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配电装置的防雷
来源: | 发布时间:2017-11-10 10:38:04 | 浏览次数:

变电所遭受的雷害有

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1 变电所的直击雷过电压保护——避雷针

(1)变电所的直击雷过电压保护可采用避雷针或避雷线。

(2)不宜装在独立的主控制室和35kV及以下变电所的屋顶上。

(3)雷电活动特殊强烈地区的控制室和配电装置室宜设直击雷保护装置。

避雷针保护范围

避雷保护计算方法

“折线法”在电力系统又称“规程法”,即单支避雷针的保护范围是一个以避雷针为轴的折线圆锥体。DL/ 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》P8 标准就规定避雷针的保护范围。

“滚球法”是国际电工委员会(IEC)推荐的接闪器保护范围计算方法之一。 GB50057—2010 《建筑物防雷设计规范》也把“滚球法”强制作为计算避雷针保护范围的方法

滚球法是以hR为半径的一个球体沿需要防止击雷的部位滚动,当球体只触及接闪器(包括被用作接闪器的金属物)或只触及接闪器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物),而不触及需要保护的部位时,则该部分就得到接闪器的保护。滚球法确定接闪器保护范围应符合规范规定。

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——避雷针

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主控制室、配电装置室和35kV及以下变电所的屋顶上如装设直击雷保护装置时,若为金属屋顶或屋顶上有金属结构,则将金属部分接地;若屋顶为钢筋混凝土结构,则将其焊接成网接地;若结构为非导电的屋顶时,则采用避雷带保护,该避雷带的网格为8m~10m,每隔10m~20m设引下线接地。

(4)独立避雷针、避雷线与配电装置带电部分间的空气中距离,以及独立避雷针、避雷线的接地装置与接地网间的地中距离,有严格的限制和要求,必须满足。

(5)直击雷保护装置包括兼作接闪器的设备金属外壳、电缆金属外皮、建筑物金属构件等,其接地可利用发电厂或变电所的主接地网,但应在直击雷保护装置附近装设集中接地装置

(6)独立避雷针(线)宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区,其接地电阻不宜超过10Ω。当有困难时,该接地装置可与主接地网连接,但避雷针与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点之间,沿接地体的长度不得小于15m。

独立避雷针不应设在人经常通行的地方,避雷针及其接地装置与道路或出入口等的距离不宜小于3m,否则应采取均压措施,或铺设砾石或沥青地面,也可铺设混凝土地面。 

(7)110kV及以上的配电装置,一般将避雷针装在配电装置的架构或房顶上。但在土壤电阻率大1000Ω·m的地区,宜装设独立避雷针。否则,应通过验算,采取降低接地电阻或加强绝缘等措施。35kV及以下高压配电装置架构或房顶不宜装避雷针。

(8)发电厂和变电所有爆炸危险且爆炸后,可能波及发电厂和变电所内主设备或严重影响发供电的建构筑物(如制氢站、露天氢气贮罐、氢气罐储存室、易燃油泵房、露天易燃油贮罐、厂区内的架空易燃油管道、装卸油台和天然气管道以及露天天然气贮罐等爆炸性气体环境),应用独立避雷针保护,并应采取防止雷电感应的措施。

(9)避雷针其它规定,严格执行有关标准

电力标准 《交流电气装置的过电压和绝缘配合》DL/T620-1997

 2 变电所电源进线段保护—避雷线、器

(1)变电所应采取措施防止或减少近区雷击闪络。

未沿全线架设避雷线的35kV~110kV架空送电线路,应在变电所1km~2km的进线段架设避雷线。35kV~110kV线路在1km~2km进线保护段范围内的杆塔耐雷水平应该符合有关要求。

(2)全线架设避雷线的35kV~220kV变电所,宜在靠近隔离开关或断路器处装设一组保护间隙或阀式避雷器。

(3)气体绝缘全封闭组合电器(GIS)变电所的雷电侵入波过电压保护

(4)主变压器的防雷保护

(5)氧化锌避雷器的选择

DL/ 620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》P11  P12  第5.3.3条 表3 无间隙金属氧化物避雷器持续运行电压和额定电压 

DL/ 804—2002《交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则》,有详细说明和方法。

 避雷器的选择

有串联间隙金属氧化物避雷器和碳化硅阀式避雷器的额定电压,在一般情况下应符合下列要求:

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采用无间隙金属氧化物避雷器作为雷电过电压保护装置时,应符合下列要求:

1.避雷器的持续运行电压和额定电压应不低于有关规定数值。

2.避雷器能承受所在系统作用的暂时过电压和操作过电压能量。

3.阀式避雷器标称放电电流下的残压,不应大于被保护电气设备(旋转电机除外)标准雷电冲击全波耐受电压的71%。

4.发电厂和变电所内35kV及以上避雷器应装设泄漏监测仪和动作记录器。

----氧化锌避雷器

① 理想的非线性伏安特性 ZnO的伏安特性如图所示,可分为小电流区、非线性区、饱和区。在1mA以下的区域为小电流区,非线性系数较高,在0.2左右,电流在1mA到3kA范围内,  避雷器的伏安特性通常为非线性区,非线性系数(斜率值)在0.02~0.05左右,电流大于3kA,一般进入饱和区,随电压的增加电流增长不快。 

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 ② 基本特性

      起始动作电压又称转折电压,从这一点开始,电流将随电压升高而迅速增加,也即其非线性系数将迅速进入0.02~0.05的区域。通常是以1mA下的电压作为起始动作电压。其值约为最大允许工作电压峰值的105%~115%。

      压比是指氧化锌避雷器通过大电流时的残压与通过1mA直流电流时电压之比。例如10kA压比是指通过冲击电流10kA时的残压与1mA(直流)时电压之比,压比越小,意味着通过大电流时之残压越低,则ZnO避雷器的保护性能越好。目前,此值约为1.6~2.0。

③ 应用

      氧化锌避雷器在电压等级较低时(如110kV及以下)大部分是采用无间隙。

      对于超高压避雷器或带大幅度降低压比时,则采用并联或串联间隙的方法。

      为了降低大电流时的残压而又不加大阀片在正常运行中的电压负担以减轻氧化锌阀片的老化,往往也采用并联或串联间隙的方法。

 ----保护间隙

      1)如排气式避雷器的灭弧能力不能符合要求,可采用保护间隙,并应尽量与自动重合闸装置配合,以减少线路停电事故。

      2)除有效接地系统和低电阻接地系统外,应使单相间隙动作时有利于灭弧,并宜采用角形保护间隙。

      保护间隙宜在其接地引下线中串接一个辅助间隙,以防止外物使间隙短路。

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