浅谈变电所的防雷保护措施.docx

浅谈变电所的防雷保护措施 摘要：变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和 分配的场所,是联系发电厂与电力用户的纽带,担负着电压变换和电 能分配的重要任务。如果变电所发生雷击事故,会给国家和人民造成 巨大的损失。所以变电所的防雷是不可忽视的问题。 关键词：变电所;防雷保护;雷击原因;防雷原则;具体措施 　　随着电力系统的快速发展,使得电能这一清洁能源在人民生产、 生活中得到了普遍使用。但当高压输电网在为人们提供动力和照明 时,不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。 因此,必须加强变电所雷电防护问题的认识与研究。 一、变电所遭受雷击的主要原因 　　供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作 用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中某些部分的电压会大大 超过正常状态下的数值,通常情况下变电所雷击有两种情况:一是雷 直击于变电所的设备上;二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过 电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。雷电放电落于电气设备上时, 如没有特殊保护,雷云放电能产生数百万伏的过电压电波,这种过电 压足以使任何额定电压的设备发生绝缘闪络或击穿。由于雷击会给 人类带来灾害,人类很早就与雷害进行斗争。80?年代末期,在电力网 中采用了电话的保护装置——导雷器,实际就是保护间隙串联一个熔 断器,或只装间隙。后来在?20?世纪?30?年代初,发展成去游离避雷器, 即由纤维管制成的管型避雷器,可以说,现代避雷器、MOV、SPD?的 “老祖母”,是在电报、电话上首先应用的。由于电力系统迅速发展,它 才在高电压电力系统上不断发展和完善。现在?20?多万元一组(5m?多 高)500kV?的?MOV,正在制造即将安装运行的?30?万元一组的?750kV(高 8m?左右)MOV,以及保护电子回路的各型?SPD?都是它的后代。 　　发电厂、变电所在高压系统的防雷保护上还是比较完善的,防直 击雷有避雷针;110kV?及以上线路有架空地线保护;35kV?线路有进线 段保护;10kV?线路有出线避雷器保护,发电厂、变电所还有各级母线 避雷器保护;发电机出口处还有防雷电容器保护。但在?400V?低压系 统上的防雷保护措施还不够完善,存在较多的问题和不足,导致雷电 沿低压电源系统侵入二次弱电设备。如在江西某?110kV?变电站调查 微机保护电源模块时发现该站在?110kV、35kV?和?10kV?电压等级的防 雷上,措施都比较健全,而?400V?低压系统则没有任何的防雷措施。 　　由于大多数所用变压器的低压侧没装避雷器保护,且大多没有任 何防雷措施,这个过电压必然波及发电厂、变电所的整个低压弱电系 统。由于所用变压器低压侧的绝缘裕度比较大,一般不会造成绝缘击 穿。然而,低压电源系统产生雷电过电压,或强电流浪涌,传输到微机 系统的过电压有时甚至达上千伏。由于变电站在低压弱电设备处没 有过电压保护措施,雷电过电压得不到有效限制,就会在低压弱电系 统中的绝缘薄弱处造成击穿。微机保护和计算机监控系统等弱电设 备是绝缘最薄弱点,往往造成击穿或烧坏。在电力系统中,大气过电 压以电波的形式传播并侵入电力系统的所有设备,特别是电器和变压 器的卷线。此时所产生的过渡过程,使电器和变压器内部绝缘上所作 用的电压急剧升高。因此,防止大气过电压的保护,是电力系统安全 运行不可缺少的要案。其具体表现形式如下: 　　1、直击雷过电压。雷云直接击中电力装置时,形成强大的雷电 流,雷电流在电力装置上产生较高的电压,雷电流通过物体时,将产生 有破坏作用的热效应和机械效应。 　　2、感应过电压。当雷云在架空导线上方,由于静电感应,在架空 导线上积聚了大量的异性束缚电荷,在雷云对大地放电时,线路上的 电荷被释放,形成的自由电荷流向线路的两端,产生很高的过电压,此 过电压会对电力网络造成危害。 　　因此,架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波 沿线路侵入变电所,是导致变电所雷害的主要原因,若不采取防护措 施,势必造成变电所电气设备绝缘损坏,引发事故。 二、变电所防雷的原则 　　针对变电所的特点,其总的防雷原则是将绝大部分雷电流直接接 闪引入地下泄散(外部保护);阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过 电压波(内部保护及过电压保护);限制被保护设备上浪涌过压幅值 (过电压保护)。这三道防线,相互配合,各行其责,缺一不可。应从单 纯一维防护(避雷针引雷入地———无源保护)转为三维防护(有源和 无源防护),包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应等多 方面系统加以分析。 　　1、外部防雷和内部防雷 　　避雷针或避雷带、避雷网引下线和接地系统构成外部防雷系统, 主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故;而内 部防雷系统则是防止雷电和其它形式