變電站防雷怎么做?
來源：海南翔波雷電防護(hù)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2022-11-18 10:47:40
變電站防雷保護(hù)措施分析，本文僅對變電站內(nèi)的電氣設(shè)備、控制保護(hù)系統(tǒng)的防雷保護(hù)、防靜電和防干擾屏蔽措施進(jìn)行探討。保護(hù)和屏蔽措施都要求有科學(xué)可靠的接地裝置。
1.接地體
接地體可分為自然接地體和人工接地體，設(shè)計(jì)中通常采用人工接地體，以便達(dá)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。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)。垂直接地體之間的距離為兩倍于垂直接地體長度以上，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(dāng)小于3m時(shí)，接地體的頂部處應(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(dá)到電氣連接。焊接部位應(yīng)作防腐處理。
2.接地線
接地線即接地體的外引線，連接被保護(hù)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。防雷接地裝置的接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(dá)到電連接。
防靜電保護(hù)和防干擾屏蔽裝置的主接地線-般采用多股銅芯電纜，分接地線采多股銅芯軟線。
3.防雷保護(hù)措施
防雷措施總體概括為2種:①避免雷電波的進(jìn)入;②利用保護(hù)裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。防雷保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強(qiáng)度以及被保護(hù)設(shè)施的重要性、特點(diǎn)安裝適宜的保護(hù)裝置。
避雷針或避雷線
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(dú)立避雷針，大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(yán)格的要求。
避雷器
避雷器能將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強(qiáng)度允許值以內(nèi)。我國主要是采用金屬氧化物避雷器(MOA)，西方國家除用MOA外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，作為MOA失效后的后備保護(hù)。
浪涌抑制器
采過壓保護(hù)器(電涌保護(hù))、防雷端子等提高電氣設(shè)備自身的防護(hù)能力，防止電氣設(shè)備、暢元件被擊壞。在重要設(shè)備的電源配入、配出口均應(yīng)加裝電源防雷器，選用的電源防雷器具有遠(yuǎn)傳通訊接點(diǎn)，接入后臺管理機(jī)。當(dāng)發(fā)生雷擊事故時(shí)，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監(jiān)控機(jī)上就能顯示其狀態(tài)。在控制、通訊接口處加裝浪涌抑制器。海南防雷,海南防雷檢測,海南防雷公司,海南防雷檢測資質(zhì),?？诜览坠?三亞防雷公司
接地裝置
獨(dú)立避雷針要求單獨(dú)設(shè)置接地裝置;建筑物避雷網(wǎng)的引下線應(yīng)與建筑物的通長主筋(不少于2根)及建筑物的環(huán)狀基礎(chǔ)鋼筋焊接，并與室外的人工接地體相連，與工作接地共地，形成等電位效應(yīng)。為了保證防雷裝置的安全可靠，引下線應(yīng)不少于2根，在高土壤電阻系數(shù)地區(qū)，可采夠根引下線以降低沖擊接地電阻，引下線要求機(jī)械連接牢固，電氣接觸良好。變電站的防雷接地電阻值要求不大于1Ω。
4.防雷電感應(yīng)
現(xiàn)代變電站都有較完善的直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，戶外設(shè)備直接遭雷擊損壞的概率較小。但雷擊防雷系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過壓通過金屬管道、電纜會對變電站控制室內(nèi)各種弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
