变电站的雷电防护

变电站的雷电防护（精选9篇）

变电站的雷电防护 第1篇

1.1 防直击雷保护

变电所的屋外配电装置应装设防直击雷保护装置, 引下线处应设集中接地装置并和接地网连接。

变电所室外配电装置 (包括母线廊道) 应装设独立避雷针, 独立避雷针不宜设于配电装置构或房顶。

独立避雷针宜设独立的接地装置, 其冲击接地电阻不宜大于是10Ω。当有困难时, 该接地装置可与主接地网相连。但其地下连接点至35KV及以下设备与主接地网的地下连接点, 沿接地体的地中长度不应小于是15m。

独立避雷针 (线) 与被保护物之间应有一定距离, 以免雷击针 (线) 时造成反击。在一般情况下独立避雷针的接地装置与变、配电所接地网间的地中距离不应小于3m。独立避雷针与配电装置带电部分、变、配电所电力设备以及构架接地部分间的空气中距离不应小于5m。

独立针应距道路3m以上, 否则应铺碎石或沥青路面 (厚5~8cm) , 以保人身不受跨步电压的危害。

严禁将架空照明线、电话线、广播线、天线等装在避雷针上或其下的架构上。

装有避雷针的照明灯塔上的照明电源线, 必须采用埋地敷设的带金属外皮的电缆或金属管配线, 其埋地长度应大于10m, 再与配电装置的接地网及低压配电装置相连接。

配电所应采取防直击雷措施, 并应符合下列要求:

a.在建筑物易受雷击部位 (如屋角、女儿墙、屋脊、屋檐和檐角等) 装设避雷带或避雷针。当采用避雷带时, 屋面上任何一点距避雷带不应大于10m。当有三条及以上平行避雷带时, 每隔30--40m应将平行的避雷带连接起来。当采用多支避雷针时, 两针间距离D不宜大于30m。

b.接地装置的冲击接地电阻不宜大于10Ω, 并应和电气设备接地装置及埋地金属管道相连。

c.防雷装置的引下线不宜少于两根, 其间隔不宜大于18m。

1.2 防雷电波侵入

因为雷击线路的机会远比雷直击发、变电站为多, 所以沿线路侵入发、变电站的雷电过电压行波是很常见的。以因为线路绝缘水平要比变压器 (或其他设备) 的冲击试验电压高得多, 所以发、变电站对进行波的保护十分重要。

发、变电站所有的电气设备绝缘应当受到阀式避雷器的可靠保护, 不需要用降低重要性差的设备 (如刀闸) 绝缘水平的办法来保护重要性大的设备 (如变压器) , 也不需要用降低全部线路绝缘的办法来保护发、变电站。

注:1全线有避雷线时, 进线长度取2km;进线长度在1~2km间的距离按补插法确定。2 35KV也适用于有串联间隙金属氧化物避雷器的情况。

变、配电所的每段母线上和10 (6) KV的每路架空进、出线上, 都应装设避雷器。应按如下规定装设:

a.母线上的避雷器与主变压器的电气距离应符合表1-1的规定, 大于规定值时, 应在主变压器附近增设一组避雷器。b.10 (6) KV变、配电所, 有电缆段的架空进线, 阀型避雷器应装在电缆头附近, 其接地端应和电缆金属外皮相连。如各架空进线均有电缆段, 避雷器与主变压器的最大电气距离不受限制。c.架空进线采用双回路杆塔, 有同时遭至雷击的可能, 确定避雷器与主变压器的最大电气距离时, 应按一路考虑, 且在雷季中宜避免将其中一路断开。

1.3 进线保护

对于全线无避雷线的35KV变电所, 当雷击于附近的架空线时, 冲击波的陡度必然会超过变电所电气设备绝缘所能允许的程度, 流过避雷器的电流也会超过5KA, 当然这是不能允许的。所以35KV及以上变电所应在进线段1~2Km内装设避雷线。在土壤电阻率不大于500Ω.m的地区, 允许将避雷线引到门型架构上, 但应装设集中接地装置。在土壤电阻大于500Ω.m的地区, 避雷线应架设到线路终端杆为止。从线路终端杆到配电装置的一段线路的保护, 可采用独立避雷针, 也可在线路终端上装设避雷针。

有了进线保护之后, 就不会从进线段以外线路上来波使变电站发生雷害了, 但是, 当雷击进线段发生绕击或反击时, 变电站仍可能发生事故。

雷直击于有避雷线的线路可分为三种情况:雷击杆塔顶部;雷击避雷线中央部分和雷绕过避雷线击于导线。

直击雷要比感应雷 (后者一般不超过300~400KV) 过电压厉害得多, 因此线路防雷主要是防直击雷。线路防雷可以有四道防线:

第一道防线是保护导线不受或少受雷直击。为此可采用避雷线。第二道防线是雷击塔顶或避雷线时不使或少使绝缘发生闪络, 为此, 需改善杆塔的接地电阻。第三道防线是当绝缘发生冲击闪络时, 尽量减小由冲击闪络转变为稳定电力电弧的概率, 从而减小雷害跳闸次数, 为此应减小绝缘上的工频电场强度, 或电网中性点采用不直接接地的方式。第四道防线是即使跳闸也不中断电力的供应。为此, 可采用自动重合闸装置, 或用双回路以及环网供电。

架设避雷线是高压线最基本的防雷措施。其主要作用为防止雷直击导线;对塔顶雷击起分流作用, 从而减低塔顶电位;对导线有耦合作用, 从而降低绝缘子串上的电压;对导线有屏蔽作用, 从而降低导线上的感应过电压。

降低杆塔的接地电阻通常是提高线路耐雷性能最经济的方法。增加绝缘子串的片数, 可使耐雷水平增大一些, 但这样做不仅增大了绝缘费用, 而且增大了杆塔尺寸。因此一般不采用这种方法来改善防雷。

线路用单避雷线, 保护角在25°范围内。

各级电压线路均应尽量装设自动重合闸装置。

1.4 变压器保护

变电所的电气设备中最重要、价值最昂贵、绝缘最薄弱的就是变压器, 因此, 避雷器的选择, 必须使其伏秒特性的上限低于变压器的伏秒特性的下限, 并且避雷器的残压必须小于变压器绝缘耐压所能允许的程度。但是它们的数值都必须小于冲击波的幅值, 以保证侵入波能够受到避雷器放电的限制。

高压侧通常安装三只阀型避雷器 (FS-3~10) , 低压侧通常安装三只氧化锌避雷器 (m Y-470) 。高压侧的三个避雷器应尽量靠近变压器, 其接地端直接与变压器的金属外壳相连, 以减小雷电电流在引线寄生电感上产生的压降。

当雷电过电压波沿高压线路传播到变压器时, 高压侧避雷器动作, 由于它们的接地端与变压器金属外壳及低压侧中性点都连在一起后接地, 作用在变压器高压侧主绝缘上的电压只是避雷器的残压, 而不含接地电阻及接地引下线寄生电感上的压降。通常, 仅在高压侧装三只避雷器尚不能完全保护变压器。

为了抑制由正、反变换过程产生的暂态过电压, 需要在低压侧也装三个低压氧化锌避雷器 (压敏电阻) , 避雷器的接地应就近接在变压器的金属外壳上。这三个避雷器能够限制低压侧出现的暂态过电压, 从而也能够有效地抑制正、反变换过程在高压侧产生的暂态过电压。

1.5 避雷器的配置

避雷器的作用是限制由线路侵入的雷电波对变电所内的电气设备造成的过电压。它一般装设在各段母线与架空线的进出口处。为了使避雷器达到预期的保护效果, 必须满足下列基本要求:

1.5.1 由于电气设备的冲击绝缘强度都是由伏秒特性曲线表示的, 所以避雷器与被保护电气设备的伏秒特性之间应有合理的配合。

1.5.2 避雷器的绝缘强度要有自恢复能力。避雷器在冲击电压的作用下放电, 造成接地短路, 此时过电压消失, 但工频电压相继作用在避雷器上, 开始流过工频短路接地电流。所以避雷器应具有自行切除工频续流、恢复绝缘强度的能力, 使供电系统继续正常工作。

