35kv變電站防雷接地技術(shù)畢業(yè)論文

1、<p>　　XXXXX學(xué)校 </p><p>　　本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）</p><p>　　題 目： 變電站防雷接地技術(shù) </p><p>　　學(xué)習(xí)中心： </p><p>　　層 次： &

2、lt;/p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　年 級： 年 春/秋 季 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 生： </p><p

3、>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： 年 月 日</p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所，是聯(lián)系發(fā)電廠與電力用戶的紐帶，擔負著電壓變換和電能分配的重要任務(wù)。如果變電所發(fā)

4、生雷擊事故，會給國家和人民造成巨大的損失。所以變電所的防雷是不可忽視的問題。隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，使得電能這一清潔能源在人民生產(chǎn)、生活中得到了普遍使用。但當高壓輸電網(wǎng)在為人們提供動力和照明時，不能忽視自然界產(chǎn)生的雷電對高壓輸變電設(shè)備產(chǎn)生的大量危害。因此，必須加強變電站防雷接地問題的認識與研究。</p><p>　　本論文針對目前變電站設(shè)備中防雷接地技術(shù)的中存在的問題，針對35KV變電站進行防雷接地保護設(shè)計；根據(jù)

5、變電站國家防雷接地標準，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，實現(xiàn)對變電站的直擊雷防護、雷電侵入波防護以及變電站的接地保護設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站；防雷接地；直擊雷防護；雷電侵入波防護</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要I<

6、/b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 變電站防雷接地的意義1</p><p>　　1.2 變電站防雷接地的研究背景1</p><p>　　1.3 本次論文的主要工作4</p><p>　　2 變電站的防雷保護6</p&g

7、t;<p>　　2.1 變電站的直擊雷保護8</p><p>　　2.2 變電站的侵入波保護11</p><p>　　2.3 變電站的進線段保護12</p><p>　　2.4 避雷針與避雷線的保護范圍的計算14</p><p>　　3 變電站的防雷接地16</p><p>　　3.1

8、 接地概述16</p><p>　　3.2 接地電阻17</p><p>　　3.3 變電所接地裝置18</p><p>　　3.4 變電站的接地原則18</p><p>　　3.5 降低變電所接地裝置工頻接地電阻的措施18</p><p>　　4 變電所防雷接地設(shè)計實例20</p>

9、<p>　　4.1 變電所的規(guī)模20</p><p>　　4.2 變電所位置的自然條件20</p><p>　　4.3 避雷針的設(shè)置及防雷保護校驗21</p><p>　　4.4 接地裝置的設(shè)置22</p><p><b>　　5 結(jié)論24</b></p><p>

10、;<b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　附 錄26</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 變電站防雷接地的意義</p><p>　　雷電是大自然中最宏偉但又最恐怖的氣體放電現(xiàn)象。對雷電的物理本質(zhì)了解

11、開始于18世紀，最有名的當屬美國的富蘭克林和俄國的羅蒙索諾夫。富蘭克林在18世紀中期提出了雷電是大氣中的火花放電，且首次闡述了避雷針的原理并進行了試驗。近幾十年來，由于雷電放電對于現(xiàn)代航空、電力、通信、建筑等領(lǐng)域都有很大的影響，促使人們從20世紀30年代開始加強了對雷電及其防護技術(shù)的研究。</p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，變電站發(fā)生雷擊事故，將造成大面積停電，會對電網(wǎng)造成較大的危害。近年來，隨

12、著我國電力變電站實現(xiàn)綜合自動化，不僅為變電站實現(xiàn)無人值守和配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化奠定了基礎(chǔ)，而且也為供電部門提供更安全、經(jīng)濟、可靠和高質(zhì)量的電能創(chuàng)造了條件，這就更加要求防雷接地措施必須十分可靠。</p><p>　　因此，在變電站的設(shè)計過程中，保護變電站的設(shè)備安全，提高其供電可靠性，優(yōu)化防雷接地設(shè)計方案，加強變電站的防雷接地安全措施，最大程度的減少雷擊事故發(fā)生，有著極其重要的意義。</p><p&g

13、t;　　1.2 變電站防雷接地的研究背景</p><p>　　在我國有過許多的遭受雷擊的危害事故。1981年8月27日，江蘇省常州市某微波站遭到雷擊，電力載波204、102電路終端機報警整流器的3只整流二極管被擊穿；鉛皮電纜外皮與地網(wǎng)接觸處燒出凹坑；微波設(shè)備回路機的4線收發(fā)信號衰耗器燒壞，致使南京方向的7、8、11路電話中斷，上海方向的第7路不通。 </p><p>　　1983年9月西

14、南某工程遭受一次雷擊，使配套的一批電子設(shè)備損壞，系統(tǒng)工作無法進行，損壞的電子設(shè)備和元件有：數(shù)字傳輸機—損壞集成電路芯片20多塊；通信系統(tǒng)—8臺機中有6臺受到不同程度的損壞；時控單元—脈沖處理回路和脈沖變換電路4塊芯片損壞；遙測系統(tǒng)—由于連接電纜較長，損壞電路板3塊。 </p><p>　　華中大電網(wǎng)有微波站近百個，其中進口設(shè)備站65個。事故統(tǒng)計表明，造成設(shè)備損壞、導(dǎo)致長時間通信中斷的主要原因就是雷害。武-衡線段的

15、15個微波站12個曾遭受雷擊影響正常通信，甚至損壞多臺設(shè)備。 </p><p>　　1987年8月1日三門峽站受雷擊損壞16臺裝置柜。 </p><p>　　1989年8月30日有5個站遭雷擊損壞11塊電路盤，通信中斷17小時。 </p><p>　　1990年9月27日黑龍江省電力局調(diào)度大樓遭受雷擊，使調(diào)度自動化的計算機系統(tǒng)和程控交換設(shè)備損壞停止運行27小時。其中

16、，程控交換機損壞電路板8塊，VAX 計算機接口板損壞，遠動室調(diào)度模擬盤 43 塊顯示消失，PDP-11/24型計算機系統(tǒng)的PMA接口板損壞，內(nèi)存損壞8塊。 </p><p>　　1992年6月22日傍晚，北京城區(qū)下了一陣中雨。8時左右，雷電擊中國國家氣象中心大樓樓頂，樓內(nèi)的大型計算機與小型計算機網(wǎng)絡(luò)癱瘓，6條同步線路和1條國際同步線路被中斷。整個計算機系統(tǒng)停止工作46小時，氣象業(yè)務(wù)受到嚴重影響，損失數(shù)十萬元，次