電站防雷系統(tǒng)落雷時(shí)，產(chǎn)生2個(gè)方面的影響:①雷電流要通過站內(nèi)接地網(wǎng)(主要靠集中接地裝置)泄入大地，在地網(wǎng)產(chǎn)生一定的沖擊電位，嚴(yán)重時(shí)會在一些部位產(chǎn)生版擊，甚至產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，危及電氣設(shè)備絕緣;②雷電流通過避雷針的接地引下線入地時(shí)，會在周圍空間產(chǎn)生強(qiáng)大的暫態(tài)電磁場，從而在各種通訊、測量、保護(hù)、控制電纜、電線，甚至驢內(nèi)弱電設(shè)備的部件上產(chǎn)生暫態(tài)電壓，影響這些設(shè)備的正常運(yùn)行。
雷擊時(shí)暫態(tài)感應(yīng)電壓分析
雷擊廠站有2種情況:
①雷擊站內(nèi)的構(gòu)架或獨(dú)立避雷針;
②雷擊站內(nèi)所在建筑物的防雷系統(tǒng)。雷電放電會對周圍空間，包括控制室內(nèi)造成傳導(dǎo)或幅射的電磁干擾。在雷電波等值頻率范圍內(nèi)，這些干擾主要是電感耦合型的。從戶外設(shè)備引入控制室的各種電纜、電線，在滬外絕大部分是走地下電纜溝的，雷電放電形成的空間電磁場對其影響不大，這主要因?yàn)榫€的走向與避雷針是垂直的。但在建筑物內(nèi)走線時(shí)就容易產(chǎn)生感應(yīng)回路，且這些回路的一端接入輸入阻抗大的電子設(shè)備，相當(dāng)于開路，穿透建筑物鋼筋水泥墻壁的電磁脈;中會在這些回路中感應(yīng)出幅值較高的暫態(tài)電壓。
(1)雷擊變電站內(nèi)靠近控制室的避雷針時(shí)，情況相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)檎麄€(gè)建筑物的各個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件，包括防雷系統(tǒng)、水泥墻及地板中的鋼筋、金屬橫梁等的影響都需要考慮。
(2)建筑物防雷系統(tǒng)除避雷針外還包括由接地引下線、水平連接母線及引下線下的接地裝置構(gòu)成的泄流系統(tǒng)。雷擊時(shí)，雷電流經(jīng)過離室內(nèi)務(wù)回路相當(dāng)近的各接地引下線泄入地網(wǎng)，在各回路周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的暫態(tài)電磁場。因接地引下線緊貼墻壁，故此時(shí)墻中的鋼筋甚至墻傳]設(shè)置的屏蔽網(wǎng)已基本不起屏蔽作用。因?yàn)橹挥刑幱诜谴棚柡蜖顟B(tài)的屏蔽材料才能具備預(yù)期的屏蔽效果，而由于強(qiáng)輻射源離屏蔽層很近，若屏蔽層又不是用飽和電平較高的磁性材料做成，則其屏蔽效果是很差的。另外磁通也可以穿過較大的孔眼直接與較近處的回路耦合。海南防雷,海南防雷檢測,海南防雷公司,海南防雷檢測資質(zhì),?？诜览坠?三亞防雷公司
防護(hù)措施
為保證弱電設(shè)備的正常運(yùn)行，可從以下幾方面采取措施:
(1) 采多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減小。
(2) 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽。
(3) 改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。
(4) 除電源入口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應(yīng)使用光電耦合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置。海南防雷,海南防雷檢測,海南防雷公司,海南防雷檢測資質(zhì),?？诜览坠?三亞防雷公司
(5) 所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個(gè)接地網(wǎng)。
(6) 在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。
5.微機(jī)保護(hù)防干擾屏蔽措施
變電站的微機(jī)保護(hù)設(shè)備容易受到電磁干擾，由于受到電磁感應(yīng)，在被測信號上產(chǎn)生疊加的串模干擾;由于受到靜電感應(yīng)、地電位差異的影響，在信號線任-輸入端與地之間產(chǎn)生疊加的共模干擾。防干擾措施通常采取屏蔽和接地相結(jié)合，將所有屏蔽電纜分屏屏蔽，用截面積>2.5mm2多股銅芯軟線作為接地線，分別與匯流接地母排電連接，匯流接地母排與屏體絕緣，并采用單芯屏蔽電纜(>95mm2)與室外接地體一點(diǎn)連接。
6.結(jié)束語
1.接地體
接地體可分為自然接地體和人工接地體，設(shè)計(jì)中通常采用人工接地體，以便達(dá)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。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)。垂直接地體之間的距離為兩倍于垂直接地體長度以上，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(dāng)小于3m時(shí)，接地體的頂部處應(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(dá)到電氣連接。焊接部位應(yīng)作防腐處理。