目前常用的避雷器有管式避雷器、阀式避雷器和氧化锌避雷器。

选用避雷器时, 应使避雷器的额定电压与安装该避雷器的电力系统的电压等级相同;并且应使避雷器的灭弧电压大于其安装处工作母线上可能出现的最高工频电压。所谓避雷器的灭弧电压, 指的是保证避雷器能够在工频续流第一次经过零值时灭弧的条件下允许加在避雷器上的最高工频电压;若避雷器动作时系统处于正常运行状态, 则避雷器将在正常相电压下灭弧;若避雷器动作时系统内同时有不对称短路, 则加在健全相避雷器上的恢复电压将有可能高于相电压, 此时避雷器就必须在高于相电压的情况下灭弧。根据分析, 在中性点直接接地的电网中, 不对称短路时健全相上的电压可达系统最大工作线电压的80%, 而中性点不接地 (包括经消弧线圈接地) 的电网中, 不对称短路时健全相上的电压可达系统最大工作线电压的100%~110%。因此, 对35KV及以上的避雷器, 其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的100%~110%, 而110KV及以上中性点接地系统的避雷器, 其灭弧电压规定为系统最大工作线电压的80%。

避雷器的保护性能一般以保护比 (=残压/灭弧电压) 来说明, 保护比越小, 说明残压越低或灭弧电压越高, 则避雷器的保护性能越好。

2 变电站接地网

发、变电站需要有一个接地良好的地网, 这无论从防雷的观点看, 还是从工频对地短路电流不致使发、变电站人员及设备受危险的观点看, 都是必须的。

2.1 对接地系统的总要求

(1) 在使用期限内, 接地系统的性能和接地电阻应满足电气装置对工作接地、保护接地、防雷接地及防静电接地的要求。

(2) 接地设施应具有足够的机械强度或设置附加的机械保护, 以能适应外界的影响。

(3) 接地系统应有防腐蚀措施, 以保证在使用期限内保持符合要求的接地电阻值。

变、配电所的接地按用途可分为下列三种:a工作接地;b保护接地;c雷电保护接地。

不同用途和不同电压的电力设备, 除另有规定者外, 应使用一个总的接地体, 接地电阻应符合其中最小值的要求。

2.2 变、配电所的接地装置应符合下列要求:

(1) 变、配电所的接地装置, 除利用自然接地体外, 还应敷设以水平接地体为主的人工接地网。接地网的外缘宜闭合, 且外缘各角做成圆弧形。

(2) 配电变压器的接地装置宜敷设成闭合环形, 但自动闭塞电线路的信号变压器除外。

(3) 利用自然接地体和引外接地装置时, 应用不少于两根导体在不同地点与接地网相连 (但不包括单独设备) 。

(4) 避雷针与主接地网的地下连接点至变压器接地线与主接地网的地下连接点, 沿接地体的长度不得小于15m。

(5) 埋在土壤中的接地装置, 其连接应采用焊接, 并在焊接处作防腐处理。

2.3 接地体应满足下列要求

(1) 垂直接地体的长度宜为2.5m, 垂直接地体间的距离及水平接地体间的距离宜为5m。

(2) 人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.6m。接地体应远离由于砖窑、烟道等到高温影响使土壤电阻率升高的地方。

(3) 接地体装置要求作到规定的接地电阻值在技术经济上极不合理时, 变、配电所可提高到5Ω, 但接触电位差和跨步电位差不应大于下列数值:

Ut=50+0.05ρr

Uo=50+0.2ρr

式中Ut-接触电位差 (V) ;

Uo-跨步电位差 (V) ;

ρr-人脚站立处地面的土壤电阻率 (Ω·m) 。

2.4 引下线应符合下列规定:

(1) 引下线可采用圆钢或扁钢, 优先采用圆钢。

(2) 引下线的敷设方式及截面要求为:

a一般情况下宜沿建筑物外墙明敷, 并经最短径路接地。当采用圆钢时, 其直径不应小于8mm;

b要求较高的场所可暗敷, 当采用圆钢时, 其直径不应小于10mm;当采用扁钢时, 其截面不应小于80mm2。

(3) 采用多根引下线时, 宜在各引下线上于距地面0.3m到1.8m之间装设断接卡。

(4) 当利用混乱凝土内钢筋、钢柱作为自然引下线并同时采用基础接地体时, 可不设断接卡;但利用钢筋作引下线时应在室内的适当地点设若干连接板, 该连接板可供测量、接人工接地体和作等电位连接用。当仅利用钢筋作引下线并采用埋于土壤中的人工接地体时, 应在每根引下线于距地面不低于0.3m处设接地体连接板。采用埋于土壤中的人工接地体时应设断接卡, 其上端应与连接板或钢柱焊接连接板处宜有明显标志。

(5) 在易受机械损坏和人易接触的地方, 应采取暗敷或加装塑料管、橡胶管等保护设施。

2.5 接地网的布置要求:

接地网的布置, 应尽量使地面的电位分布均匀, 以减小接触电压和跨步电压。人工接地网外缘应闭合, 外缘各角应作成圆弧形。, 35~110/6~10KV变电所的接地网内应敷设水平均压带。为保证人身安全, 经常有人出入的走道处, 应采用高绝缘路面 (如沥青碎石路面) , 或加装帽檐式均压带。

为了减小建筑物的接触电压, 接地体与建筑物的基础间应保持不小于是1.5m的水平距离, 一般取2~3m。

为了降低跨步电压, 防护直击雷电容接地装置距离建筑物出入口及人行道, 不应小于3m, 当小于3m时, 应采取下列措施之一: (1) 水平接地体局部埋深不小于1m; (2) 水平接地体局部包以绝缘体, 例如涂厚50~80mm的沥青层; (3) 采用沥青碎石路面, 或在接地装置上面敷设厚50~80mm的沥青层, 其宽度超过接地装置2m。 (4) 采用“帽檐式”或其他形式的均压带。

除临时接地装置外, 接地装置应采用热镀锌钢材, 水平敷设的可采用圆钢和扁钢, 垂直敷设的可采用角钢和钢管。腐蚀比较严重地区的接地装置, 应适当加大截面, 或采用阴极保护等措施。

不得采用铝导体作为接地体或接地线。当采用扁铜带、铜绞线、铜棒、铜包钢、铜包钢绞线、钢镀铜等材料作接地装置时, 其连接应符合相关规范的规定。

2.6 发、变电站地网的工频接地电阻可按下面经验公式粗略估计:

式中L-接地体的总长度 (包括水平与垂直的) , 单位m;

S-地网的面积, 单位m2。

上式的 是面积为S的铁板置于地面的接地电阻;ρ/L是考虑到实际地网不是铁板而引入的修正项, 它比前一项小得多。

可见, 当ρ一定时, 地网的接地电阻基本上的由变电站的面积 (它约等于地网的面积) 决定, 是很难加以改变的。

3 结束语

变电站是电力系统中重要的组成部分, 而且变电站的电气部分要装设合理的避雷装置和接地装置, 因此, 它是防雷的重要保护对象。

摘要：变电站 (所) 是电力系统的枢纽, 一旦雷击损坏, 影响严重, 因此要求有可靠的防雷措施。变电站雷害来源有二:一是雷直击变电站;二是沿线路传来过电压波。

关键词：变电站,雷电,防护

参考文献

[1]余健明、同向前.供电技术[M].北京:机械工业出版社, 2008.

[2]苏邦礼, 崔秉球, 吴望平、苏宇燕.雷电与避雷工程[m].广州:中山大学出版社, 1999.

高压输电线路的雷电防护论文 第2篇

在某些地区，高压输电线路会非常容易遭受雷击，如果在确定高压输电线路的路径时能够有意避开雷击高压区，或者是加强这些地区高压输电线路的防雷措施，那么就可以极大地提高气耐雷水平。一般说来，易击区主要是以下地段：（1）雷暴走廊，如顺风的河谷、顺风的峡谷和山区风口等；（2）四周都是山丘的潮湿盆地，如铁塔周围有水库、鱼塘、沼泽地或灌木，附近又有蜿蜒起伏的山丘等处；（3）地下有导电性矿的地面和低位较高处；（4）土壤电阻率有突变的地带，如稻田和山坡的交界处、地质断层地带、岩石与土壤的交界处、岩石山脚下有小河的山谷等地；（5）土壤电阻率差别不大（如有良好土层和植被的山丘）时，突出的山顶或山的向阳坡等地。

架设避雷线

架设避雷线是高压输电线路雷电防护的最基本措施，旨在当雷电直击高压输电线路时，通过分流一部分雷电流来降低流入杆塔的雷电流和导线上的感应过电压。在实际操作中，为了提高避雷线对高压输电线路的保护作用，保证雷电不致绕过避雷线而直接击中导线，应该减小绕击率，并且避雷线对边导线的保护角宜在20~30°。一般说来，输电线路的电压越高，那么采用避雷线的效果愈好，当输电线路电压等级逐渐下降时，架设避雷线的效果会逐渐减弱。