17、日中央電視臺氣象預(yù)報空白。因為大樓裝有避雷針，使閃電由避雷針引入大地，所以大樓、人員及普通設(shè)備安然無恙，但是雷電流在四周產(chǎn)生的巨大脈沖電磁場，卻損壞了具有極為敏感的微電子器件及計算機系統(tǒng)。 </p><p>　　1993年5月17日和6月3日，雷擊廣西人民銀行證券中心，擊壞計算機16臺，損失11萬元。廣西南寧市兩個專業(yè)銀行的計算機網(wǎng)絡(luò)及電信局程控機也同時損壞。 </p><p>　　199

18、4年7月5日和17日兩天，四川省氣象局業(yè)務(wù)系統(tǒng)連遭雷擊，計算機網(wǎng)絡(luò)、氣象雷達、衛(wèi)星接收系統(tǒng)等電子設(shè)備被損壞。 </p><p>　　1995年9月3日19時55分到4日21時26分，河南省三門峽市出現(xiàn)強雷雨天氣，致使中國工行三門峽市湖濱支行遭受嚴重雷擊，當即擊毀計算機16部、內(nèi)部電話總機1臺，直接經(jīng)濟損失15萬元。 </p><p>　　1996年8月31日，華夏證券公司廣州分公司遭雷擊，

19、損壞彩色及單色LBE大屏幕設(shè)備、交換式集成器、四塊電話語音卡、微機設(shè)備等，經(jīng)濟損失約28多萬元。 </p><p>　　1996年6月22日晚9時前后，天空烏云密布，雷聲隆隆，忽遠忽近。一聲巨響之后，北京東直門附近一座居民樓2至6層的20戶居民中，15臺電視機被強大的雷電擊毀；一層辦公室中的視盤機、一臺觸摸式臺燈和小型程控電話交換機也被雷擊損壞；鄰近的一棟樓上，也有數(shù)臺電話機遭到破壞。據(jù)報道，同日西城

20、區(qū)展覽路也有居民的電視機和單位的電話機遭到雷擊。 </p><p>　　1997年10月13日吉山珠村化工倉庫遭雷擊造成嚴重的火災(zāi)爆炸事故，燒毀兩座共貯存240噸純苯的簡易倉庫，直接經(jīng)濟損失70萬元。幸好消防部門撲救及時，不致使爆炸蔓延釀成更大災(zāi)害。 </p><p>　　1998年7月29日上海市某電子工程有限公司智能大樓遭雷電襲擊，樓內(nèi)安防管理監(jiān)控報警、對講系統(tǒng)、6只攝像機、13部電梯

21、的電腦控制程序遭損壞，損失嚴重。 </p><p>　　1999年8月9日，吉林省蛟河發(fā)生雷害，天崗地區(qū)某單位的通訊設(shè)備被雷擊毀，當?shù)?000余臺電視機和300余部電話出現(xiàn)故障。雷害發(fā)生后的36小時內(nèi)， 遠離百里的蛟河市區(qū)，市話、手機全停，銀行專線無法正常運行，損失嚴重。相當多的公安機關(guān)的專線和軍事機關(guān)的雷達也受到雷擊。 </p><p>　　2001年2月21日凌晨，由于大霧閃絡(luò)造成外

22、部電網(wǎng)對邯鄲鋼鐵股份有限公司電力供應(yīng)中斷，使煉鐵、煉鋼、軋鋼三大系統(tǒng)全面停產(chǎn)，這是公司歷史上從未有過的特大事故。由于停電影響，煉鐵廠全部高爐斷水、斷電、斷氣，不同程度發(fā)生灌渣、燒壞冷卻設(shè)備等事故；煉鋼系統(tǒng)導(dǎo)致鐵水、鋼水落地，部分鐵包、鋼包損壞；軋鋼系統(tǒng)造成部分設(shè)備損壞。本次停電事故，給公司生產(chǎn)帶來嚴重影響，初步估計直接經(jīng)濟損失達數(shù)千萬元。 </p><p>　　從以上的雷電事故來看，自二十世紀八十年代以來，我國

23、幾乎每年都有由于雷電引起的弱電系統(tǒng)重大事故發(fā)生，這也說明對于弱電系統(tǒng)的防雷保護措施還有待加強。因此，對于弱電系統(tǒng)的防雷保護的各項措施還應(yīng)不斷完善。</p><p><b>　　研究現(xiàn)狀：</b></p><p>　　當雷電直接擊中電力系統(tǒng)的導(dǎo)線部分時，會產(chǎn)生極高的雷電過電壓，任何電壓等級的設(shè)備絕緣都會難以耐受變電站對于直擊雷的保護一般采取裝設(shè)避雷針或采用沿變電站進線段

24、一定距離內(nèi)架設(shè)避雷線，吸引雷電擊向自身，減低雷擊點的過電壓，通過良好接地的裝置，將雷電流迅速泄入大地。</p><p>　　為了限制入侵雷電波的幅值，在變電站內(nèi)要求裝設(shè)避雷器，使電氣設(shè)備的過電壓不致于超過其沖擊耐壓值在變電站的進線段上裝設(shè)避雷器，可以限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值及入侵雷電流的陡度。</p><p>　　建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-94中指出，常規(guī)防雷的保護對象主要是保護

25、建筑物免遭直接雷擊，防雷保護的措施主要是裝設(shè)避雷針或避雷網(wǎng)(帶)，其中避雷針的應(yīng)用最為普遍，在各類建筑物的頂端一般都布置了避雷針。這種常規(guī)的防雷方法已經(jīng)有兩百多年的歷史了，而且經(jīng)過長期實踐證明，它對直擊雷的防護的確是有效的“但是防雷光靠裝設(shè)避雷針肯定是不行的，因為避雷針是通過把雷電引到自身來完成其保護范圍內(nèi)的被保護對象免遭直接雷擊的。所以在這樣的保護過程中會產(chǎn)生較多的負面影響，其中最主要的有：增加雷擊概率、產(chǎn)生感應(yīng)雷以及地電位反擊等。&

26、lt;/p><p>　　避雷針大大增加雷擊概率，這使得依附于一次設(shè)備的，目前正在大量更新的保護、監(jiān)控、通信等二次設(shè)備遭受雷擊的概率大大增加，損壞方式也多種多樣，從而給電力生產(chǎn)帶來很大的損失。這些二次設(shè)備防感應(yīng)雷基本上靠機殼和內(nèi)部元件本身，可靠性較低，當雷擊使高壓線路引入雷電波時，往往影響到變電站的整個低壓電源系統(tǒng)通信系統(tǒng)，導(dǎo)致低壓電源系統(tǒng)中絕緣薄弱設(shè)備的某些元件損壞，如設(shè)備的電源模塊，計算機監(jiān)控系統(tǒng)等，一旦被波及往往

