浅谈变配电所防雷保护和接地系统

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1、浅谈变配电所防雷保护和接地系统1.防雷1.1过电压及雷电的有关概念（1）过电压供电系统正常运行时，因为某种原因导致电压升高危及到电气设备绝缘，这种超过正常状态的高电压称为过电压。过电压的出现对供电系统的正常运行造成了一定的威胁和伤害，因此我们必须了解过电压并对其进行有效的防护，以保证供电系统的正常运行。在供电系统中，过电压按其产生的原因不同，可分为内部过电压和大气过电压两大类。①内部过电压内部过电压。压按其性质可分为操作过电压和谐振过电压。操作过电压产生的原因是当断路器断开电流，或当系统发生故障时，供电系统内出现电磁能量转换从而引起的瞬时高电压谐振过电压是指当正常操作或系统发生故障时，供

2、电系统中的电路参数（R、C、L）组合发生变化，使一部分电路产生震荡，从而出现瞬时间高电压。操作过电压和谐振过电压的能量均来自电网，其幅值一般不超过电网的额定电压的3∼3.5倍，内部过电压对供电系统的危害较小。这是因为它比大气过电压小的多，且电气设备和线路在设计时，其绝缘强度留有一定的裕度。②大气过电压大气过电压又称为雷电过电压，它是由于电力系统内部的设备或建筑物遭受雷击或雷电感应而产生的过电压。因引起大气过电压的能量来自电力系统的外部，故又称为外部过电压。大气过电压所形成的雷电冲击是非常强大的，其电流幅值可达几百千安，电压幅值可高达一亿伏。它的电流和电压值远远高于供电系统的正常值，因此对

3、供电系统危害极大。大气过电压常见的形式是直击雷过电压和感应雷过电压。直击雷过电压是指雷电直接对建筑物或其他物体放电，其过电压引起的强大的雷电流通过这些物体入地，同时产生危害极大的热破坏作用和机械破坏作用。感应雷过电压是指雷电对设备、线路的静电感应或电磁感应所引起的过电压，如雷云出现在架空线上方时，输电导线由于静电感应而聚集了大量的异性束缚电荷，雷云对地面放电后，这些异性被束缚电荷瞬间释放从而感应出高电压，形成了感应雷过电压。感应过电压的数值很大，在高压线路上可达几百千伏在低压线路上也有几十千伏，它对供电系统的威胁相当大。如果感应过电压沿线路侵入变配电所，会导致电气设备绝缘击穿或烧毁。这种

4、感应过电压沿线路侵入变配电所的现象，又称为雷电波侵入或高电位的侵入。（2）雷电的危害雷电形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它的放电过程中会产生极大的破坏力，雷电的危害主要有以下几方面：①雷电的热效应4雷电产生强大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。②雷电的机械效应雷电产生强大的电动力可以击毁杆塔，破坏建筑物，人畜亦不能幸免。③雷电的闪络放电雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，断路器跳闸，导致供电线路停电。（3）雷电过电压有两种基本形式①直接雷击它是雷电直接击中电气设备、线路或建（构）筑物，其过电压引起强大的雷电流通过这些物体放电入地，从而产生破坏性极大的热效

5、应和机械效应，相伴的还有电磁效应和闪络放电。这种雷电过电压称为直击雷。②间接雷击它是雷电未直接击中电力系统中的任何部分而由雷电对设备、线路或其它物体的静电感应或电磁感应所产生的过电压。这种雷电过电压称为感应过电压或感应雷。雷电过电压除上述两种雷击形式外，还有一种是由于架空线路遭受直接雷击或间接雷击而引起的电压波，沿线路入侵变配电所或其它建筑物，这称为雷电波侵入或高电位侵入。据我国几个城市统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷害事故，占整个雷害事故的50%~70%，比例很大，因此对雷电波侵入的防护应予足够的重视[1]。1.2防雷设备（1）避雷针避雷针由接闪器、接地引下线和接地体三部分组成

6、。接闪器即针尖，它是用镀锌圆钢或焊接钢管制成，头部成尖行，圆钢直径不小于10mm，焊接钢管直径不小于20mm。避雷针的下端经引下线与接地装置焊接，形成可靠连接。其引下线可用扁刚制成。避雷针通常安装在构架、支柱或建筑物上。（2）避雷器由前所述，当雷电所产生的感应过电压，沿架空线路侵入变配电所或其他建筑物内时，将发生闪络，甚至将电器设备的绝缘击穿。因此，假如在电气设备的电源进线端并联一种保护设备，令其放电电压低于被保护设备的绝缘耐压值，当过电压来临，该保护设备立即对地放电，从而使保护设备的绝缘不受破坏；一旦过电压消失，保护设备又恢复到原始状态，这种过电压保护设备即为避雷器。常用避雷器的类型有

7、阀式、管式、保护间隙和金属氧化物等[2]。1.3变配电所的的防雷措施（1）装设避雷针室外变配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷电防护。（2）高压侧装设避雷器这主要用来保护主要变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损环了变电所的这一最关键的设备[3]。42.接地2.1接地类型接地的类型可分为以下几种（1）工作接地工作接地是为了保证电