第七章_发电厂和变电所的防雷保护

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1、第七章发电厂和变电所的防雷保护发电厂、变电所遭受雷害可能来自两方面：雷直击于发电厂、变电所；雷击线路，沿线路向发电厂、变电所入侵的雷电波。7.1发电厂、变电所的直击雷保护为了防止雷直击于发电厂、变电所，可以装设避雷针，应该使所有设备处于避雷针保护范围之内，此外，还应采取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。变电构架变电构架变压器构架避雷针和其他接地装置上的电位和与冲击接地电阻有关，越小则和越低。为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿而造成反击事故，必须要求大于一定距离，若取空气的平均抗电强度，则应满足：

2、同样，为了防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙被击穿，必须要求大于一定距离，应满足下式（假设土壤的抗电强度为500kV/m）：在一般情况下，不小于5m，不应小于3m。按照安装方式的不同，将避雷针分为：独立避雷针装在配电装置构架上的避雷针（简称构架避雷针）从经济观点出发希望采用构架避雷针，因为它既能节省支座的钢材，又能省去专用的接地装置,由于变压器的绝缘较弱又是变电所中最重要的设备，故在变压器门型构架上不应装设避雷针；对35KV及以下变电所宜装设独立避雷针，独立避雷针有自己专用的支座和接地装置，

3、其接地电阻一般不超过10。我国规程规定：110KV及以上的配电装置，一般将避雷针装在构架上。但在土壤电阻率的地区，仍宜装设独立避雷针，以免发生反击。35KV及以下的配电装置应采用独立避雷针来保护；60KV的配电装置，在的地区宜采用独立避雷针，在的地区容许采用构架避雷针。发电厂厂房一般不装设避雷针，以免发生反击事故和引起继电保护误动作。7.2变电所内阀型避雷器的保护作用变电所内装设阀型避雷器是对入侵雷电过电压波进行防护的主要措施，它的保护作用主要是限制过电压波的幅值。避雷器变压器动作前的等值电路动作后的等值电路由于

4、避雷器直接接在变压器旁，故变压器上的过电压波形与避雷器上电压相同，若变压器的冲击耐压大于避雷器的冲击放电电压和5KA下的残压（流经避雷器的雷电流一般不超过5KA，故残压的最大值取5KA下的数值），则变压器将得到可靠的保护。变电所中有很多设备，不可能在每个设备旁都装设一组避雷器，一般只在变电所母线上装设避雷器，由于变压器是最重要的设备，因此避雷器应尽可能靠近变压器。这样，避雷器离开变压器和各电气设备都有一段长度不等的距离，当雷电波入侵时，变压器和各电气设备上的电压将与避雷器上电压不相同。被保护绝缘与避雷器间的电气距

5、离（沿母线和连接线计算的距离）越大，来波陡度越大，电压差值也就越大。由于避雷器与变压器之间有一段距离，绝缘上实际受到的电压波形与残压波形不一样，这是因为母线、连接线等都有某些杂散电感与电容，它们与绝缘的电容C将构成某种振荡回路。其结果是使得绝缘上出现的电压波形由一非周期分量（避雷器工作电阻上的电压）与一衰减性振荡分量组成。这种波形更接近于冲击截波。因此我们常以变压器绝缘承受截波的能力来说明在运行中该变压器承受雷电流的能力。变压器承受截波的能力称为多次截波耐压值。对于一般变电所的入侵雷电波防护设计主要是选择避雷器的

6、安装位置，其原则是在任何可能的运行方式下，变电所的变压器和各设备距避雷器的电气距离皆应小于最大允许电气距离。我国标准的推荐的到变压器的最大电气距离见表7.2和表7.37.3变电所进线段保护7.3.1变电所的进线段保护作用进线段保护的必要性如果当雷击于变电所附近的导线时，流过导线的电流将超过一定值，而且陡度也会超过允许值。因此，必须在靠近变电所的一段进线上采取可靠的防直击雷保护措施，进线段保护是对雷电侵入波保护的一个重要辅助手段。进线段保护进线段保护是指在临近变电所1~2km的一段线路上加强防雷保护措施。例如：当线

7、路全线无避雷线时，在1~2km线路上架设避雷线，保护角取20°，使此段线路有较高耐雷水平，并减少由于绕击和反击的概率。这样进入变电所内的侵入波由于线路波阻抗及冲击电晕的作用使通过避雷器雷电流的幅值和陡度都有所降低。变电所内设备距避雷器的最大允许距离就是根据进线段以外落雷的条件下求得的，这样就可以保证进线段以后落雷时变电所不会发生事故。1~2kmFZGB2GB1未沿全线架设避雷线的35～110KV线路变电所的进线段保护FZGB全线架设避雷线的变电所的进线段保护7.3.2雷电侵入波进线段后的电流和陡度的计算采取进线段

8、保护后，按规程对雷电流幅值和陡度的要求，在最不利的情况下计算雷电流和陡度。（1）进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算（2）进入变电所的雷电波陡度的计算（1）进线段首端落雷，流经避雷器电流的计算受线路绝缘放电电压的限制，入侵雷电波的最大幅值为线路绝缘的50％冲击闪络电压，行波在1～2km的进线段来回一次的时间为，而入侵波的波头较短，故避雷器动作后产生的负电压波折回雷击点在雷