27、造成接口元件擊穿或燒壞。</p><p>　　接地起著維持正常運行、保護、防雷、防干擾等作用。當接地不規(guī)范時，雷電電磁脈沖容易引起接地點之間電位差，產(chǎn)生的電磁場干擾二次設(shè)備的運行，嚴重時會損壞設(shè)備內(nèi)部的電子回路。接地電阻不合格，雷電引起的地電位升高，也會通過設(shè)備的接地線引入二次設(shè)備中，損壞設(shè)備的插件。所以，各接地網(wǎng)間必須通過合理布置接地線，等電位連接屏蔽及裝置本身的電磁兼容防護來解決設(shè)備的安全問題。</p&

28、gt;<p>　　總之，變電站在高壓一次系統(tǒng)的防雷保護措施還是比較完善的。防直擊雷有避雷針(帶)，110kV及以上線路有架空地線保護；35kV線路、10kv線路有線路避雷器保護，變電站還有各級母線變壓器的避雷器保護。但在二次系統(tǒng)，由于重視程度不夠，防雷措施沒有跟上設(shè)備的發(fā)展，防雷保護措施都不夠完善，存在較多的問題和不足。</p><p>　　變電站的防雷和接地問題既非常的復(fù)雜又至關(guān)重要不可或缺，它的

29、好與壞直接對電氣系統(tǒng)的設(shè)備和人身的安全造成嚴重的后果。特別是如今隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴大，接地短路電流被要求的越來越大。各式各樣的</p><p>　　微機監(jiān)控設(shè)備的不斷普及和應(yīng)用，同樣對防雷接地的要求逐漸增高。以前由于接</p><p>　　地裝置的一些問題從而引發(fā)了主設(shè)備的損壞，變電站一度停止運行帶來了巨大的</p><p>　　損失和嚴重的問

30、題，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成了很大的麻煩，因此變電站的防雷接</p><p>　　地措施必須要高度的重視起來。變電站的接地系統(tǒng)是保護電力系統(tǒng)的正常運行，</p><p>　　保障設(shè)備及人身安全的措施之一。</p><p>　　1.3 本次論文的主要工作</p><p>　　隨著電力工業(yè)的發(fā)展，自動化程度越來越高，對安全供電的要求也越來越高。為了

31、防止各種電氣事故，保障人民生產(chǎn)、生活的正常有序進行，電氣安全已成為社會關(guān)注對象，各種電氣安全措施也正在建立與完善。電氣安全工作是一項綜合性的工作，有工程技術(shù)的一面，也有組織管理的一面。工程技術(shù)和組織管理相輔相成，有著十分密切的聯(lián)系。電氣安全工作主要有兩方面的任務(wù)。一方面是研究各種電氣事故，研究電氣事故的機理、原因、構(gòu)成、選某某變電站作為設(shè)計對象，分析該變電站的防雷接地設(shè)計。</p><p>　　大多數(shù)的中型電力用

32、戶，都采用的是35 kV電壓等級供電，供電部門的35 kV變電站也就成為了電力用戶供電的重要的供電渠道。而變電站不一定在在變電站避雷針的保護范圍之內(nèi)，所以35 kV變電站很容易受到雷電的破壞，并給電力用戶的生產(chǎn)以及社會經(jīng)濟的發(fā)展帶來了嚴重的影響，導(dǎo)致供電部門的供電可靠性也達不到要求。</p><p>　　本課題是針對我國農(nóng)村35KV變電站進行防雷接地保護設(shè)計；根據(jù)變電站國家防雷接地標準，結(jié)合35KV變電站電氣接線

33、圖以及具體情況，學(xué)習(xí)利用各種防雷接地裝置等，實現(xiàn)對變電站的直擊雷防護、雷電侵入波防護以及變電站的接地保護設(shè)計，具有一定針對性和廣泛性。</p><p>　　2 變電站的防雷保護</p><p>　　雷電是一種大氣里的放電現(xiàn)象，它產(chǎn)生在積雨里。積雨的云在形成的過程中， 部分云團帶有正電荷，部分云團帶有負電荷，因此，當電荷總量積聚到了一定的程度時，在不同的電荷云團之間，或者云團和大地之間的電

34、壓數(shù)值非常大，足夠擊穿空氣。當云團開始游離放電的時候，我們稱這個過程為先導(dǎo)放電。云團對地的先導(dǎo)放電現(xiàn)象是云團向地面的跳躍式逐漸發(fā)展的過程，當先導(dǎo)放電現(xiàn)象到達地面的時候(地面的建筑物和架空輸電線路等)，就會產(chǎn)生從地面向云團的主要放電階段。在主要放電階段中，由于不同種電荷進行劇烈中和，往往此時會出現(xiàn)非常大的雷電流(一般為在幾百千安到幾千千安之間)，并且隨后會產(chǎn)生強烈的閃電及巨大的響聲，從而形成了雷電。雷電的防護措施包括以下三個部分: 直擊雷

35、的防護、側(cè)擊雷的防護和感應(yīng)雷的防護。防雷工程的一個十分方面是接地和引入下地下線路的基本布線工程，整個防雷工程的效果和防雷器件是否有效都取決這一點， 所以，我們應(yīng)當認真的研究變電站中電力設(shè)備和電子設(shè)備的接地效果，它是保障電力設(shè)備的安全、操作人員的安全以及設(shè)備正常工作運行的必要部分。可以這樣說，只要是和電網(wǎng)相連的儀器和設(shè)備都必須接地；只要有電力需要的地方，就會是接地工程</p><p>　　2.1 變電站的直擊雷保

36、護</p><p><b>　　直擊雷的影響</b></p><p>　　直擊雷是指雷雨云對大地和建筑物放電的現(xiàn)象。它以強大的沖擊電流、熾熱的溫度、猛烈的沖擊波以及強烈的電磁輻射損壞放電通道，其最高電流達200~300kA，一般在20~40kA，其時間甚短，一般僅為10~100μs。直接擊在建筑物構(gòu)架上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和雷電沖擊波等作用而造成電力線路、電力系統(tǒng)弱電設(shè)

37、備等損壞。其對弱電設(shè)備的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面： </p><p>　　1、電效應(yīng)的破壞作用 根據(jù)安培定律，當 A、B 平行導(dǎo)體上分別通以電流、（kA），A、B 的距離為d(m)時，每米導(dǎo)線所受的作用力按下式計算 </p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中，平行導(dǎo)體的長度為1m。 </p>&l