装设自动重合闸

自动重合闸对于提高瞬时性故障时供电的连续性、双侧电源线路系统并列运行的稳定性，以及纠正由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸，都显得十分重要。作为高压输电线路雷电防护的重要措施，装设自动重合闸能够使得雷电直击高压输电线路时所造成的闪络和工频电弧在线路跳闸后迅速去电离，通过确保线路绝缘的完整性来降低线路雷击所造成的停电事故。在高压输电线路的安全和稳定运行中，装设自动重合闸发挥着举足轻重的作用，但是巡检人员要加强对瞬时故障的巡查和分析，一旦发现瞬时故障要及时进行处理，防止故障的蔓延和扩大。

采用消弧线圈接地方式

在多雷地区，或接地电阻难以降低的地区，经常采用中性点经消弧线圈接地的方式，这样做可以使消弧线圈消除单相雷击闪络接地故障。而有两相或三相遭受雷击时，雷击第一相后的导线相当于地线，从而增加了耦合作用，提高了耐雷水平，通过此种方式可有效降低雷击建弧率和雷击跳闸率，提高电网的供电可靠性。

安装线路避雷器

虽然架设避雷线能够提高高压输电线路的雷电防护水平，但是即使在全线架设避雷线，也难以完全排除在导线上出现过电压的可能性，此时可以通过安装线路避雷器来为雷电流提供一个低阻抗的通路，从而限制电压的升高。当高压输电线路安装线路避雷器后，雷电直击高压输电线路会使得一部分雷电流从避雷器传入相邻铁塔，而另外一部分雷电流经塔体入地，当雷电流超过一定值后，避雷器动作加入分流。线路避雷器的投资比较大，因此其安装地点必须充分根据高压输电线路的具体运行状况，并综合线路铁塔的各种参数来进行确定。一般说来，线路避雷器应该优先安装在下列铁塔：水电站升压站出口线路接地电阻大的铁塔；山区线路易击段易击点的铁塔；大跨越高铁塔；山区线路铁塔接地电阻超过100Ω且容易发生过闪络的铁塔；多雷区双回路线路易击段易击点的一回线路。

降低铁塔接地电阻

避雷线和塔脚电阻相配合，在雷击时能够起到大幅度降压的作用，因此对于高压输电线路的混凝土杆或者是铁塔线路，是一种很有效的防雷措施。目前降低铁塔接地电阻的主要措施有以下几种：（1）使用接地电阻降阻剂。对于小面积的集中接地和小型接地网，在接地极周围敷设降阻剂后，可以增大接地极外形尺寸，降低与周围大地介质间的接触电阻；（2）使用爆破接地技术。通过爆破制裂，再用压力机将电阻率材料压入爆破裂隙中，可以极大地改善大范围内的土壤导电性能；（3）使用多支外引式接地装置。当接地装置附近有导电良好及不冻的河流湖泊时，可以使用多支外引式接地装置，不过外引式接地极长度不宜超过100m；（4）采用伸长水平接地体。当水平接地体的长度增加时，电感的影响会增大，从而使冲击系数增大，不过当接地体达到一定长度后，再增加其长度，冲击接地电阻也不再下降。一般说来，土壤电阻率为500Ωm时，接地体的有效长度为45~55m；土壤电阻率为1000Ωm时，接地体的有效长度为45~55m；土壤电阻率为2000Ωm时，接地体的有效长度为60~80m。

变电站雷电防护与雷击事故分析 第3篇

1 雷击效应与危害分析

在出现雷击后, 雷电电流会在短时间进入大地之中, 而变电站中的输电线路、导体、变配电设备、金属管线是难以在短时间疏散电流的, 积累的电荷量往往会高达数百千伏。在第一次放电之后, 雷电还会出现多次放电, 沿第一次放电通道进入变电站, 之所以会产生该种问题, 就是由于大气云块的放电方式属于阶跃式放电法, 先驱放电早于主放电, 因此, 雷击电流幅值会产生出高陡度增大的变现, 并产生闪电雷电流脉冲, 这会对附近的金属导体带来致命性影响。

在雷电电流的持续性破坏下, 导体热稳定性会受到极大的影响, 同时也会影响导体的机械强度, 电磁感应过电压以及静电感应过电压会致使输电设备出现绝缘闪络的问题, 严重影响着电气设备的正常功能, 这是致使变电站运行产生二次事故的主要诱因。除此之外, 瞬变脉冲电磁场也会严重影响变电站的通讯系统和电子系统, 引起电力调度通信中断问题与微机保护误动问题。

2 变电站雷电防护措施分析

2.1 设置架空地线

设置架空地线是避免变电站受到雷击的主要应对效果, 相关法规规定, 对于超过35k V的架空输电线, 必须要设置好架空地线, 避免出现雷击问题。

2.2 设置好避雷器

在变电站中安装避雷器能够吸收雷击后出现的电磁感应过电压以及静电感应过电压, 可以有效降低雷击二次事故发生率。

2.3 安装避雷针

避雷针也是降低雷击事故发生率的重点手段, 在变电站中设置避雷针能够避免直接雷击对变电站的运行产生不良影响。在安装避雷针之前, 需要详细调查变电站的地形地貌、占地面积、周围建筑物分布情况以及建筑物的高度。在收集到这些资料之后, 即可以此为基础来计算避雷针安装位置和安装数量。一般情况下, 对于户外变电站, 多将避雷针设置在铁塔上, 长度以1~2m为宜, 直径必须要大于20mm。

避雷针的原理很早以前就得到证明, 而且通过了长期的运行实践考验。当避雷针上空大气中出现带电云块时, 大气中出现的带电云块感应的电荷自大地向避雷针积累, 避雷针可以形成尖端放电。

目前, 市场中避雷针的规格是很多的, 截止到目前为止, 尚未有直接证据证明新型避雷针防雷效果优于常规模式的避雷针, 因此, 在防雷设计工作中应该再三注意, 使用常规避雷针即可满足避雷需求。

3 变电站雷电防护接地措施分析

设置雷电防护接地措施能够有效避免雷击事故的发生, 该种措施即应用技术手段将雷击后产生的电流直接引入到大地中, 判断合格接地的原则是非常严格的, 只有在出现直接雷击, 能够避免由于电磁感应与静电感应过电压引起的危害, 才能够投入使用。国际上对于接地电阻设计值也有着明确的规定, 其电阻值是不能够超过10Ω的, 接地电阻值与雷击事故的阻止率是正比关系 , 电阻值越小 , 那么危害也就越小。

举例来说, 在雷电电流幅值与接地电阻分别在60Ω与30Ω的条件下, 对地电压为1800k V, 在接地电阻值为10Ω的条件下, 对低电压为600k V, 前者跨步电压远远高于后者。为了避免雷击事故对变电站产生毁灭性影响, 必须要制定出科学合理的接地措施, 避免由于不设计问题影响防护效果。

数据调查结果显示, 为了降低雷电事故发生率, 可以采用等电位连接与联合接地的防护方式, 前者即将变电站中金属导电物体相连, 直接将其引入到接地体, 后者即对于变电站使用同一的接地体, 具体的接地电阻根据系统要求进行设计。一般情况下, 变电站接地电阻以4Ω为宜, 达到这一要求才能够有效降低雷击事故。

就现阶段来看, 我国的变电站形式多采用同一个接地体, 不再采用单独接地方式, 看起来这种方式并不合理, 实际上并非如此。举例来说, 如果雷电电流幅值是50千安, 在应用联合接地模式之后, 接地电阻达到了4Ω, 对地电压是200k V, 在遇到该种问题时, 可以采用等电位联结法, 在采用该种方式之后, 变电站中非带电金属导电物体对地电位会升高到200k V, 此时, 电源中性点会处在一个接地体之中, 对地电位也会高达200k V, 其电位差也是一样的, 并不会由于这种设计方式出现新电位差, 这样就不会出现电磁感应过电压与静电感应过电压。

综合以上分析得出, 应用一个接地体, 也能够平衡电压, 避免出现新电位差, 这即可有效避免电磁感应过电压与静电感应过电压, 降低雷击事故发生率。

4 结束语

总而言之, 雷击事故对于变电站的影响是非常大的, 雷击属于常见的自然灾害, 虽然无法避免雷击的产生, 但是可以采用相应的对策减小雷击事故对于变电站的不良影响, 这可以采用安装避雷针、避雷器以及架空电线的方式。此外, 在日常管理工作中, 还要做好维护, 遵循“早发现、早处理”的原则, 减少事故发生率。

参考文献

[1]郭道通, 刘明菊, 蒲秀英, 等.浅析视频监控系统的雷电防护措施[J].科技创新导报, 2009 (12) .

