冰时，冰粒上会带正电，而被风吹走的剩余图2.1雷云电荷的分布的水带负电。带电过程也可能和它们吸收离子、相互撞击或融合的过程有关。实测表明，在5~10km的高度主要是正电荷的云层，在1~5km的高