38、t;p>　　假定雷擊的瞬間兩導(dǎo)體的電流和都等于100kA，兩導(dǎo)體的距離d為50cm，計算結(jié)果表明，這兩根導(dǎo)體每米都受到408kg的力。因此雷擊的時候，由于電動力的作用，也有可能使弱電設(shè)備導(dǎo)線折斷。</p><p>　　同樣對拐彎的導(dǎo)體或金屬構(gòu)件，在拐彎部分也將受到電動力作用，它們之間的夾角越小，受到的電動力越大。當拐角的夾角為銳角時受到的作用力最大，鈍角最小。所以接閃器及其引下線不應(yīng)出現(xiàn)銳角的拐彎，在不得已

39、采用直角拐彎時應(yīng)加強構(gòu)件強度。</p><p>　　2、熱效應(yīng)的破壞作用 </p><p>　　根據(jù)焦耳定律，一次閃擊的雷電流發(fā)出的熱量Q</p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　式中Q—發(fā)熱量，J；i—雷電流，A；R—雷電流通道的電阻，Ω； t—雷電流持續(xù)的時間，s。</p>

40、<p>　　實際上，雷電流作用的時間很短，散熱影響可以忽略，在電流通路上引起的溫升ΔT為 </p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中ΔT —溫升，K；m—雷電流通過的物體質(zhì)量，kg；c—通過雷電流的物體的比熱容，J/kg·K。 </p><p>　　如果雷電擊在電弱電設(shè)備上，由于雷電流很大，通

41、過的時間極短，被擊得物體瞬間產(chǎn)生巨大熱量，又來不及散發(fā)，將產(chǎn)生巨大的爆炸力。當雷電流通過金屬體時，如果金屬體的截面積不夠大時，甚至可使其熔化。因為通道的溫度可高達 6000℃~10000℃，甚至更高。因此在雷電流通道上遇到易燃物質(zhì)，可能引起火災(zāi)。 </p><p>　　3、雷電流沖擊波的破壞作用 </p><p>　　雷電通道的溫度高達幾千度至幾萬度，空氣受熱急劇膨脹，并以超聲速度向四周

42、擴散，其外圍附近的空氣被強烈壓縮，形成“激波”。被壓縮空氣層的外界稱為“激波波前”。“激波波前”到達的地方，空氣的密度、壓力和溫度都會突然增加?！凹げúㄇ啊边^去后，該區(qū)壓力下降，直到低于大氣壓力。這種“激波”在空氣中傳播，會使其附近的電力線路、電氣設(shè)備受到破壞。</p><p><b>　　4、感應(yīng)雷的影響</b></p><p>　　感應(yīng)雷對弱電設(shè)備的影響主要是指在

43、雷云之間放電或雷云對地之間放電時，在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電纜線路、設(shè)備連接線上產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路之間或線路末端的電子設(shè)備受到損壞。感應(yīng)雷雖不如直擊雷猛烈，但其發(fā)生的概率比直擊雷高得多。 當雷云層與層之間以及雷云與大地之間放電時，在放電通道周圍產(chǎn)生的電磁感應(yīng)、雷電電磁脈沖的輻射以及雷云電場的靜電感應(yīng)，使建筑物上的金屬部件、管道、鋼筋和由室外進入室內(nèi)的電源線、信號傳輸線、天線饋線等感應(yīng)出雷電高電壓，并通過這些線路以

44、及進入室內(nèi)的管道、電纜等引入室內(nèi)造成電子設(shè)備損壞。顯然感應(yīng)雷危害是大面積的，是危害電子設(shè)備的主要干擾源。</p><p>　　例如，當雷擊大地時，在線路產(chǎn)生感應(yīng)過電壓的值可以按下述經(jīng)驗公式估算 </p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中U —感應(yīng)過電壓，kV； I —雷電流幅值，kA；b —雷擊點與導(dǎo)線間的水平距

45、離，m； ——導(dǎo)線平均高度，m。 </p><p>　　當雷擊電流為30kA斜角波，雷云高度為 3km，導(dǎo)線高度為10m，雷電擊中距500m長架空線路中點100m處的地面時，則線路上會產(chǎn)生感應(yīng)電壓幅值為75kV的振蕩波。此振蕩波為電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)共同作用的結(jié)果。雷電感應(yīng)是雷電流的強大電場以及磁場變化時產(chǎn)生的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)造成的。</p><p><b>　　1、靜電感應(yīng) &

46、lt;/b></p><p>　　當建筑物頂部或其他導(dǎo)體處于雷云與大地間所形成的電場中時，建筑物頂部或?qū)w上就會聚集極性與雷云下部電荷極性相反的大量電荷。當雷云與放電體間的電場強度超過兩者之間空氣的擊穿強度時，雷云對放電體放電，正、負電荷在電路中猛烈地中和。雷云放電后，云與大地間的電場突然消失，建筑物頂部或?qū)w上的電荷來不及立即流散，因而產(chǎn)生很高的對地電位差。這個對地電位差稱為靜電感應(yīng)電壓。如果樓頂不采取良

47、好的接地措施，室內(nèi)的設(shè)備即有可能因靜電感應(yīng)電壓而受損。 </p><p>　　雷擊時，除建筑物產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓外，在輸電線路和通信線路上同樣會發(fā)生這種現(xiàn)象。由于感應(yīng)電壓極性與雷云極性相反的電荷聚積到一段線路上成為束縛電荷。當雷云對放電體放電時，雷電通道中的電荷猛烈中和，線路上的束縛電荷變?yōu)樽杂呻姾刹⑾驅(qū)Ь€兩邊流動，形成感應(yīng)過電壓波。高壓輸電線路上的感應(yīng)過電壓可達 300~400kV；一般配電線路和通信線路雖然懸

48、掛高度較低，但雷電流大，感應(yīng)過電壓仍可達幾十千伏。</p><p><b>　　2、電磁感應(yīng) </b></p><p>　　由于雷電流具有極大的幅值和陡度，在放電通道周圍的空間里會產(chǎn)生強大的變化電磁場。處在這一電磁場中的導(dǎo)體會感應(yīng)出較大的電動勢。如果回路中有些地方接觸不良，就會產(chǎn)生局部發(fā)熱或放電現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象還可以使構(gòu)成閉合回路的金屬物體產(chǎn)生感應(yīng)電流，對設(shè)備或建筑

