變電站防雷怎么做?
來(lái)源：海南翔波雷電防護有限公司 發(fā)布時(shí)間：2022-11-18 10:47:40
變電站防雷保護措施分析，本文僅對變電站內的電氣設備、控制保護系統的防雷保護、防靜電和防干擾屏蔽措施進(jìn)行探討。保護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，設計中通常采用人工接地體，以便達到所規定的接地電阻，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(cháng)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，當小于3m時(shí)，接地體的頂部處應埋深1m以上，或采用瀝青砂石鋪路面，寬度超過(guò)2m。埋在土壤中的接地裝置連接部位應按規范規定的搭接長(cháng)度焊接以達到電氣連接。焊接部位應作防腐處理。
2.接地線(xiàn)
接地線(xiàn)即接地體的外引線(xiàn)，連接被保護或屏蔽設施的連線(xiàn)，可設主接地線(xiàn)、等電位連接板和分接地線(xiàn)。防雷接地裝置的接地線(xiàn)即防雷接閃裝置的引下線(xiàn)，可采用圓鋼或扁鋼，兩端按規定的搭接長(cháng)度焊接達到電連接。
防靜電保護和防干擾屏蔽裝置的主接地線(xiàn)-般采用多股銅芯電纜，分接地線(xiàn)采多股銅芯軟線(xiàn)。
3.防雷保護措施
防雷措施總體概括為2種:①避免雷電波的進(jìn)入;②利用保護裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。防雷保護措施應根據現場(chǎng)常見(jiàn)的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點(diǎn)安裝適宜的保護裝置。
避雷針或避雷線(xiàn)
雷擊只能通過(guò)攔截導引|措施改變其入地路徑。接閃器有避雷針、避雷線(xiàn)。小變電所大多采用獨立避雷針，大電所大多在變電所架構上采用避雷針或避雷線(xiàn)，或兩者結合，對引流線(xiàn)和接地裝置都有嚴格的要求。
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度允許值以?xún)?。我國主要是采用金屬氧化物避雷?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。
浪涌抑制器
采過(guò)壓保護器(電涌保護)、防雷端子等提高電氣設備自身的防護能力，防止電氣設備、暢元件被擊壞。在重要設備的電源配入、配出口均應加裝電源防雷器，選用的電源防雷器具有遠傳通訊接點(diǎn)，接入后臺管理機。當發(fā)生雷擊事故時(shí)，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監控機上就能顯示其狀態(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
獨立避雷針要求單獨設置接地裝置;建筑物避雷網(wǎng)的引下線(xiàn)應與建筑物的通長(cháng)主筋(不少于2根)及建筑物的環(huán)狀基礎鋼筋焊接，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。為了保證防雷裝置的安全可靠，引下線(xiàn)應不少于2根，在高土壤電阻系數地區，可采夠根引下線(xiàn)以降低沖擊接地電阻，引下線(xiàn)要求機械連接牢固，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
現代變電站都有較完善的直擊雷防護系統，戶(hù)外設備直接遭雷擊損壞的概率較小。但雷擊防雷系統時(shí)所產(chǎn)生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過(guò)壓通過(guò)金屬管道、電纜會(huì )對變電站控制室內各種弱電設備產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，從而影響整個(gè)系統的正常運行。
電站防雷系統落雷時(shí)，產(chǎn)生2個(gè)方面的影響:①雷電流要通過(guò)站內接地網(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，嚴重時(shí)會(huì )在一些部位產(chǎn)生版擊，甚至產(chǎn)生局部放電現象，危及電氣設備絕緣;②雷電流通過(guò)避雷針的接地引下線(xiàn)入地時(shí)，會(huì )在周?chē)臻g產(chǎn)生強大的暫態(tài)電磁場(chǎng)，從而在各種通訊、測量、保護、控制電纜、電線(xiàn)，甚至驢內弱電設備的部件上產(chǎn)生暫態(tài)電壓，影響這些設備的正常運行。
雷擊時(shí)暫態(tài)感應電壓分析
雷擊廠(chǎng)站有2種情況:
①雷擊站內的構架或獨立避雷針;
②雷擊站內所在建筑物的防雷系統。雷電放電會(huì )對周?chē)臻g，包括控制室內造成傳導或幅射的電磁干擾。在雷電波等值頻率范圍內，這些干擾主要是電感耦合型的。從戶(hù)外設備引入控制室的各種電纜、電線(xiàn)，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(chǎng)對其影響不大，這主要因為線(xiàn)的走向與避雷針是垂直的。但在建筑物內走線(xiàn)時(shí)就容易產(chǎn)生感應回路，且這些回路的一端接入輸入阻抗大的電子設備，相當于開(kāi)路，穿透建筑物鋼筋水泥墻壁的電磁脈;中會(huì )在這些回路中感應出幅值較高的暫態(tài)電壓。