2.接地線
接地線即接地體的外引線，連接被保護(hù)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。防雷接地裝置的接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(dá)到電連接。
防靜電保護(hù)和防干擾屏蔽裝置的主接地線-般采用多股銅芯電纜，分接地線采多股銅芯軟線。
3.防雷保護(hù)措施
防雷措施總體概括為2種:①避免雷電波的進(jìn)入;②利用保護(hù)裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。防雷保護(hù)措施應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場常見的雷擊形式、頻率、強(qiáng)度以及被保護(hù)設(shè)施的重要性、特點(diǎn)安裝適宜的保護(hù)裝置。
避雷針或避雷線
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(dú)立避雷針，大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(yán)格的要求。
避雷器
避雷器能將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強(qiáng)度允許值以內(nèi)。我國主要是采用金屬氧化物避雷器(MOA)，西方國家除用MOA外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，作為MOA失效后的后備保護(hù)。
浪涌抑制器
采過壓保護(hù)器(電涌保護(hù))、防雷端子等提高電氣設(shè)備自身的防護(hù)能力，防止電氣設(shè)備、暢元件被擊壞。在重要設(shè)備的電源配入、配出口均應(yīng)加裝電源防雷器，選用的電源防雷器具有遠(yuǎn)傳通訊接點(diǎn)，接入后臺管理機(jī)。當(dāng)發(fā)生雷擊事故時(shí)，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監(jiān)控機(jī)上就能顯示其狀態(tài)。在控制、通訊接口處加裝浪涌抑制器。海南防雷,海南防雷檢測,海南防雷公司,海南防雷檢測資質(zhì),?？诜览坠?三亞防雷公司
接地裝置
獨(dú)立避雷針要求單獨(dú)設(shè)置接地裝置;建筑物避雷網(wǎng)的引下線應(yīng)與建筑物的通長主筋(不少于2根)及建筑物的環(huán)狀基礎(chǔ)鋼筋焊接，并與室外的人工接地體相連，與工作接地共地，形成等電位效應(yīng)。為了保證防雷裝置的安全可靠，引下線應(yīng)不少于2根，在高土壤電阻系數(shù)地區(qū)，可采夠根引下線以降低沖擊接地電阻，引下線要求機(jī)械連接牢固，電氣接觸良好。變電站的防雷接地電阻值要求不大于1Ω。
4.防雷電感應(yīng)
現(xiàn)代變電站都有較完善的直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，戶外設(shè)備直接遭雷擊損壞的概率較小。但雷擊防雷系統(tǒng)時(shí)所產(chǎn)生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過壓通過金屬管道、電纜會對變電站控制室內(nèi)各種弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
電站防雷系統(tǒng)落雷時(shí)，產(chǎn)生2個(gè)方面的影響:①雷電流要通過站內(nèi)接地網(wǎng)(主要靠集中接地裝置)泄入大地，在地網(wǎng)產(chǎn)生一定的沖擊電位，嚴(yán)重時(shí)會在一些部位產(chǎn)生版擊，甚至產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，危及電氣設(shè)備絕緣;②雷電流通過避雷針的接地引下線入地時(shí)，會在周圍空間產(chǎn)生強(qiáng)大的暫態(tài)電磁場，從而在各種通訊、測量、保護(hù)、控制電纜、電線，甚至驢內(nèi)弱電設(shè)備的部件上產(chǎn)生暫態(tài)電壓，影響這些設(shè)備的正常運(yùn)行。
雷擊時(shí)暫態(tài)感應(yīng)電壓分析
雷擊廠站有2種情況:
①雷擊站內(nèi)的構(gòu)架或獨(dú)立避雷針;
