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电气设备防雷 主要内容 1雷电危害 2架空线路雷击事故的形成及其防护措施 3变电站的防雷措施 4总结 一、雷电对电气设备的危害 雷电主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种破坏形式。 如果供配电系统无雷电防护，一旦遭受雷击，雷电流沿着金属导线，侵入各种 设备，将会对工厂的电子电气设备，人员造成极大的危害，还可能造成工厂长 时间不能投入正常的生产，使工厂蒙受更大的经济损失。所以，对供配电系统 进行正确的系统的雷电防护是非常重要的。 二、架空线路雷击事故的形成及其防护措施 1、架空输电线路雷击事故的形成要经过的四个阶段: 1)输电线路受到雷电过电压的作用; 2)输电线路发生闪络; 3)输电线路从冲击闪络转变为稳定的工频电压; 4)线路跳闸,供电中断。 2、针对雷击事故的四个阶段,输电线路在采取防雷保护措施时要做到以下四点: 1)防止雷电直击,防止输电线路不受直击雷。 2)防止雷电闪络,防止输电线路受雷后绝缘不发生闪络。 3)防止雷电建弧,防止输电线路发生闪络后不建立稳定的工频电弧。 4)防止停电,保证输电线路建立工频电弧后不中断电力供应。 三、 对生产运行部门常用的架空输电线路防雷措施如下 1 、架设避雷线 架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。避雷线的主要作用是防止雷直击导线,同时还具有以下作用: 1)分流作用,以减小流经杆塔的雷电流,从而降低塔顶电位; 2)通过对导线的耦合作用可以减小线路绝缘子的电压; 3)对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。 通常来说,线路电压愈高,采用避雷线的效果愈好,而且避雷线在线路造价中所占的比重也愈低。因此,110kV及以上电压等级的输电线路都应全线架设避雷线。 同时,为了提高避雷线对导线的屏蔽效果,减小绕击率,避雷线对边导线的保护角应做得小一些,一般采用20°～30°。220kV及330kV双避雷线线路应做到20°左右,500kV及以上的超高压、特高压线路都架设双避雷线,保护角在15°左右。 避雷线保护范围及其计算方法 2、安装避雷针 安装避雷针也是架空输电线路常用的一种防雷措施。但是在实际应用却存在以下问题: 1)由于避雷针而导致雷击概率增大。 2)保护范围小。由于避雷针的引雷作用,所以雷击次数就会提高,当雷电被吸引到针上,在强大的雷电流沿针而流入大地过程中,雷电流周围形成的磁场会产生截应过电压,它与雷电流的大小及变化速度成正比,与雷击的距离成反比。而被保护物的自然屏蔽装置对电磁感应或电磁干扰的屏蔽作用,不能达到有效屏蔽,使被保护区内的弱电设备因感应过电压而损坏。 3)反击的危害。当雷电被吸引到针上,将有数千安的高频电流通过避雷针及其接地引下线和接地装置,此时针和引线的电压很高,若针对被保护物之间的距离小于安全距离时,会由针及引下线向被保护物发生反击,损坏被保护物。我国国标规定针距被保护物的空气中距离不小于5m,针距被保护物的接地装置间的地中距离Sd≥3m,针对这一要求,微波塔和电视发射塔的各种天线上的避雷针是难以满足规范要求的。 4)电磁感应问题。在强大的雷电流沿避雷针向下流入地中的过程中,会在周围产生强大的电磁场,它会使微波通信、计算机等设备产生误动。强大的电磁场,可以使金属开口环或打包用铁箍的接触不良处发生放电,从而引燃引爆易燃易爆物。更常见的则是引起微电子设备(通信设备,计算机设备等)的失灵与损坏。受雷击的针及引线,在高频雷电流作用下,将从接触点至地面产生一个较高的接触电压。当雷电流流入大地扩散时,在入地点沿半径各点形成不同的电位,若跨入该区域会产生很高的跨步电压。 3、 加强线路绝缘 由于输电线路个别地段需采用大跨越高杆塔(如:跨河杆塔),这就增加了杆塔落雷的机会高塔落雷时塔顶电位高,感应过电压大,而且受绕击的概率也较大。 为降低线路跳闸率,可在高杆塔上增加绝缘子串片数,加大大跨越挡导线与地线之间的距离,以加强线路绝缘。 在35kV及以下的线路可采用瓷横担等冲击闪络电压较高的绝缘子来降低雷击跳闸率。 4、采用差绝缘方式 此措施适宜于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,并且导线为三角形排列的情况。所谓差绝缘,是指同一基杆塔上三相绝缘有差异下面两相较之最上面一相各增加一片绝缘子,当雷击杆塔或上导线时,由于上导线绝缘相对较“弱”而先击穿,雷电流经杆塔入地,避免了两相闪络。 据计算,采用差绝缘后,线路的耐雷水平可提高24%。 5、采用不平衡绝缘方式 在现代高压及超高压线路上,同杆架设的双回路线路日益增多,对此类线路在采用通常的防雷措施尚不能满足要求时,可考虑采用不平衡绝缘方式来降低双回路雷击同时跳闸率,以保障线路的连续供电。 不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异,这样,雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络,闪络后的导