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变电站防雷接地技术

浏览次数:    发布日期:2018-07-17


变电站的作用是改变电压,在电力系统中起着很重要的作用,不幸遭遇雷击,极有可能对电器设备造成严重的损坏,以至于正常的运行受到影响而导致大面积的停电,现在的变电站都有较为完善的防雷接地保护措施,变电站的设备遭雷击损坏的概率较小,变电站的防雷措施得以进一步完善,基本能够确保电力系统运行的正常。

一、防雷的意义

变电站的防雷和接地问题既非常的复杂又至关重要不可或缺,它的好与坏直接对电气系统的设备和人身的安全造成严重的后果。特别是如今随着电力系统的日益发展,电网规模的逐渐扩大,接地短路电流被要求的越来越大。各式各样的微机监控设备的不断普及和应用,同样对防雷接地的要求逐渐增高。以前由于接地装置的一些问题从而引发了主设备的损坏,变电站一度停止运行带来了巨大的损失和严重的问题,给电网的稳定运行造成了很大的麻烦,因此变电站的防雷接地措施必须要高度的重视起来。变电站的接地系统是保护电力系统的正常运行,保障设备及人身安全的措施之一。

电力系统的安全运行有两方面的要求,一是要保证设备及人身的安全,二是要保证电力系统的正常运行。这些都与接地装置的设计是分不开的。在以往电力的规程中,在跨步电压满足的前提下,发电厂、变电站的接地电阻应小于0.5欧姆的标准。然而在新的电力规程《交流电气装置的接地》中,对接地电阻有了更高的要求;另一方面,在电力系统的规模逐渐扩大的同时,而短路电流却随之增加,这也对接地设计的难度大大加高了。在高土壤电阻率区,这一问题尤为突出,因此对降低接地的电阻必须采用各种措施。

二、雷击

不同地区雷击发生的频率不同,沿海地区相对发生的较高,而内地的较为平静。但雷击是个永远不可忽视的问题,一旦雷击的防范没有到位就会造成很严重的后果。一般雷击时大气层会有较为强大的电流通过,足以产生强大的机械能和热效应,对建筑物和电气设备造成破坏,其危害程度相当严重,所间接造成的损失往往要大于直接经济的损失。

一般雷击损害的形式分三种:感应雷,直击雷,雷电反击。目前防御雷电已经从直击雷防护发展到系统防护。系统的防雷方案包括外部防雷和内部防雷。外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等,总体来说就是减弱雷电的效果。其主要功能就是为了防止建筑物直接遭到雷电的袭击,在容易遭到雷击的建筑物上可安装避雷带、避雷针、引下线等将雷电导入大地,减弱其威力;内部的防雷主要是对建筑物,转自[星论文网]www.starlunwen.net内部的电力系统设备以及人身的安全进行保护,总体来说就是阻止雷电。主要功能是在需要保护的设备前安装避雷的设备,使设备、线路与大地形成一个等电位体,可将进入的雷电流给予阻挡,再或者是可利用电气设备自身绝缘的能力阻挡雷电的破坏力,将由于雷击而使内部的设备所感应到的雷电流安全的导入大地,以确保设备的安全及正常的运行。

三、接地装置

变电站需要避雷接地装置,而接地技术正是其重要的组成,有了接地装置才能将雷电所产生的电击电流引入大地,从而防止了电力系统中的电力电子设备受到雷击,进而达到了保护建筑物及设备的最主要目的。

1.变电站接地设计原则

如今随着电力系统日益壮大的规模,对接地系统的要求越来越复杂。避雷主要的技术环节就是接地,无论是感应雷,直击雷,或是其它形式的雷,毫无例外的会通过接地装置导入大地。因此,要想有效地防雷就不能没有合理且良好的接地装置。变电站的接地系统合理与否是直接影响到设备及人身安全的重要因素。

由于变电站多级电压母线接地故障电流不断增大,要在设计中应满足阻值的要求是个不小的困难。标准与实际会有很明显的区别。变电站接地电阻值已不像以前要达到0.5Ω,而是放宽到5Ω,虽然如此但并不能说在任何情况下接地的电阻都可以采用5Ω,接地电阻放宽是有附加条件的。变电站接地的设计应该有几点需要遵循的:(1)接地网应尽量用建筑物地基上的钢筋以及自然接地的金属统一接地作为接地网;(2)要以自然接地物为主人工接地体为辅,外形尽量用闭合的环形;(3)用单点接地的方式接地,采取的接地网需要统一。

2.变电站的防雷措施

一般的变电站遭受雷击的危害有两种,即变电站的电气系统的设备直接的遭受了雷击的危害和在雷击时产生了直击雷过电压,即未直接遭到雷击,但在雷电的时候输电线路形成了感应雷过电压,雷过电压再形成雷电波顺着线路入侵到变电站。由此可以看出防止直击雷电或雷电波的入侵是十分重要的。

因此防雷措施主要根据两种情况进行防范:(1)避免雷电波的进入。(2)利用保护装置将雷电波引入接地网。例如避雷器。要想改变雷击的路径只能通过拦截导引的措施。接闪器有避雷线和避雷针。一般较小的变电站大多可采用独立式的避雷针,而大型的变电站多数在其变电站的构架上使用避雷线或避雷针,也有的将二者结合来使用,无论使用哪种对引流线及接地装置都必须严格要求。根据雷击的形式,频率,强度,采取相对应的防雷措施。

主要的措施有:

避雷器。避雷器主要作用是降低入侵的雷电波,使之能够达到电气系统设备绝缘强度允许值以内。我国主要的避雷器是采用金属氧化物式避雷器。

浪涌抑制器。采用的是过压保护,防雷端子等系列提高电气设备自身的防护能力,防止电气设备及电子元器件被击坏。当发生雷击的事故时,如电源防雷模块遭到了损坏,就会在后台监控机上显示其状态。在控制和通讯接口处应加装浪涌抑制器。

接地线。接地线是接地体的外引线。起着保护或屏蔽设施的作用,可设主接地线、分接地线和电位连接板等。防雷接地装置的接地线即防雷接闪装置的引下线,可采用圆钢或扁钢,两端按规定的搭接长度焊接达到电连接。

值得一提的是在雷击的种类中,直击雷比较常见,这里详细的进行说明。一般对直击雷的防雷措施有三种:(1)防止反击,雷针接地引线的入地点应尽可能的远离设备的接地点,避雷针的接地引下线也尽量远离电气设备;(2)装设集中接地装置:以上的接地都应与总线地网连接,并在连接下加装集中接地装置,其工频的接地电阻碍大于10欧姆;(3)主控室和网络控制楼以及屋内配电装置的直击雷保护措施,如果屋顶是金属的或屋顶上有金属的设施,应将部分金属接地,如果屋顶的结构是钢筋混凝土式的,应该将钢筋焊接成网接地,若屋顶的结构是非导电式的,采用避雷保护时,该避雷带的网络应为8~10米设引下线接地。

总结:

如今电力系统的不断发展,以及雷击事故的发生,对防电接地技术提出了更高的要求,变电站的防雷措施应给予更多的关注,如不能对其有较好的防范措施,一但发生事故就会造成严重的后果,以上就是对变电站的防雷接地技术的简单论述,以期为实际运用防雷接地技术有所帮助。