49、物造成損害。 </p><p>　　事實上，在生產(chǎn)實踐中雷擊的靜電感應(yīng)破壞力數(shù)倍于電磁感應(yīng)。靜電感應(yīng)還可用雷擊的二次效應(yīng)理論來解釋。帶電雷云飄浮在地表上空，地表帶上極性與雷云極性相反的等量電荷。當雷擊過后，雷擊點地表變?yōu)殡姾傻南鄬昭?，周圍高電荷區(qū)域與地電位相對絕緣的導(dǎo)體上的電荷，將導(dǎo)致設(shè)備打火、絕緣受損和電子設(shè)備失效。</p><p>　　避雷針(線)是接地的導(dǎo)電物，一般高于被保護物體，

50、它們的作用就是將雷電吸引到自己身上，安全并迅速地導(dǎo)入地中。避雷針通過自身的高度，在其尖端的高突處形成電場的畸變，在雷云電場的作用下，當尖端的電場強度大于空氣電離場強時，開始電離空氣，形成迎面先導(dǎo)，并與雷云的雷電先驅(qū)相遇，完成雷擊過程。</p><p>　　為了使雷電流能夠順利下泄，必須有良好的導(dǎo)電通道。因此，避雷針(線)的基本組成部分是接閃器(引發(fā)雷擊的部位)、引下線和接地體。首先介紹相關(guān)方面的知識。</p

51、><p>　　2.2 變電站的侵入波保護</p><p>　　變電站對侵入波的防護的主要措施是在其進出線上裝設(shè)閥型避雷器，避雷器裝設(shè)在被保護物的引入端，其上端接在線路上，下端接地，一般安裝在變電站母線上。閥型避雷器的基本元件為火花間隙和非線性電阻。目前，SFZ系列閥型避雷器，主要用來保護中等及大容量變電站的電氣設(shè)備。FS系列閥型避雷器，主要用來保護小容量的配電裝置。</p>&

52、lt;p>　　變電站中限制侵入波的主要設(shè)備是避雷器，它接在變電站的母線上，與被保護設(shè)備相并聯(lián)，并使所有設(shè)備受到可靠保護。</p><p>　　避雷器實質(zhì)上是一種放電器(或稱限壓器)，并聯(lián)在被保護設(shè)備附近。避雷器的擊穿電壓要比被保護設(shè)備的低。當線路上傳來的過電壓超過避雷器的放電電壓時，避雷器會先行放電，把入侵波導(dǎo)入大地，限制設(shè)備上的過電壓，避免電氣設(shè)備絕緣遭擊穿損壞。當入侵波消失后，避雷器又能夠自行恢復(fù)絕緣能

53、力，防止工頻接地短路事故的發(fā)生。</p><p>　　目前使用的避雷器主要有四種類型，即保護間隙、管型避雷器、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。前兩種主要用于變電站進線段的保護，以限制入侵的大氣過電壓；后兩者主要用于保護變壓器或其他電氣設(shè)備，其保護特性是選擇高壓電力設(shè)備絕緣水平的基礎(chǔ)。為了使避雷器達到預(yù)期的保護效果，必須正確選擇和使用避雷器。避雷器的基本要求：</p><p>　　1、避雷器與被保

54、護設(shè)備之間應(yīng)有合理的伏秒特性的配合，在被保護物可能擊穿以前，避雷器就已發(fā)生動作，將過電壓波截斷，從而起到可靠的保護作用。工程上常用沖擊系數(shù)。來反映伏秒特性的形狀。沖擊系數(shù)a是指沖擊放電電壓與工頻放電電壓的比值，其比值越小，伏秒特性越平直，一般希望它接近于1。因此，應(yīng)選用沖擊系數(shù)小的避雷器作為電氣設(shè)備的保護裝置；</p><p>　　2、當瞬間的雷電過電壓消失后，避雷器能自行截斷工頻續(xù)流、恢復(fù)絕緣強度，保證電力系統(tǒng)

55、能夠繼續(xù)正常運行；</p><p>　　3、具有一定通流容量，且其殘壓應(yīng)低于被保護設(shè)備的沖擊耐壓值。</p><p>　　2.3 變電站的進線段保護</p><p>　　要限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的波度，就必須對變電站進線實施保護。當線路上出現(xiàn)過電壓時，將有行波導(dǎo)線向變電站運動，起幅值為線路絕緣的50%沖擊閃絡(luò)電壓，線路的沖擊耐壓比變電站設(shè)備的沖擊耐壓

56、要高很多。因此，在接近變電站的進出線上加裝避雷線是防雷的主要措施。如不架設(shè)避雷線，當遭受雷擊時，勢必會對線路造成破壞。變電站進線保護是在靠近變電站出線架1～2km線路上所采取的可靠的防雷保護措施，變電站進線保護具體措施視變電站的線路情況而定。</p><p>　　為了限制流經(jīng)避雷器的雷電流和限制入侵波的陡度，變電所需采用進線保護接線。</p><p>　　一、35kV及以上變電所的進線段保

57、護</p><p>　　對于35~110kV無避雷線的線路，當雷擊于變電所附近線路的導(dǎo)線上時，沿線入侵流經(jīng)避雷器的雷電流可能超過5kA，而且陡度也可能超過允許值，因此對對于35~110kV無避雷線的線路，在靠近變電所的一段進線上，必須架設(shè)避雷線，在進線段內(nèi)出現(xiàn)雷電波的概率大大減小，保證雷電波只能在進線段以外出現(xiàn)。架設(shè)避雷線的這段進線稱為變電所進線保護段</p><p>　　1、未沿全線架設(shè)

58、避雷線的進線段保護</p><p>　　圖4.1進段保護示意圖</p><p>　?。?）閥型避雷器的作用：保護全所設(shè)備；</p><p>　?。?）避雷線作用：避雷線保護角很小，在進線段內(nèi)不發(fā)生繞擊，雷擊于進線段以外的導(dǎo)線上時，導(dǎo)線自身電阻將消耗入侵波能量，來限制入侵波幅值；</p><p>　?。?）管型避雷器1：限流；</p>

59、;<p>　?。?）管型避雷器2：保護開關(guān)。</p><p>　　二、全線架設(shè)避雷線的變電所進線段保護</p><p>　　圖4.2全線架設(shè)避雷線的變電所進線段保護</p><p>　　三、35kV小容量變電所的簡化進線保護</p><p>　　圖4.3 35kV小容量變電所的簡化進線保護</p><p&g