[2]张文博, 卢崴.建筑物雷电防护技术的研究与应用[J].现代物业 (上旬刊) , 2011 (8) .

[3]胡允勤, 戴灿星, 余彦龙.白酒生产企业金属罐区雷电防护探讨[J].产业与科技论坛, 2014 (4) .

探讨架空配电线路的雷电防护措施 第4篇

摘要：在我国电力系统中，架空配电线路在电力系统中发挥着十分重要的作用，本文在总结击架空配电线路雷击威胁的基础上，具体分析了架空配网常用的防雷技术和措施。关键词：架空；配电线路；防雷；措施

0 引言

雷电是一种极为壮观的自然现象, 由于其强大的威力和破坏作用,架空配电线路大都裸露在空中, 极易遭受雷击产生雷电过电压, 从而造成供电中断, 影响生产和生活。近几年来，由于环境条件的不断劣化，雷击引起的输电线路掉闸故障也日益增多，不仅影响设备的正常运行，而且极大地影响了日常的生产、生活。随着我国电网的飞速发展，一些新的设备和技术也越来越多的被应用在电网中。目前提高配电线路的耐雷水平越来越受到人们的关注，相应地采取了不同的应对措施，例如应用绝缘导线、安装避雷器、降低杆塔接地装置的接地电阻等，其中降低杆塔接地装置的接地电阻被认为是最有效的提高线路耐雷水平的技术方法。避雷器也越来越被广泛认可和应用。近几年我国架空配网线路频频发生雷击事故，这给人民群众的生命财产安全造成了很大的威胁，因此探索架空配网线路的雷电防护措施具有现实意义。雷击对架空配电线路的威胁种类

按照雷电形成方式的不同，可以分为以下三大类：直击雷、感应雷和球形雷。

雷电破坏作用与峰值电流及其波形有最密切的关系。雷击的发生、雷电流大小与许多因数有关，其中主要的有地理位置、地质条件、季节和气象。闪分也可以分成成四类，只沿着先导方向发生电荷中和的闪电叫无回击闪电。当发生先导放电之后还出现逆先导方向放电的现象，称为有回击闪电。

直击雷：云层中带有电荷，它会对云层、大地、建筑物、树木或其它设施进行放电，在建筑物或设施上，雷电流就会产生热效应作用和电动力作用，直击雷通常破坏移动基站的设备主要有：空调室外机、室外变压器、天馈等。

感应雷：雷电流的对地释放过程中会会产生静电感应和电磁感应作用，脉冲电流在周围会产生瞬时强磁场，这样，这其周围的导线或金属物就会产生电磁感应，感应出的高电压以致发生闪击的现象，感应雷从猛烈程度上来讲它并不如直击雷那样猛烈，但是感应雷发生的概率却是最高的，同时感应雷所产生的感应电压是能够通过移动基站的供电线路或是光缆和地线等引入，从而迅速的破坏基站的开关电源、无线机柜、交流配电箱、监控系统、传输仪器等设备。

球形雷：球形雷是一种较为特殊的雷电现象。球形雷的直径可能一般只有10-20cm，其存在的时间也是在百分之几秒到几分钟的时间不等，球形雷大部分的存在时间都是2-5s左右，当球形雷遇到障碍物或是电气设备时，就会发生爆炸或是燃烧的现象。一般情况下，球形雷都是沿着建筑物开着的门窗或是建筑物的孔洞进入到室内，它们大部分都是沿着带电体才消失，另外球形雷并不是经常发生，只有在一些位置较为特殊的地理环境下才会有球形雷现象的发生。

2雷击配电线路的主要原因

配电设备没有按照规定安装防雷设置，或者防雷设备的设计没有考虑到防雷措施的安全运行，以及没有根据地区特点采取具有针对性的防雷措施； 一些线路的铁塔、开关等接地线被盗，防雷设备失去保护，而且被盗的接地线不能在第一时间和雷击线路连接起来；

避雷器和弱点设备与地级共用，导致防雷的质量很差；

一般10KV配电线路使用的针式绝缘子主要在线路档距跨度大以及抵御一些恶劣环境例如台风、雷电方面使用，效果要比瓷横担好，但是针式绝缘子发生内部击穿时，故障不容易被发现，而且现在使用的大多是耐压35KV绝缘子，因为本身耐压比较高，即使是发生强雷电被击穿时，还有可能继续工作，这样的情况下就很难发现问题。

避雷器质量差或者长期经受雷电冲击而失效，避雷器就成了形同虚设的摆设，起不到任何作用；线路杆塔、开关、配变地网安装不符合规范，测试接地电阻方法也不符合规范，仪器设备等不准确导致误判等等。架空配网常用的防雷技术和措施 3.1降低塔体接地电阻

这是现阶段配电线路防雷主要采取的方法。这种方法在平原地区以及土壤电阻率比较低的地区实施起来更加容易，效果也更好。但是对于一些丘陵或者山区杆塔，往往要在4个塔脚处敷设较长的接地网或者是打深井加降阻剂，这样可以增加地线和土壤的接触面积，降低电阻率，从而降低工频状态下的接地电阻。但是这种方式存在的一个问题是，接地线过长会使得雷击时产生较大的附加电感值，塔顶的电位会大大提高，更容易造成塔体和绝缘子串的闪络，反而会降低线路的耐雷水平。3.2提高线路绝缘能力

一，将针式绝缘子更换为支柱式绝缘子或者瓷横担，针式绝缘子的质量和性能一般没有支柱式绝缘子或者瓷横担的好，这也是雷击后发生事故的关键因素之一。选择质量合格的绝缘子或者瓷横担能够保障供电的稳定性。二，选用连接性能较好的安普线夹代替并沟线夹。三，对10KV线路的接地装置进行定期的检查和整改，以保证接地电阻阻值小于10Ω,接地装置若和1KV一下设备共用，其接地电阻阻值应该小于4Ω。3.3安装避雷器

在电缆、配变开关等设备的高压侧安装避雷器作为一种新的防雷技术已经越来越得到广泛的认可和应用。一般的配电变压器没有在低压侧安装低压避雷器，这样不仅会发生低压侧的损坏也会发生高压侧的损坏。损坏机理是：一，当雷直击低压线路或者低压线路遭受感应雷时，会造成低压侧绝缘的损坏。二，低压侧遭受雷击也会损坏高压侧绝缘，这是因为高压侧绕阻会因为电磁耦合出现与变压器比成正比的过电压，因为高压侧绝缘带哦裕度小于低压侧，所以会造成高压侧的损坏。三，当雷直击高压线路或者高压线路遭受感应雷时，避雷器会发挥作用在接地电阻上产生电压降，这种电压降是作用在配变低压侧的中性接地点上，相当于配变压低压侧经导线波阻接地，因此配电的接地线上会产生高电位，而且大部分都加在配变低压侧出线上，会损坏配变。（1）工作原理

没有安装线路避雷器时，雷电流完全通过杆塔或引下线接地装置流入大地，由于接地电阻，塔顶的电位会迅速升高，特别是接地电阻高的杆塔，升高地更快，当塔顶的电位和导线感应电位差超过绝缘子临界闪络电压的一半时，就会出现跳闸，而且一些地区的土壤电阻率比较大，接地电阻很难降低，一些常规使用的防雷装置就很难起作用。而当线路中装设有避雷器时，避雷器可以通过其保护作用保护绝缘子串在线路遭雷击时不发生闪络，避雷器通过动作可以将杆塔上的雷电流一部分经过避雷器流入导线，雷电流在导线和避雷线中产生耦合分量，其中导线上较大的耦合分量会使得其电位迅速升高，使杆塔对导线放电得到了控制，从而起到防雷的作用。在输电线路中，线路绝缘子串闪络的判据采用相交法，即当塔顶上的电位UI与导线上的感应电位Ul的差值曲线同绝缘子串冲击放电伏秒特性曲线相交时，表明绝缘子串发生闪络，如下图所示。

图1 110Kv线路绝缘子串雷电冲击放电伏秒特性

（2）线路避雷器防雷的优势

线路避雷器具有钳电位的功能，对接地电阻的要求不是特别严格，因此可以应用于一些山区、丘陵等地区的线路的防雷。塔顶电位和杆塔接地装置冲击接地电阻具有密切的关系，对接地装置进行正确的设计可以有效提高配电线路运行的安全可靠性。冲击接地电阻值越低，线路遭受雷击时在绝缘子串上的电压就会越低，也就越不容易发生闪络，所以接地装置的冲击接地电阻值是配电线路在进行接地设计时要重点考虑的一个参数。一般来说，接地装置的冲击接地电阻要低于工频接地电阻，但是冲击接地电阻会因为土壤性质、冲击电流峰值以及接地装置的几何形状的差异而有很大的差异，因此在实际的接地装置设计中仍然是以正常工频电阻值作为考虑的依据，同时降低一定裕度。如果工频接地电阻值在10~15Ω的范围内，则被认为是优良的设计。但是实际上，在一些土壤电阻值偏高的地区这样的做法是比较难以实现的，因此必须考虑到更经济有效的防雷技术方案。