(1)雷擊變電站內靠近控制室的避雷針時(shí)，情況相當復雜，因為整個(gè)建筑物的各個(gè)導電構件，包括防雷系統、水泥墻及地板中的鋼筋、金屬橫梁等的影響都需要考慮。
(2)建筑物防雷系統除避雷針外還包括由接地引下線(xiàn)、水平連接母線(xiàn)及引下線(xiàn)下的接地裝置構成的泄流系統。雷擊時(shí)，雷電流經(jīng)過(guò)離室內務(wù)回路相當近的各接地引下線(xiàn)泄入地網(wǎng)，在各回路周?chē)臻g產(chǎn)生很強的暫態(tài)電磁場(chǎng)。因接地引下線(xiàn)緊貼墻壁，故此時(shí)墻中的鋼筋甚至墻傳]設置的屏蔽網(wǎng)已基本不起屏蔽作用。因為只有處于非磁飽和狀態(tài)的屏蔽材料才能具備預期的屏蔽效果，而由于強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(guò)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
防護措施
為保證弱電設備的正常運行，可從以下幾方面采取措施:
(1) 采多分支接地引下線(xiàn)，使通過(guò)接地引下線(xiàn)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配合的雙層屏蔽。
(3) 改進(jìn)泄流系統的結構，減小引下線(xiàn)對弱電設備的感應并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。
(4) 除電源入口處裝設壓敏電阻等限制過(guò)壓的裝置外，在信號線(xiàn)接入處應使用光電耦合元件或設置具有適當參數的限壓裝置。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敷設等電位，所有電氣氣設備的外殼均與等電位匯流排連接。
5.微機保護防干擾屏蔽措施
變電站的微機保護設備容易受到電磁干擾，由于受到電磁感應，在被測信號上產(chǎn)生疊加的串模干擾;由于受到靜電感應、地電位差異的影響，在信號線(xiàn)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合，將所有屏蔽電纜分屏屏蔽，用截面積>2.5mm2多股銅芯軟線(xiàn)作為接地線(xiàn)，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.結束語(yǔ)
1.接地體
接地體可分為自然接地體和人工接地體，設計中通常采用人工接地體，以便達到所規定的接地電阻，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(cháng)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，當小于3m時(shí)，接地體的頂部處應埋深1m以上，或采用瀝青砂石鋪路面，寬度超過(guò)2m。埋在土壤中的接地裝置連接部位應按規范規定的搭接長(cháng)度焊接以達到電氣連接。焊接部位應作防腐處理。
2.接地線(xiàn)
接地線(xiàn)即接地體的外引線(xiàn)，連接被保護或屏蔽設施的連線(xiàn)，可設主接地線(xiàn)、等電位連接板和分接地線(xiàn)。防雷接地裝置的接地線(xiàn)即防雷接閃裝置的引下線(xiàn)，可采用圓鋼或扁鋼，兩端按規定的搭接長(cháng)度焊接達到電連接。
防靜電保護和防干擾屏蔽裝置的主接地線(xiàn)-般采用多股銅芯電纜，分接地線(xiàn)采多股銅芯軟線(xiàn)。
3.防雷保護措施
防雷措施總體概括為2種:①避免雷電波的進(jìn)入;②利用保護裝置將雷電波引入接地網(wǎng)。防雷保護措施應根據現場(chǎng)常見(jiàn)的雷擊形式、頻率、強度以及被保護設施的重要性、特點(diǎn)安裝適宜的保護裝置。
避雷針或避雷線(xiàn)
雷擊只能通過(guò)攔截導引|措施改變其入地路徑。接閃器有避雷針、避雷線(xiàn)。小變電所大多采用獨立避雷針，大電所大多在變電所架構上采用避雷針或避雷線(xiàn)，或兩者結合，對引流線(xiàn)和接地裝置都有嚴格的要求。
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度允許值以?xún)?。我國主要是采用金屬氧化物避雷?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。
浪涌抑制器
采過(guò)壓保護器(電涌保護)、防雷端子等提高電氣設備自身的防護能力，防止電氣設備、暢元件被擊壞。在重要設備的電源配入、配出口均應加裝電源防雷器，選用的電源防雷器具有遠傳通訊接點(diǎn)，接入后臺管理機。當發(fā)生雷擊事故時(shí)，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監控機上就能顯示其狀態(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
獨立避雷針要求單獨設置接地裝置;建筑物避雷網(wǎng)的引下線(xiàn)應與建筑物的通長(cháng)主筋(不少于2根)及建筑物的環(huán)狀基礎鋼筋焊接，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。為了保證防雷裝置的安全可靠，引下線(xiàn)應不少于2根，在高土壤電阻系數地區，可采夠根引下線(xiàn)以降低沖擊接地電阻，引下線(xiàn)要求機械連接牢固，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