60、t;　　四、用電抗線圈代替進線段的保護接線</p><p>　　圖4.4 用電抗線圈代替進線段的保護接線</p><p>　　2.4 避雷針與避雷線的保護范圍的計算</p><p>　　雷擊只能通過攔截導(dǎo)引措施改變其入地路徑。接閃器有避雷針、避雷線。小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構(gòu)上采用避雷針或避雷線，或兩者結(jié)合，對引流線和接地裝置都有嚴格的要

61、求。</p><p>　　一、避雷針保護范圍確定</p><p>　　在一定高度的避雷針下面有一個安全區(qū)域，在這個區(qū)域中的物體基本上不會受到雷擊，這個安全區(qū)域就是避雷針的保護范圍。當然由于雷電的路徑是受很多偶然因素的影響，要保證被保護物絕對不受直接雷擊是不現(xiàn)實的，因此保護范圍是按照99.9%的保護概率而定的。在工程上可由簡化保護范圍的計算方法確定。</p><p>

62、　　工程中多采用兩根或多根避雷針用來擴大保護范圍。兩支等高避雷針相距不太遠時，由于兩針的聯(lián)合屏蔽作用，是兩針中間部分的保護范圍比單針時要大，避雷針外側(cè)的保護范圍與單根避雷針時相同。</p><p>　　為保證兩針聯(lián)合保護效果，兩針間距離與針高之比D/h不宜大于5。當兩支避雷針不等高時，兩外側(cè)的保護范圍仍按單針方法求出。兩針之間的保護范圍可按如下方法確定:首先按單針算出高針的保護范圍，然后由低針的頂點作水平線與高針

63、的保護范圍邊界點設(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范圍。</p><p>　　由于變電站的面積比較大，實際上都采用多支避雷針保護的方法，多支避雷針保護范圍應(yīng)按下列方法確定：</p><p>　　1、將多支避雷針的多邊形，按相臨近的原則，劃分成若干個3支避雷針組成的三角形；</p><p>　　2、各邊的保護范圍一側(cè)最小寬度b:之0時

64、(b:指在高度為被保護物體高度的水平面上，保護范圍一側(cè)的最小保護寬度)，則全部面積才能受到保護；</p><p>　　3、多支避雷針的外側(cè)保護范圍，應(yīng)分別按等高或不等高兩針的保護范圍的方法確定</p><p>　　二、避雷線保護范圍的確定</p><p>　　避雷線相當于掛在高空的接地導(dǎo)線。避雷線對雷云與大地間電場畸變的影響比避雷針小，所以其引雷作用和保護寬度比避雷

65、針要小。但因避雷線的保護長度是與線路等長的，所以特別適合保護架空線路，有時還可以編成防雷保護網(wǎng)或避雷帶來保護一些重要的建筑物。</p><p>　　避雷線和避雷針一樣，也有一定的保護范圍，保護范圍與避雷線的數(shù)量、高度、架設(shè)的位置、雷云高度及雷云對避雷線的位置有關(guān)。避雷線保護范圍還可以用保護角(指避雷線同外側(cè)導(dǎo)線的連線與垂直線之間的夾角)來表示，雷擊導(dǎo)線的概率隨保護角的減小而降低。</p><p

66、>　　3 變電站的防雷接地</p><p>　　接地裝置的設(shè)計對于電力系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要。變電站接地系統(tǒng)的合理與否是直接關(guān)系到人身和設(shè)備安全的重要問題。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，接地系統(tǒng)的設(shè)計越來越復(fù)雜。變電站接地包含工作接地、保護接地、雷電保護接地。工作接地即為電力系統(tǒng)電氣裝置中，為運行需要所設(shè)的接地；保護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

67、人身和設(shè)備的安全而設(shè)的接地；雷電保護接地即為為雷電保護裝置向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。變電站接地網(wǎng)安全除了對接地阻抗有要求外，還對地網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、使用壽命、跨步電位差、接觸電位差、轉(zhuǎn)移電位危害等提出了較高的要求。</p><p>　　變電所防雷保護滿足要求以后，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)單獨的接地體。小變電所用獨立避雷針，大

68、變電大多在獨立避雷針與配電裝置帶電部分的空氣中最短途徑不得小于五米。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50mm×5mm，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。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合，外緣各角應(yīng)做成圓弧形。

69、 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。避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至變壓器的接地線主接地網(wǎng)的地下連接點，沿接地體的長度不得小于15m，同時變壓器門形架構(gòu)上不得裝避雷針。</p><p><b>　　3.1 接地概述</b></p><p>　　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。接地根據(jù)工作

70、內(nèi)容劃分為以下幾種：</p><p><b>　　1．工作接地</b></p><p>　　工作接地是為系統(tǒng)正常工作而設(shè)置的接地。如為了降低電力設(shè)備的絕緣水平，在及以上電力系統(tǒng)中采用中性點接地的運行方式，在兩線一地的雙極高壓直流輸電中也需將其中性點接地。除主設(shè)備的接地外，在微電子電路中，根據(jù)電路性質(zhì)不同，還有各種不同的工作接地比如直流地、交流地、數(shù)字地、模擬地、信號地

71、、功率地、電源地等。</p><p><b>　　2．防雷接地</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　3．安全接地</b></p><p>　　為了保證人身的安全，將電氣設(shè)備外殼設(shè)置

72、的接地。任何接地極都存在著接地電阻，正因為如此，當有電流流過接地體時，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散時，地面會出現(xiàn)電位梯度。</p><p><b>　　3.2 接地電阻</b></p><p>　　大地是個導(dǎo)體，當其中沒有電流流通時是等電位的，可以認為大地具有零電位。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

73、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。實際上，大地并不是理想導(dǎo)體，有一定的電阻率。如果有電流流過，大地就不再保持等電位。流進大地的電流是經(jīng)過接地體注入的，進入大地后的電流會向四處擴散。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)的電場分布，其電場強度為E=pJ。離電流注入點距離越遠，地中的電流密度J就越小，電場強度E也越小。</p><p>　　把接地點處的電位Um與接

74、地電流I的比值稱為接地電阻R。當接地電流I一定是，接地電阻R越大，那么電位Um越高,這時地面上的接地物體（如一些電氣設(shè)備外殼）也具有了的電位Um，這就可能引起與其他帶電部分間的絕緣閃絡(luò)，也可能引起大的接觸電壓Uj和跨步電壓Uk,使得通過人體的電流超過安全值，從而危及人身的安全。所以最大限度地降低接地電阻非常重要。在工程計算中，通過分析接地電阻，可了解雷擊時地電位升高和反擊情況，從而采取相應(yīng)的防雷措施。</p><p&