结束语

配电线路的防雷工作应该受到足够的重视，目前最关键的技术措施就是安装避雷器，但是也还学要根据实际情况综合考虑应用一些其他的技术措施来防雷。在实际使用的过程中，要根据具体的线路遭雷击导致跳闸的具体原因确定具体的措施，这样才可以真正的起到保护作用。

参考文献：

浅谈雷电的防护 第5篇

关键词：雷电,直击雷,雷电参数,防雷装置

雷电是一门古老的学科, 人们对雷电的研究已经有数百年的历史。雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观的自然景象, 又是一种严重的自然灾害。掌握雷电的基本知识, 采取有效的防护措施, 对于防止雷电造成的损害, 防止建筑物的火灾和爆炸事故具有重大的意义。

1 雷电的基本知识

1.1 雷电的概念

雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷云是产生雷电的基本条件。雷电过程可分为气流上升、雷云中电荷分离和放电三个阶段。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中, 云中电荷的分布较复杂, 云的上部以正电荷为主, 下部以负电荷为主。因此, 云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后, 就会产生放电, 这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3万安培, 最大电流可达30万安培。闪电的电压很高, 约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦, 相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中, 由于闪道中温度骤增, 使空气体积急剧膨胀, 从而产生冲击波, 导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时, 它们之间就发生激烈的放电, 在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声, 这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。

1.2 雷电的种类

雷电分为直击雷、雷电感应、雷击电磁脉冲、球雷等四种。

1.2.1 直击雷。

当雷云较低, 周围又没有带异性电荷的云层, 且在地面上的突出物 (树木或建筑物) 感应出异性电荷时, 雷云就会通过物体向大地放电, 这种直接击打在建筑物或其他物体上的雷电叫直击雷。直击雷的电压峰值通常可达几万伏甚至几百万伏, 电流峰值可达几十KA乃至几百KA, 其之所以破坏性很强, 主要原因是雷云所蕴藏的能量在极短的时间 (其持续时间通常只有几us到几百us) 就释放出来, 从瞬间功率来讲是巨大的。

1.2.2 雷电感应。

雷电感应是指雷电放电时, 由于强大的电磁场的变化而在附近导体上产生的静电感应和电磁感应, 它可能使建筑物内的金属部件之间产生火花从而损害设备。一般分为两种, 静电感应和电磁感应。

1.2.3 雷击电磁脉冲。

由于直击雷或雷电感应而产生的高电位雷电波, 沿着架空线路或金属管道对雷电的传导的作用, 雷电波可能沿着这些管线侵入屋内, 危及人身安全或损坏设备。

1.2.4 球雷 (球状闪电) 。

目前一般认为球雷是一团内部带有环流的等离子体。它是一个温度极高的发光球体, 它多在强雷暴发生时出现, 球雷可沿地面滚动或在空气中飘行, 能经烟囱、门窗和其他缝隙进入建筑物内部, 或无声无息的消失, 或发生剧烈爆炸。

2 雷电的危害

雷电的危害主要有电效应、热效应和机械效应三个方面的破坏作用。电效应是数百至数千万伏的雷电冲击电压可击坏电气设备的绝缘击穿, 造成大规模的停电;又可引起短路, 导致火灾或爆炸事故;热效应是巨大的雷电流 (几十至几百千安) 通过导体, 在极短的时间内转换成大量的热能, 雷击点的发热量约为500-2000J, 可能造成金属融化、易燃易爆品燃烧或爆炸等。机械效应是巨大的雷电通过被击物时, 使被击物缝隙中的气体剧烈膨胀, 缝隙中的水分也急剧蒸发, 从而在被击物内部出现强大的机械压力, 致使被击物遭受严重破坏或发生爆炸。

3 雷电的防护措施

3.1 防雷装置

一个传统的、完整的防直击雷装置一般由接闪器、引下线、接地装置三部分组成。经常使用的接闪器有避雷针、避雷线、避雷网和避雷带等。避雷针主要用来保护建筑物和发、配电装置;避雷线最适合用来保护电力线路等较长的物体;避雷网和避雷带主要用来保护建筑物;避雷器是一种专用的防雷击过电压的设备, 主要用来保护架空线路、高压柜、变压器等电力设备。接闪器位于防雷装置的顶部, 其作用是利用其高出被保护物的突出地位把雷电引向自身, 承接直击雷放电, 然后通过引地下线和接地装置, 把雷电泻入大地, 从而保护周围一定范围内的物体免受直接雷击。引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。防雷装置的引下线一般不少于两根。接地装置包括接地干线和接地体, 是防雷装置的重要组成部分。接地装置向大地均匀泄放雷电流, 使防雷装置对地电压不至于过高。接地线应与水平接地体的截面相同;在腐蚀性较强的土壤中, 应采用热镀锌等防腐蚀措施或加大截面积。埋在土壤中的接地装置, 其连接应采用焊接, 并在焊接处作防腐处理。除一些独立的避雷针, 在接地电阻满足要求的前提下, 防雷接地装置可以和其他接地装置共用。

3.2 避雷器

避雷器是一种专用的防雷设备。它主要用来保护电力设备, 也可用来防止雷电波沿架空线路侵入建筑物内, 还可用于抑制操作过电压等内部过电压。实际工程中用它做为限制侵入波大小的主要设备。

建筑物防雷的目的在于防止或者极大地减小雷击建筑物而造成的损失, 可保护建筑物内部的人身安全;防止建筑物遭受破坏;保护建筑物内存放的危险品不会引起燃烧和爆炸;保护建筑物内的重要设备和电气线路不受损坏并能正常工作。可见, 采取有效的防护措施, 具有重大的意义。

参考文献

[1]蒋容兴.雷电防护标准现状和若干问题探讨[J].雷电防护与标准化, 2003, 2.

[2]马宏达.外部防雷与内部防雷的区分[J].雷电防护与标准化, 2003, 2.

[3]钟万强.雷电灾害风险评估的参数研究与模型设计[D].南京气象学院, 2004.

[4]张义军, 刘欣生等人工触发闪电电流测量及特征性分析[J].高原气象, 1995, .1.

雷电的危害及防护 第6篇

1 雷电的产生

中小尺度对流性天气系统是产生雷电的主要系统, 雷电出现时必有强烈的积雨云活动, 因此, 雷电常常伴随阵雨、龙卷、冰雹、大风等一起出现。形成雷电的积雨云高耸浓密, 上部常有冰晶结构, 内部不断发生起电和放电机制。云中起电机制十分复杂, 常与冰晶的淞结、水滴的破裂、云中微粒受电场的感应、空气的对流等有关。起电机制结合带电微粒的重力的分离, 使云中不同部位带有不同的电荷。雷暴积雨云中电荷的分布也很复杂, 但平均说来, 云顶及云的上部带有正电, 云的中下部带负电, 在云下部偏前方上升气流强烈处有一小范围的正电区, 云中正负电荷区的分离为云的放电机制的发动创造条件。云的放电表现为各种闪电现象, 如枝状闪电、串珠状闪电、球状闪电和页状闪电等。在放电过程中闪道上因温度骤高, 空气膨胀、水滴汽化膨胀, 甚至还有电离现象, 在短时间内体积突然增大, 从而会发生冲击波, 这种冲击波活动导致强烈的雷鸣。雷暴活动中起电与放电作用不断进行, 放电后常继之以起电, 甚至在放电时, 也有起电过程同时存在, 因此, 放电过程得到继续进行。当雷暴积雨云中强烈对流活动减弱, 起电过程衰微后, 放电过程也渐趋停止。就产生雷暴的积雨云说, 其发展大体可分为三个阶段: (1) 发展阶段, 亦称“积云阶段”。其特征是整个云体全为上升气流, 云内温度高于云外温度。 (2) 成熟阶段。云内出现下沉气流, 下沉气流区的范围从下向上逐渐扩大, 降水出现于下沉气流区下方的地面上。雷暴云中温度在上升气流区内较高, 在下沉气流区内较低。雷电现象主要出现在这一阶段, 其他剧烈天气现象也多在此阶段出现。 (3) 消亡阶段。下沉气流扩大到整个云块, 降水逐渐停止, 云体逐渐消散。根据统计, 中国雷暴日数南方多北方少, 山区多平原少。一般雷暴冬季少于夏季, 但在中国南方, 隆冬也可由雷暴出现, 雷暴出现的时间以下午为多, 但有时夜间因云顶辐射冷却, 云层内温度层结变得很不稳定, 云块翻滚, 也能出现雷暴, 称为“夜雷暴”。