②雷擊站內(nèi)所在建筑物的防雷系統(tǒng)。雷電放電會對周圍空間，包括控制室內(nèi)造成傳導(dǎo)或幅射的電磁干擾。在雷電波等值頻率范圍內(nèi)，這些干擾主要是電感耦合型的。從戶外設(shè)備引入控制室的各種電纜、電線，在滬外絕大部分是走地下電纜溝的，雷電放電形成的空間電磁場對其影響不大，這主要因?yàn)榫€的走向與避雷針是垂直的。但在建筑物內(nèi)走線時(shí)就容易產(chǎn)生感應(yīng)回路，且這些回路的一端接入輸入阻抗大的電子設(shè)備，相當(dāng)于開路，穿透建筑物鋼筋水泥墻壁的電磁脈;中會在這些回路中感應(yīng)出幅值較高的暫態(tài)電壓。
(1)雷擊變電站內(nèi)靠近控制室的避雷針時(shí)，情況相當(dāng)復(fù)雜，因?yàn)檎麄€(gè)建筑物的各個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件，包括防雷系統(tǒng)、水泥墻及地板中的鋼筋、金屬橫梁等的影響都需要考慮。
(2)建筑物防雷系統(tǒng)除避雷針外還包括由接地引下線、水平連接母線及引下線下的接地裝置構(gòu)成的泄流系統(tǒng)。雷擊時(shí)，雷電流經(jīng)過離室內(nèi)務(wù)回路相當(dāng)近的各接地引下線泄入地網(wǎng)，在各回路周圍空間產(chǎn)生很強(qiáng)的暫態(tài)電磁場。因接地引下線緊貼墻壁，故此時(shí)墻中的鋼筋甚至墻傳]設(shè)置的屏蔽網(wǎng)已基本不起屏蔽作用。因?yàn)橹挥刑幱诜谴棚柡蜖顟B(tài)的屏蔽材料才能具備預(yù)期的屏蔽效果，而由于強(qiáng)輻射源離屏蔽層很近，若屏蔽層又不是用飽和電平較高的磁性材料做成，則其屏蔽效果是很差的。另外磁通也可以穿過較大的孔眼直接與較近處的回路耦合。海南防雷,海南防雷檢測,海南防雷公司,海南防雷檢測資質(zhì),?？诜览坠?三亞防雷公司
防護(hù)措施
為保證弱電設(shè)備的正常運(yùn)行，可從以下幾方面采取措施:
(1) 采多分支接地引下線，使通過接地引下線的雷電流大大減小。
(2) 改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性適當(dāng)配合的雙層屏蔽。
(3) 改進(jìn)泄流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減小引下線對弱電設(shè)備的感應(yīng)并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。
(4) 除電源入口處裝設(shè)壓敏電阻等限制過壓的裝置外，在信號線接入處應(yīng)使用光電耦合元件或設(shè)置具有適當(dāng)參數(shù)的限壓裝置。海南防雷,海南防雷檢測,海南防雷公司,海南防雷檢測資質(zhì),?？诜览坠?三亞防雷公司
(5) 所有進(jìn)出控制室的電纜均采用屏蔽電纜，屏蔽層公用一個(gè)接地網(wǎng)。
(6) 在控制室及通訊室內(nèi)敷設(shè)等電位，所有電氣氣設(shè)備的外殼均與等電位匯流排連接。
5.微機(jī)保護(hù)防干擾屏蔽措施
變電站的微機(jī)保護(hù)設(shè)備容易受到電磁干擾，由于受到電磁感應(yīng)，在被測信號上產(chǎn)生疊加的串模干擾;由于受到靜電感應(yīng)、地電位差異的影響，在信號線任-輸入端與地之間產(chǎn)生疊加的共模干擾。防干擾措施通常采取屏蔽和接地相結(jié)合，將所有屏蔽電纜分屏屏蔽，用截面積>2.5mm2多股銅芯軟線作為接地線，分別與匯流接地母排電連接，匯流接地母排與屏體絕緣，并采用單芯屏蔽電纜(>95mm2)與室外接地體一點(diǎn)連接。
6.結(jié)束語
根據(jù)防雷設(shè)計(jì)的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性，及整個(gè)變電站的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)雷電防護(hù)措施。對處在不同區(qū)域的設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行等電位連接和安裝電源防雷裝置及浪涌電壓保護(hù)裝置，使得處在不同層次的設(shè)備系統(tǒng)達(dá)到統(tǒng)--的防雷效果。變電站設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使象微波塔這樣有引雷作用的建筑物遠(yuǎn)離控制室和通訊室，特別是當(dāng)其周圍沒有更高的屏蔽物時(shí)。建筑物防雷系統(tǒng)，尤其是泄流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對感應(yīng)電壓的幅值有明顯的影響。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用最優(yōu)方案，盡量減少感應(yīng)，同時(shí)也要采取其他措施以保護(hù)敏感的弱電設(shè)備。
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