75、gt;　　接地電阻《電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程》中對接地電阻值有具體的規(guī)定，一般不大于0.5Ω。在高土壤電阻率地區(qū)，當接地裝置要求做到規(guī)定的接地電阻在技術(shù)經(jīng)濟上極不合理時，大接地短路電流系統(tǒng)接地電阻允許達到5Ω，但應(yīng)采取措施，如防止高電位外引采取的電位隔離措施，驗算接觸電勢，跨步電壓等。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，主要是以發(fā)生接地故障時，接地電位的升高不超過2000V進行控制，其次以接地電阻不大于0.5Ω和5Ω進行要求。因此，人們普遍認為110kV及以

76、上變電所中，接地電阻值小于0.5Ω即認為合格，大于0.5Ω就是不合格，不管短路電流有多大都不必采取措施，這是不合理的。</p><p>　　3.3 變電所接地裝置</p><p>　　保護和屏蔽措施都要求有科學(xué)可靠的接地裝置。可以分為：接地體和接地。</p><p><b>　　1、接地體</b></p><p>　　

77、接地體可分為自然接地體和人工接地體，設(shè)計中通常采用人工接地體，以便達到所規(guī)定的接地電阻，并避免外界其他因素的影響。人工接地體又可分為水平接地體和垂直接地體。</p><p>　　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)。</p><p>　　垂直接地體之間的距離為5m左右，頂部埋深0.5～0.8m。接地體與道路或通道出入口的距離不小于3m，當小于3m時，接地體的頂

78、部處應(yīng)埋深1m以上，或采用瀝青砂石鋪路面，寬度超過2m。埋在土壤中的接地裝置連接部位應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的搭接長度焊接以達到電氣連接。焊接部位應(yīng)作防腐處理。</p><p><b>　　2、接地線</b></p><p>　　接地線即接地體的外引線，連接被保護或屏蔽設(shè)施的連線，可設(shè)主接地線、等電位連接板和分接地線。</p><p>　　防雷接地裝置的接

79、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)定的搭接長度焊接達到電連接。</p><p>　　防靜電保護和防干擾屏蔽裝置的主接地線一般采用多股銅芯電纜，分接地線采用多股銅芯軟線。</p><p>　　3.4 變電站的接地原則</p><p>　　變電站接地網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　1、盡量采用建筑物地基的鋼筋和

80、自然金屬接地物統(tǒng)一連接地來作為接地網(wǎng)；</p><p>　　2、盡量以自然接地物為基礎(chǔ)，輔以人工接地體補充，外形盡可能采用閉合環(huán)形；</p><p>　　3、應(yīng)采用統(tǒng)一接地網(wǎng)，用一點接地的方式接地。</p><p>　　3.5 降低變電所接地裝置工頻接地電阻的措施</p><p>　　1、接地引線電阻，是指由接地體至設(shè)備接地母線間引線本身的

81、電阻，其阻值與引線的幾何尺寸和材質(zhì)有關(guān)。</p><p>　　2、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)。</p><p>　　3、接地體表面與土壤的接觸電阻，其阻值懷土壤的性質(zhì)、顆粒、含水量及土壤與接地體的接觸面積及接觸緊密程度有關(guān)。</p><p>　　4、從接地體開始向遠處（20米）擴散電流所經(jīng)過的路徑土壤電阻，即散流電阻。決定散流電阻的主要因

82、素是土壤的含水量。</p><p>　　5、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到的埋置深度。決定垂直接地體的最佳深度，應(yīng)考慮到三維地網(wǎng)的因素，所謂三維地網(wǎng)，是指垂直接地體的埋置深度與接地網(wǎng)的等值半徑處于同一數(shù)量級的接地網(wǎng)。</p><p>　　6、接地體的通常設(shè)計，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

83、長度的兩倍左右，此時電流流入名單一接地體時，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。</p><p>　　7、化學(xué)降阻劑的應(yīng)用，化學(xué)降阻劑機理是，在液態(tài)下從接地體向外側(cè)土壤滲出，若干分鐘固化后起著散流電極的作用。</p><p>　　4 變電所防雷接地設(shè)計實例</p><p>　　4.1 變電所的規(guī)模

84、</p><p>　　擬建的35KV變電所位于我國大多數(shù)農(nóng)村，采用設(shè)計安裝避雷針針對變電站直擊雷的保護，而對變電站雷電侵入波的防護則設(shè)計安裝避雷器。</p><p>　　變電站防雷保護目的就是設(shè)法防止雷電過電壓侵入電氣設(shè)備，并應(yīng)采取相應(yīng)措施將它盡可能降低到對電氣設(shè)備的絕緣不致造成損害的程度。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。對于農(nóng)村35千

85、伏變電站的防雷保護措施主要有: 裝設(shè)避雷針保護整個變電所建筑物以避免遭到直接的雷擊；裝設(shè)架空避雷線（或避雷針）及其它避雷裝置作為變電所進出線段的防雷保護。根據(jù)對農(nóng)村35KV變電站防雷保護與接地裝置設(shè)計的實踐體會，就變電站防雷保護與接地裝置設(shè)計中存在的主要問題進行探討。 </p><p>　　1、變電所的接地網(wǎng)設(shè)計</p><p>　　變電站的接地網(wǎng)常采用40mm×4mm的扁鋼或直

86、徑為20mm的圓鋼排列成方孔形或長孔形，埋地0.6～0.8m，在北方應(yīng)埋在凍土層以下，其面積與變電站的面積相同或稍大，埋在變電站的圍墻外側(cè)，距墻1.5～2m，四周外緣應(yīng)閉合，外緣各角做成圓弧形，圓弧的半徑不宜小于接地網(wǎng)內(nèi)均壓帶間距的一半。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。</p><p>　　2、變電站的進線保護設(shè)計</p><p&g

87、t;　　變電站設(shè)計規(guī)程規(guī)定對35KV變電站進線要進行防護雷保護。在土壤電阻率不大于500Ω·M的地區(qū)，允許將線路的避雷線引到站內(nèi)出線門型架構(gòu)上，并應(yīng)裝設(shè)集中接地裝置，避雷線與集中接地裝置的連接點應(yīng)便于分開。在土壤電阻率大于 500Ω·M的地區(qū)，避雷線應(yīng)架設(shè)到線路終端桿塔為止，從終端塔到配電裝置的進線段可采用獨立的避雷針或在線路終端塔上裝設(shè)避雷針進行保護。為便于進線防雷保護避雷線的安裝，要求線路終端塔與母線門型架不帶角