2 雷电的危害性

雷电已经对人类生活的各个方面造成了危害, 下面是我国近50年来重大雷击事件的部分摘要, 足以证明它严重的危害性。

1970年7月27日13时, 北京天安门广场上一个直击雷将10名游客打倒, 其中2人因电流通过身体抢救无效身亡。

1989年8月12日, 青岛市黄岛油库5号库油罐遭雷击爆炸, 大火烧了60小时, 火焰高300米, 烧掉4万吨原油, 烧毁10辆消防车, 造成19人丧生, 74人受伤, 还使630吨原油流入大海。

1992年6月22日, 一个落地雷砸在国家气象中心大楼的楼项上, 虽然该大楼安装了避雷针, 但是巨大的感应却把楼内6条国内同步线路和一条国际同步线路击断, 使计算机系统中断46小时, 造成直接经济损失数十万元。

2002年8月3日, 辽宁省葫芦岛市电信公司20个中转站遭雷击, 电信设备损坏, 直接经济损失达40万元。

2004年6月26日, 浙江省台州市临海市杜桥镇前村有30人在5棵大树下避雨时遭雷击, 造成17人死亡13人受伤。

2007年5月23日16时34分, 重庆市开县义和镇政府兴业小学教育遭遇雷电袭击, 造成四、六年级学生7人死亡, 44人受伤。

2009年8月, 石家庄市长安区西兆通镇南石家庄村一个自建房遭雷击倒塌, 造成17死3伤。

以上例证, 使我们不难看出雷电的危害性具有以下特点:第一, 主要是云地之间形成的电位差大, 直接或间接造成伤害;第二, 突发性强, 破坏力大;第三, 涉及地域广阔;第四, 对生物、生态、生命、环境等均可造成严重伤害;第五, 防护、求助难度大, 一旦造成灾害, 很难挽回;第六, 要想做好预防, 投入大、成本高。因此, 防雷减灾是一项利国利民的有益工作, 做好防雷减灾工作, 必须提高全社会的减灾意识。可有效利用电视、报纸、电台以及微博等新兴媒体和有关会议, 通过制作宣传画、纪录片等形式, 让大家克服麻痹侥幸心理, 充分了解雷电, 认识雷电, 从而更好地预防雷电带来的灾害。

3 雷电的防护

如果遇到雷雨天气, 如何做才能减少被雷击中的概率呢?

(1) 在雷电交加时, 感到皮肤刺痛或头发竖起, 是雷电将至的先兆, 应立即躲避。

(2) 如果身体处于树木、楼房等高大物体, 就应该马上离开。如果来不及离开高大的物体, 应采用下蹲的避雷姿势, 注意双脚并拢。双手合拢切勿放在地上。千万不可躺下, 这时虽然高度降低了, 却增大了“跨步电压”危险。水能导电, 所以潮湿的物体并不绝缘。

(3) 不要在山洞口、大石头下或悬崖下躲避雷雨, 因为这些地方会成为火花隙, 电流从中通过时产生电弧可以伤人。但深邃的山洞很安全, 应尽量往里面走。

(4) 远离铁栏及其它金属物体。并非直接的电击才足以致命, 闪电击中导电体后, 电能是在瞬间被释放出来的, 向两旁射出的声音, 就是雷声。若距离较近, 强大的声波可能震伤肺部, 严重时可把人震死。

(5) 雷雨时如果身在空旷的地方, 应该马上蹲在地上, 这样可减少遭雷击的危险。不要用手撑地, 这样会扩大身体与地面接触的范围, 增加遭雷击的危险。双手抱膝, 胸口紧贴膝盖, 尽量低头, 因为头部最易遭雷击。

(6) 空旷地带和山顶上的孤树和孤立草棚等应该回避, 因为它们易遭雷击。这时如在其中避雨是非常危险的, 尤其是站在向两旁伸展很远的低枝下面。但是, 事物是一分为二的, 如果野外有片密林, 一时又找不到其它避雷场所, 那么可以利用密林来避雷, 因为密林各处遭受雷击的机会差不多。这时只要不站在树林边缘, 最好选择林中空地, 双脚合拢, 与四周各种保持差多的距离就行了。

(7) 原则上说, 雷击期间应尽量回避未安装避雷设备的高大物体, 如高塔、大吊车、开阔地的干草和帐篷等, 也不要到山顶和山梁等制高点去。不要靠近避雷设备的任何部分。铁路、延伸很长的金属栏杆和其它庞大的金属物体等也应回避。

(8) 如果你在江、河、湖泊或游泳时, 遇上雷雨则要赶快上岸离开。因为水面易遭雷击, 况且在水中若受到雷击伤害, 还增加溺水的危险。另外, 尽可能不要呆在没有避雷设备的船只上, 特别是高桅杆的木帆船。

(9) 如果正在驾车, 应留在车内。车壳是金属的, 因屏蔽作用, 就算闪电击中汽车, 也不会伤人。但是雷电期间最好不要骑马、骑自行车、摩托车和开敞篷拖拉机。

(10) 如在家中, 应把电视的户外天线插头和电源插头拔掉。不要靠近窗口, 尽可能远离电灯、电线、电话线等引入线, 在没有装防雷装置的建筑内则要避开钢柱、自来水管和暖气管道, 以防雷电电流经它们窜入人体。在雷雨时, 不要使用太阳能热水器洗浴。

4 结语

随着人类社会的不断进步, 人类在与雷电灾害抗争中, 对避雷装置、防雷技术要求越来越高, 对雷电天气预报、预警要求也越来越迫切。随着科技的进步, 人类的发展, 智慧的气象工作者终有一天会战胜雷电, 帮助人们与雷电共存、和谐共处。

参考文献

机房雷电的危害及防护 第7篇

空中的雷云在运动中产生大量电荷能够与大地或带异种电荷的雷云发生强烈的放电现象, 大量异种电荷在放电通道中急剧中和, 雷电流可达数百千安, 雷电流从产生到消失时间极短, 一般几十到几百微秒, 雷电是随机性灾害天气, 对地面波击物有极大破坏性, 并会造成无法估量的经济损失。电子技术飞速发展, 集成化程度越来越高, 各类电子设备耐压能力的下降使雷电造成的破坏率在不断提高。有研究表明:当雷电活动产生的磁感应强度达到2.4高斯时, 一些电子产品将发生永久性损坏, 对于证券, 医疗, 国防, 航天, 航空, 广电等等国家部门尤为严重, 可见对雷电的防护, 尤其是雷电产生的电磁脉冲的防护是不容忽视的。

雷击有三种方式:直接雷击 (简称直击雷) ;传导雷;感应雷。直击雷:指雷电通过建筑物或其它物体直接放电, 所产生的电效应, 热效应和机械效应等混合力作用, 损毁物体。这种混合力的作用能使各种机房内的微电子设施彻底损毁。根据建筑物防雷设计规范GB50057-94估算, 直接雷击的能量不到50%会通过引下线等外部避雷设施泄放到大地, 另外50%的能量将通过其它方式分流。传导雷:电力或信息通讯线路直接接收到雷击, 并沿着传输线路在更大的范围内 (几千米甚至几十千米) 损毁微电子设施。感应雷 (又称二次雷击) :雷电对地放电过程中在周围产生巨大的磁场, 由于磁场是瞬间变化的, 所以在磁场中的任何导体两端都会产生大的电势差, 摧毁电子设施。

2 方案设计原则及思想

现在机房都是用计算机控制, 防雷工作具有非常重要的作用, 因此, 雷电防护系统应具备先进性、可靠性、易维护、易升级等方面的突出特性。雷电防护工程首先考虑工程的可靠性。由于广播电视中心设备和人员安全的重要性, 并结合我局的具体情况, 对本次防雷工程进行安全化的设计, 以确保系统的安全可靠。然后为了能够使新建立的系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要, 结合当今国内、国际上最先进和成熟的技术, 主要从以下几个方面考虑:采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构;采用的技术应当是可扩充的, 能满足今后日益扩充的需要。在保证系统的正常运行下, 整个防雷保护系统要坚持经济实用为主, 应尽可能选择可靠性高, 可维护性好, 性价比高, 以便节省投资, 以最低成本来完成系统设备雷电防护的建设。