現代變電站都有較完善的直擊雷防護系統，戶(hù)外設備直接遭雷擊損壞的概率較小。但雷擊防雷系統時(shí)所產(chǎn)生的雷電放電及電磁脈沖，以及雷電過(guò)壓通過(guò)金屬管道、電纜會(huì )對變電站控制室內各種弱電設備產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，從而影響整個(gè)系統的正常運行。
電站防雷系統落雷時(shí)，產(chǎn)生2個(gè)方面的影響:①雷電流要通過(guò)站內接地網(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，嚴重時(shí)會(huì )在一些部位產(chǎn)生版擊，甚至產(chǎn)生局部放電現象，危及電氣設備絕緣;②雷電流通過(guò)避雷針的接地引下線(xiàn)入地時(shí)，會(huì )在周?chē)臻g產(chǎn)生強大的暫態(tài)電磁場(chǎng)，從而在各種通訊、測量、保護、控制電纜、電線(xiàn)，甚至驢內弱電設備的部件上產(chǎn)生暫態(tài)電壓，影響這些設備的正常運行。
雷擊時(shí)暫態(tài)感應電壓分析
雷擊廠(chǎng)站有2種情況:
①雷擊站內的構架或獨立避雷針;
②雷擊站內所在建筑物的防雷系統。雷電放電會(huì )對周?chē)臻g，包括控制室內造成傳導或幅射的電磁干擾。在雷電波等值頻率范圍內，這些干擾主要是電感耦合型的。從戶(hù)外設備引入控制室的各種電纜、電線(xiàn)，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(chǎng)對其影響不大，這主要因為線(xiàn)的走向與避雷針是垂直的。但在建筑物內走線(xiàn)時(shí)就容易產(chǎn)生感應回路，且這些回路的一端接入輸入阻抗大的電子設備，相當于開(kāi)路，穿透建筑物鋼筋水泥墻壁的電磁脈;中會(huì )在這些回路中感應出幅值較高的暫態(tài)電壓。
(1)雷擊變電站內靠近控制室的避雷針時(shí)，情況相當復雜，因為整個(gè)建筑物的各個(gè)導電構件，包括防雷系統、水泥墻及地板中的鋼筋、金屬橫梁等的影響都需要考慮。
(2)建筑物防雷系統除避雷針外還包括由接地引下線(xiàn)、水平連接母線(xiàn)及引下線(xiàn)下的接地裝置構成的泄流系統。雷擊時(shí)，雷電流經(jīng)過(guò)離室內務(wù)回路相當近的各接地引下線(xiàn)泄入地網(wǎng)，在各回路周?chē)臻g產(chǎn)生很強的暫態(tài)電磁場(chǎng)。因接地引下線(xiàn)緊貼墻壁，故此時(shí)墻中的鋼筋甚至墻傳]設置的屏蔽網(wǎng)已基本不起屏蔽作用。因為只有處于非磁飽和狀態(tài)的屏蔽材料才能具備預期的屏蔽效果，而由于強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(guò)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
防護措施
為保證弱電設備的正常運行，可從以下幾方面采取措施:
(1) 采多分支接地引下線(xiàn)，使通過(guò)接地引下線(xiàn)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配合的雙層屏蔽。
(3) 改進(jìn)泄流系統的結構，減小引下線(xiàn)對弱電設備的感應并使原有的屏蔽網(wǎng)能較好地發(fā)揮作用。
(4) 除電源入口處裝設壓敏電阻等限制過(guò)壓的裝置外，在信號線(xiàn)接入處應使用光電耦合元件或設置具有適當參數的限壓裝置。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敷設等電位，所有電氣氣設備的外殼均與等電位匯流排連接。
5.微機保護防干擾屏蔽措施
變電站的微機保護設備容易受到電磁干擾，由于受到電磁感應，在被測信號上產(chǎn)生疊加的串模干擾;由于受到靜電感應、地電位差異的影響，在信號線(xiàn)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合，將所有屏蔽電纜分屏屏蔽，用截面積>2.5mm2多股銅芯軟線(xiàn)作為接地線(xiàn)，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.結束語(yǔ)
根據防雷設計的整體性、結構性、層次性、目的性，及整個(gè)變電站的周?chē)h(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設備性能和用途，采取相應雷電防護措施。對處在不同區域的設備系統進(jìn)行等電位連接和安裝電源防雷裝置及浪涌電壓保護裝置，使得處在不同層次的設備系統達到統--的防雷效果。變電站設計時(shí)應盡可能使象微波塔這樣有引雷作用的建筑物遠離控制室和通訊室，特別是當其周?chē)鷽](méi)有更高的屏蔽物時(shí)。建筑物防雷系統，尤其是泄流系統的設計對感應電壓的幅值有明顯的影響。在設計時(shí)應根據實(shí)際情況采用最優(yōu)方案，盡量減少感應，同時(shí)也要采取其他措施以保護敏感的弱電設備。
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