88、度 (小于)，但在以前完成的35kv變電站設(shè)計中，這個問題常被忽視。常出現(xiàn)的錯誤是輸電線路終端桿塔與母線門型架有角度偏移，從而無法進行避雷線安裝，使變電站又要重新設(shè)計，重新施工，造成了一定人力、物力的損失，所以在35KV變電站設(shè)計中要特別地注意這個問題。 </p><p>　　4.2 變電所位置的自然條件</p><p>　　建在視野開闊的偏僻地區(qū)，附近無高層建筑。占地面積長為50m，寬

89、為40m。變電站最高點為20m，且當?shù)仄骄纂娙諡?0。有三種規(guī)格的變壓，分別為35/10.5KV（主變壓器）、35/0.4KV與10.5/0.4KV的形式。 最熱月平均溫度27.9oC，最熱月平均最高溫度31.9 oC，極端最高溫度38.9 oC，極端最低溫度-9.4 oC，最熱月地下0.8m深處平均溫度27.2 oC，年平均雷電日數(shù)40日/年。土壤電阻率2×104Ω·cm，中等含水量，土壤熱阻系數(shù)80℃

90、·cm/W。</p><p>　　4.3 避雷針的設(shè)置及防雷保護校驗</p><p>　　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。在電力系統(tǒng)設(shè)計中，避雷針保護范圍的計算法常采用電力行業(yè)標準的折線法計算，但也存在采用滾球法計算。</p><p>　　圖4.1為根據(jù)水利電力部，西北電力設(shè)計院

91、編的電力工程電氣設(shè)計手冊，電氣一次部分折線法計算方法所確定的保護范圍 (如黑色的粗線所示) ，從圖中保護范圍可見，可以滿足該變電站防雷保護要求。圖中：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中—被保護物高度為的平面保護半徑；—被保護物高度為高度平面上保護范圍的一側(cè)最小寬度；—避雷針高度影響系數(shù)；按設(shè)計手冊規(guī)定；—被保護物高度；—避雷針高

92、度；；—2個等高避雷針間距離。</p><p>　　圖4.1電氣一次部分折線法計算方法所確定的保護范圍</p><p><b>　　所以，取時，可得。</b></p><p>　　多年來的實踐證明折線法計算能滿足電力行業(yè)的要求，而且與滾球法相比具有一定的優(yōu)越性；如上例的變電站的防雷保護范圍用滾球法計算則需要再增加一根避雷針才能滿足保護范圍要求。

93、增加一根避雷針，則需增加投資近1.5萬元，這就造成了不必要的浪費。</p><p><b>　　3、防止反擊過電壓</b></p><p>　　變電所內(nèi)的大氣過電壓除來自雷電對配電裝置的直接雷擊和架空進線上出現(xiàn)的雷電浸入波外，還有來自于雷擊避雷針或避雷線后反擊到配電裝置的反擊過電壓。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·

94、M的地區(qū)，線路避雷線不允許進門型構(gòu)架。對于設(shè)有獨立避雷針的變電所，獨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。</p><p>　　4.4 接地裝置的設(shè)置</p><p>　　接地裝置由水平接地體和垂直接地體組成，接地體的截面應(yīng)經(jīng)熱穩(wěn)定校驗，計及材料的腐蝕程度，并考慮一定裕度后確定。

95、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)計原則可歸納總結(jié)如下：</p><p>　　1、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；</p><p>　　2、獨立避雷針的接地裝置與主接地網(wǎng)的距離不應(yīng)小于3m。接地電阻值不應(yīng)大于10歐，當實際接地電阻大于上述值時，可采取加

96、鉆深孔或?qū)⒔拥貛б羾鷫ν夥笤O(shè)一小接地網(wǎng)；</p><p>　　3、主接地網(wǎng)的接地電阻值應(yīng)不大于4歐，當實際接地電阻值大于上述值時，采取加鉆深孔或?qū)⒔拥貛б羾鷫ν夥笤O(shè)一小接地網(wǎng)；</p><p>　　4、接地裝置埋深度為0.6米為宜，接地網(wǎng)的外緣須閉合，外緣各角應(yīng)做成園弧型，園弧半徑應(yīng)大于5米，回田土取土壤電阻率低的田園土，予留好引線，以備設(shè)備接地，扁鋼搭接長度大于寬度的2倍；</

97、p><p>　　5、電纜溝支架與水平接地體連通；</p><p>　　6、各種電氣設(shè)備外殼，構(gòu)架支架均須可靠接地；</p><p>　　7、接地網(wǎng)應(yīng)與土建基礎(chǔ)鋼筋連接。</p><p><b>　　接地裝置計算：</b></p><p>　　單根垂直接地體的接地電阻計算為</p><

98、;p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　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L=[(1.5×2+50)+(1.5×2+40)]×2=192m，接地體間距a=6～7m，故垂直接地體根數(shù)約為 n=L/a=32～27.5根，實取 n=30 根。按n=30及，查得。</p><p>　　接地裝置的接地線（即

99、連接扁鋼）熱穩(wěn)定性校驗</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　實選接地線40×5=200mm2>Smin，合格。</p><p><b>　　防雷接地：</b></p><p>　　35KV變電站用獨立避雷針, 避雷針接地引下線埋在地中部分與配電裝置構(gòu)架

100、的接地導(dǎo)體埋在地中部分在土壤中的距離大于3m, 變電站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50mm×5mm, 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。人工接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合, 外緣各角應(yīng)做成圓弧形。</p><p><b>　　5 結(jié)論</b><

101、;/p><p>　　本論文首先對變電站防雷接地技術(shù)的基本技術(shù)問題作了詳盡的描述：針對目前變電站設(shè)備中防雷技術(shù)的中存在的問題，提出詳盡的防雷解決方案，還介紹了變電站接地設(shè)計的必要性和設(shè)計原則，闡述了變電站接地電阻的測量和降阻措施，提出了變電站電氣設(shè)備防雷措施。在理論分析的基礎(chǔ)上最后通過對我國農(nóng)村35KV變電站進行防雷接地保護設(shè)計；根據(jù)變電站國家防雷接地標準，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

102、裝置等，實現(xiàn)對變電站的直擊雷防護、雷電侵入波防護以及變電站的接地保護設(shè)計，具有一定針對性和廣泛性。</p><p>　　由于時間和自己知識及能力的限制，導(dǎo)致此次課題設(shè)計存在錯誤之處，懇請各位老師批評指正。</p><p>　　針對我國農(nóng)村35KV變電站進行防雷接地保護設(shè)計</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&l

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