直击雷防护用避雷网 (带) 、接地系统、避雷针和避雷线。把雷电直接引入大地, 所以接地要良好。我们电视台机房主要用避雷针, 我们只介绍避雷针:它由接闪器 (避雷针的金属针头) , 接地引下线和接地体 (接地极) 三部分组成。接闪器用直径大于20mm, 长度大于2m的钢棒, 接地引下线用大于15mm圆钢或直径不小于12×4 mm扁铝带, 避雷针的保护范围。

以避雷针顶点A向下作45度的斜线, 从距离针底1.5h处 (图中交于B点, 则折线CBABC为保护范围的折线圆周锥体。在被保护物高度hx的平面上, 保护半径rx为:

式中P-考虑当针太高时保护半径不成正比而应减小的系数。当h小于30m时, P=1;当h大于30m而小于120m时, 。接地体:接地工程有个很重要的参数:接地电阻, 它的大小取决于避雷针引下线和接地体各连接处是否接触完好, 以及地理环境, 人工接地体公垂直埋设和水平埋设, 获广泛采用的接地体是用长度2.5m, 直径大于50mm的钢管。机房内接地电阻应该小于4Ω, 特殊机房接地电阻要小于0.5Ω。

传导雷的防护主要防止雷电从供电系统、电话线、有线电视系统或其它线路直接引入到用电设施上。

感应雷的防护:雷电直接由避雷系统入地时, 导致大地电位升高, 用电设备与大地产生电位差形成反击而损坏;再者雷电在泄放过程中在引下线周围产生瞬间巨变的磁场, 处在该磁场周围的各种线路会感应产生过电压从而损坏线路两端的用电设备;还有由于直击雷或感应雷而加载在各种电源线或通信线路的雷电压及过电流进入到建筑物内损坏用电设备。在感应雷的防护时我们必须针对这三种途径入侵的雷电压及过电流采用过电压保护、分流、等电位连接和接地屏蔽等方法进行防护, 把电源线、各种信号线进入的端口或变电室的低压侧作为一级防护, 楼层配电箱应作为二级防护, 用电设备与各位线路间加上三级防护, 把每种可能雷电压直接与用电设备间都加上防雷设备, 这样各种用电设备就会免受雷电损坏了。

3 发射机房改造前现状及改造

我局机房大楼在建设时就已经考虑到直击雷的防护问题, 基本上符合国际标准, 供电系统符合标准要求, 但是我局机房先后数次感应雷的侵入;无线机房到有线机房联接的两设备信号入口被击坏, 发射机激励器输入端被击坏, 交换机被击坏, 每次都是发生在信号电路中, 造成了重大的经济损失, 根据机房分布的现状和特点确定防保护重点, 如下图:

有线电视机房自已独立建设一个接地, 经测量接地电阻不符合接地要求, 而无线机房接地系统卫星接收天线的接地系统是直接接在拉线塔的地网中, 这样各个机房没有共用一个接地系统, 就有了相位差, 而拉线塔是高层建筑, 有着优先接雷的条件, 一旦雷电电涌通过拉线塔向大地泄放, 很容易在各导线的两端产生感应电动势, 造成设备的损坏。

鉴于这种情况, 我们首先断开与拉线塔相联接的接地线, 在距离拉线塔30米处重新敷设一个接地网:在湿润的粘土地质条件下, 挖了一个4m长3m宽1m深的坑, 在坑里均匀打入20根直径32mm长2.5m的三级螺纹钢并用32mm三级螺纹钢把这20根三级螺纹钢焊接在一起再分两根引出地面, 然后用添有降阻剂的湿润粘土把坑填满压实, 新敷设接地体进行接地电阻测量应小于1Ω, 这样一个新的接地网就形成了。土质少的地质条件下还应采用增加地网面积, 接地体, 土壤添加降阻剂等措施使接地电阻达到要求值。

从接地网引出两根接地线与两根30mm镀锌扁钢分别焊接并联引到各机房外再由25×2mm扁铝条或横截面积大于35㎡的多股铜芯线接到各个用电设备处作为设备防雷接地。各个接触点要实行多点焊法, 确保接地网与机房内接地系统完全相联接, 铝与钢的接触点要由专业人式焊接, 扁钢作为设备防雷接地线则在扁钢顶端上预留φ8mm孔;若是多股铜芯线则在顶端装配接线端子 (铜鼻子) , 这种接地方式叫均衡接地网方式。

个别机房有自已的接地网并且该接地网接地电阻合格, 则应用30mm镀锌扁钢或25×2mm扁铝条与新接地网实行并联。若该接地网接地电阻不合格, 则需要采取措施整改, 使其合格后方能使用, 否则断开原接地网。

接地电阻要求:一般机器保护接地电阻小于5Ω;计算机接地电阻小于1Ω。

等电位的连接:

现代防雷的知关键技术在等电位的连接, 各设备间进行等电位连接后可以减少雷电流所引起的电位差, 在机房内部需要防雷的设备使用连接导线或浪涌保护器, 这样每个用电设施的金属外壳都联接起来, 并联接在新敷设的接地网上, 实现均压等电位。各个接触点要做好防锈防腐工作, 每个接地干线都应与接地网相连接。确保接触完好。等电位连接的作用有:雷击保护;静电保护;电滋干扰保护;触电保护;接地故障保护等。

如图所示, 电源及Internet是第一级防雷系统 (SPD) , 安装时尽量靠近建筑物电气装置的电源进线处, 连接线尽可能短而直, 减少感应电势差, 各个设备外壳要用导线直接相连接使其等电位, 第一级防雷系统通常用雷电电流放电器。第二级防雷系统安装比较精密的低电压设备如上图交换机与上面设备间的防雷器。各分支计算机到各终端设备 (发射机, 核心机房服务器) 前也要安装三级防雷器。

4 结论

经过对本单位防雷系统的改造, 很少发生被雷击现象, 但是防雷系统是一个很复系统工程, 各设备摆放的位置, 各连接导线的布设, 以及设备所处的屏蔽网络等等都有关联, 实验证明, 我们这次改造是令人满意的。

摘要：本文分析了雷电的产生, 终端设备遭受雷击的途径, 详细介绍了防雷接地体, 以及电视发射机的防雷特点, 结合本地实际情况进一步提出了发射机和网络中计算机的防雷新观点。

关键词：放电,防雷系统,接地体,等电位,电滋干扰

参考文献

[1]GY5062-1998.电视和调频广播发射台设计规范.

[2]机房防雷系统的建设和思考.现代电视技术, 2011 (2) :116.

[3]电子信息系统防雷技术规范化.GB50343-2004.

[4]工厂企业供电.中国轻工业出版社.

煤矿雷电防护问题的探讨 第8篇

煤矿安全生产问题会涉及到各个层面中, 其中做好雷电防护工作也是煤矿企业安全生产中的重要部分, 有稍不慎, 就会带来非常严重的后果。遭受雷电侵害会导致企业通讯设备中断、网络系统瘫痪等, 如果严重的话就会造成火灾、爆炸、人员伤亡等事故。煤矿中含有金属、矿物质等资源, 在雷电来临时很容易发生一些灾害。因此, 做好煤矿雷电防护工作可以有效的减少灾害的发生, 保障人员的健康安全, 促进煤矿企业快速发展。

1 煤矿雷电灾害统计分析

近年来, 我国各地区已经发生了多起雷电灾害是事故。通过专业技术人员对事故的分析, 得知不同地区在遭受雷电灾害时是有着一定规律的, 比如说山西、内蒙古煤矿较多, 湖南、福建雷电较多, 因此煤矿发生雷电灾害比较多。此外, 煤矿所在的位置、建筑形状、结构、设备等部分都与雷电灾害有着一定的关系。煤矿企业中微电子设备是雷电灾害重要灾区, 做好煤矿安全生产监控系统可以有效的减少雷电灾害的发生。但由于一些矿区位置、气候环境特殊, 导致微电子设备的承受能力较差, 一旦被雷电击中设备就会损坏。同时配电设备也是煤矿雷电灾害的重灾区, 由于一些地方的煤矿位置所处较高的海拔山区, 一些输电线路设计不完善, 又离城市中心较远, 从而导致煤矿配电设备遭受电击。因此做好煤矿雷电防护工作可以有效的促进煤矿企业快速发展。

2 微电子设备

微电子设备中的电子监控系统占据了雷电灾害的一大部分, 煤矿监控系统主要由以下几下功能组成, 传感器、执行器、信息传输设备、监控系统等部分组成。在使用过程中相关工作人员需要将其功能设备进行合理分布, 保证电位之间可以顺利连接, 只有这样才能做好煤矿雷电防护工作。同时微电子系统设备还应该置放在建筑物的中心位置, 保证该设备可以远离墙外的结构柱, 还要将机房的技术金属门窗与建筑的结构钢筋相连接, 从而将煤矿雷电防护工作顺利开展下去。在安装信息电缆时, 主要采用屏蔽电缆和非屏蔽电缆进行建筑钢筋管道敷设工作, 保证煤矿所属地的装置设备可以与建筑接地装置设备相连接, 总而到达最佳的雷电防护效果。除此之外, 还要将地面中信息电缆使用屏蔽电缆进行埋地敷设工作。当信息电缆采用钢筋混凝土进行施工时, 需要在信息电缆入井前进行钢筋埋地攻工作, 保证信息电缆的框架空线与其他电缆相连接, 从而做到设备保护工作。

3 供配电设备

由于变压器安装于煤矿位置内部, 而变压器的电涌保护又安装在电柜内部, 减少被雷电击中的可能性。雷电流只可以通过输电线路进入到煤矿企业的配电室中, 在这个过程中如果入到雷雨天气, 那么就会导致供配电设备发生雷电灾害, 从而导致设备无法正常使用。煤矿的配电设备通过采用100、35KV的供电系统, 在矿井中通常采用106KV的供配电设备, 需要采用对应的高压架空输电线路并做好变压器的雷电防护工作。此外, 架空输电线路最基本的雷电防护措施就是避雷针, 防止雷电击中事故发生。要在架空线与电缆转换处安装对应的避雷设备, 还要覆盖建筑的屋角、屋脊、屋檐部分, 减少雷电击中次数, 还要在矿井的两侧安装1~2支独立的避雷针, 并采用滚球的方法保证地网独立, 将避雷针不与其他设备相连接, 只有这样才能做好煤矿雷电防护工作。

4 生产设备雷击灾害分析

在煤矿设备生产过程中, 如果遭受雷电侵害, 对应根据事故的严重大小制定对应的解决对策, 地磅是整个煤矿设备的重要组成部分, 也是极易遭受雷击的设备, 因此在雷电防护过程中需要参考微电子设备防护对策进行防护, 从而保证煤矿设备的使用安全。另外, 还可以在矿井周边放置对应的防护设备, 将电缆线路的大部分电流流入到矿井的泄放地中, 从而阻止电流向矿井内流入。在井下电缆的金属外皮部, 需要将接地线缆与供电设备的金属外壳相连接, 使煤矿企业中的供电设备起到保护作用, 并形成全新的接地网。由地面直接引入, 还要引出矿井中各个管道设备, 并与矿井口附近的接地设备相连接。经由地面的引入井来完成配电线路的地下设备, 采用铠装电缆进行埋地敷设工作, 同时还要保证地面的变电设备要远离矿井周边, 只有这样才能将架空顺利的安装到铠装电缆中。在接触电网时, 需要将原有的变电设备与空架电缆设备相连接, 并在矿井周边与煤矿企业建筑上安装避雷针, 减少雷电事故发生。在接触网的防雷接地设备中安装对应的承力索与避雷设备, 并保证煤矿企业的相关建筑由钢筋混凝土组成, 只有这样才能真正的做到煤矿雷电防护工作, 从而保证煤矿企业快速发展。

5 总结

在开展煤矿雷电防护工作时, 需要根据当地情况制定对应的防护措施, 避免在防护过程中出现任何浪费现象, 并减少煤矿的安全隐患问题, 保证人员财产健康安全。本文对煤矿雷电防护问题进行了简单的分析, 并制定出了对应的防护对策, 文中还存在着一定的不足, 希望我国专业技术人员加强对煤矿雷电防护工作的研究, 从而促进煤矿企业快速发展。

参考文献

[1]葛红侠, 李广洲.煤矿变电站及其线路防雷措施分析[J].煤炭科技, 2014 (03) :78-80.

[2]郑晖, 尚育晶, 李既明, 邓杰文等.矿区35k V配电线路雷害事故分析与防雷措施[J].电气技术, 2015 (01) :55-57.

[3]邓杰文, 任文斌等.某矿区瓦斯电厂35k V进线遭受雷击事故分析与防雷措施研究[J].电瓷避雷器, 2014 (06) :81-90.

[4]易小飞, 康翔等.组合式过电压保护器在防雷方面存在的问题探讨[J].工矿自动化, 2014 (09) :87-90.

[5]申元, 李景禄, 彭利强等.贵州某35k V变电站雷害事故分析与防雷改造[J].电瓷避雷器, 2015 (02) :36-39.

雷电能量的侵入方式及防护 第9篇

1雷电能量的侵入方式

一般的, 雷电种类分为直击雷和球形雷等形式, 雷电的能量进入500KV变电站造成雷害有几种方式:

1.1雷电侵入波

在雷电击中输电线路中, 由于线路范围广, 雷电能量能够通过电磁感应等方式进入输电线路, 造成沿线瘫痪, 沿线能量进入变电站, , 雷电侵入波是造成500kv变电站雷害事故的主要原因。必须采取一定的措施去削弱侵入波的能量, 减低设备发生雷害事故的风险。

1.2感应雷和直击雷

感应雷多会对于500KV变电站的二次系统造成影响, 造成大面积的电子设备损坏, 需要加强进行二次设备的防护。直击雷直接击中变电站设备, 造成事故, 产生高幅电流, 对构筑物直接进行破坏。对于500KV变电站, 电气设备多, 精细程度高, 设备间距离远需要加强防范措施。

2防护雷害的措施

对于500KV变电站的雷电防范措施主要是避雷针和避雷器、使用架空地线等方法进行避免雷害事故。

2.1应用避雷针和避雷线防范直击雷

对于110KV以上的变电一般安装有架构避雷针, 保障在避雷针击穿时发生反击事故, 配备有比较高水平的绝缘能力的装置, 一般在土壤的电阻率小于1000欧米, 将避雷针直接配装在电力架构上, 能够最大限度的防止雷害。避雷线大多数应用峡谷地带变电站和500KV以上的大型高压变电站, 原理相同, 相对纵向保护范围大, 但保护宽度较小, 比较经济方便。对于避雷针和避雷线均需要考虑所需要保护的设备的安全距离, 需要进行合理裁定。在国际在一般采用滚球法来判断避雷针的保护范围, 在中等规模的110KV的变电站使用3-5根进行保护, 500KV变电站需要更完善的保护。消雷器能够缓慢雷击防电过程, 达到将被保护物产生的感应电流削弱的效果, 避雷针和避雷线可以与消雷器一同配合使用, 加强防雷效果, 共同对电子设备起到保护作用。

2.2避雷器的应用

在线路段的上安装避雷器防范侵入波是最常使用的方法, 大多为母线、设备处阀型避雷器等保护大小不一容量的配电装置, 金属氧化物避雷器是现今保护最好的一种避雷器, 以氧化锌为主。根据500KV变电站电压等级, 选择不同类型的避雷器, 能够达到最好性能的释放。在安装避雷器过程中要裁定防护距离, 将被保护设备良好保护, 500KV变电站的需要保护范围较广, 需要尽量缩短连线长度, 避免压降的产生。在500KV变电站建设时, 将进出金属管线直埋进站, 可以经绝缘管道隔离后引入。能够大范围的防止雷电侵入波的雷害效果。

2.3对二次设备的防护

对于500KV变电站, 一般采用分区分级的方式进行雷电防护, 对电源系统, 由于残压高, 仍然会对二次设备造成损害, 因此二级保护通常运用残压低的防雷装置, 保护精细重要的电子设备, 提高抗干扰能力;对于二次设备的信号线, 采用多重屏蔽的方式, 减少电磁感应产生的影响, 按照国家标准利用建筑物的钢筋等条件形成第一层屏蔽, 再者, 利用设备屏柜金属等外壳进行电磁屏蔽形成多层屏蔽, 保护设备。

摘要：500KV超高压变电站是作为整个电力系统的枢纽, 需要提高对常见雷害的抵抗能力, 在建设过程中需要针对性防范, 提出应对各种雷害的方式, 有效合理的保护电子设备的安全, 让变电站能够良好的运作。

关键词：500KV,变电站,雷害,防护措施

参考文献

[1]夏红光, 李红志.变电站雷电防护与雷击事故分析[J].智能建筑电气技术, 2007 (04) .

[2]胡劲松.贝杰龙算法在墨江500k V变电站雷击过电压计算中的应用[D].四川大学.2005.