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发电厂防雷与过电压保护

发电厂防雷与过电压保护
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第十二章发电厂防雷与过电压保护

第一节避雷针与避雷线

为了防止设备受到直接雷击,最常用的措施是装设避雷针或避雷线。它由金属制成,高于被保护物,具有良好的接地装置,其作用是将雷电引向自身并安全地将雷电流导入地中,从而保护其附近比它低的设备免受直接雷击。

避雷针包括接闪器(针头)、引下线和接地体三部分,一般用于保护发电厂和变电所,可装设在配电装置构架上也可独立闭市。避雷线是悬挂在空中的水平的接地导线,又称架空地线,主要用于保护架空输电线路,也可用于发电厂升压站作直击雷保护。

避雷针的保护范围近似一个从针头往下的圆锥形的罩,避雷线的保护范围近似沿着线路无数圆锥形罩的叠加延伸。避雷针可以多根联合布置,避雷线也可以两根并列布置。

第二节避雷器

避雷器的作用是限制过电压以保护电气设备。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压,一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护,在220KV及以下系统主要用于限制大气过电压,在超高压系统中还用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。一、保护间隙

保护间隙一般由两个相距一定距离的、敞露于大气的电极构成,将它与被保护设备并联,适当调整电极间的距离(间隙),使其击穿放电电压低于被保护设备绝缘的冲击放电电压,并留一定的安全裕度,设备就可得到可靠的保护。

当雷电波入侵时,间隙先击穿,形成电弧接地。过电压消失后,间隙中仍有正常工作电压作用下的工频电弧电流(称为工频续流)。对中性点接地系统而言,就是间隙处的接地短路电流。由于间隙的熄弧能力较差,间隙电弧往往不能自行熄灭,将引起断路器跳闸,这是保护间隙的主要缺点,也是其应用受限的原因。此外其放电特性也受气象和外界条件的影响。

二、阀型避雷器

阀型避雷器由装在密封瓷套中的间隙(又称火花间隙)和非线性电阻(又称阀片)串联构成。阀片的电阻与流过的电流有关,具有非线性特性,电流愈大电阻愈小。在雷电压通过时电阻值很小、残压不高(不会危及设备绝缘)。在工频电压作用下,电阻值变得很大,因而大大地限制了工频续流,以利于火花间隙灭弧。

在正常情况下,火花间隙将带电部分与阀片隔开。当雷电波的幅值超过避雷器的冲击放电电压时,火花间隙被击穿,冲击电流经阀片流入大地,阀片上出现电压降(残压)。只要使避雷器的冲击放电电压和残压低于被保护设备的冲击耐压值,设备就可得到保护,而且残压愈低设备愈安全。

避雷器保护性能的主要指标是保护比,它等于冲击电流下的残压与工频续流Ixl下灭弧电压(幅值)之比,即=Uc/Umh。保护比愈小,说明残压愈低或灭弧电压愈高,则避雷器的保护性能越好。Kb值都大于1,目前一般为1.7~2.5。显然避雷器的灭弧电压必须高于所在系统的最高工作电压,这样才能保证雷电波过后顺利熄灭工频续流电弧。

阀型避雷器分普通型和磁吹型两类。普通型避雷器的火花间隙由许多单个间隙串联而成。避雷器动作后,工频续流电弧被许多个间隙分割成许多段短弧,利于熄灭。磁吹型避雷器的火花间隙也是由许多单个间隙串联而成,但每个间隙又串联了一个线圈及其并联辅助间隙,利用磁场使每个间隙中的电弧产生运动(旋转或拉长)来加强去游离,以提高间隙的灭弧能力。

普通型避雷器的阀片是在低温下烧结而成,非线性系数较低,但通流容量小,不能承受

持续时间较长的内过电压冲击电流;磁吹型避雷器的阀片是在高温下烧结而成,非线性系数较高,但通流容量大,能用于限制内部过电压。

目前我国生产的普通型避雷器有FS型和FZ型两种型号。FS型避雷器,其通流容量小,主要用于保护小容量的3~10KV配电装置中的电气设备。FZ型避雷器,其特性较好、通流容量大,主要用于保护大中型变电所的变压器和电容器等设备。磁吹型避雷器主要有FCZ电站型和保护旋转电机用的FCD型。

三、氧化锌避雷器

氧化锌避雷器实际上也是一种阀型避雷器,,其阀片以氧化锌(ZnO)为主要原料,加入少量金属氧化物,在高温下烧结而成。ZnO避雷器采用了非线性优良的ZnO阀片,其具有以下优点:

(1)无间隙、无续流。在工作电压下,ZnO阀片呈现极大的电阻,续流近似为零,相当于绝缘体,因而工作电压长期作用也不会使阀片烧坏,所以一般不用串联间隙来隔离工作电压。

(2)通流容量大。由于续流能量极少,仅吸收冲击电流能量,故ZnO避雷器的通流容量较大,更有利于用来限制作用时间较长(与大气过电压相比)的内部过电压。

(3)可使电气设备所受过电压降低。在相同雷电流和相同残压下,普通SiC阀片避雷器只有在串联间隙击穿放电后才泄放电流,而ZnO避雷器在波头上升过程中就有电流通过,这就可降低作用在设备上的过电压。

(4)在绝缘配合方面可以做到陡波、雷电波和操作波的保护裕度接近一致。

(5)ZnO避雷器体积小、质量轻、结构简单、运行维护方便。

ZnO避雷器的主要特性常用起始动作电压及压比表示。起始运用电压又称转折电压,从这一点开始,电流将随电压升高而迅速增加,通常以1mA电流时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ZnO避雷器通过大电流是的残压与通过1mA直流电流时的电压之比,压比越小,意味着通过大电流时的残压越低,则ZnO避雷器的保护性能越好。目前此值约为1.6~2.0。

目前生产的ZnO避雷器,大部分为无间隙的,对于超高压避雷器或需大幅降低压比时,也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时的电压负担,以减轻阀片的老化,往往也采用并联或串联间隙的方法。ZnO避雷器是一种新型避雷器,它正在逐渐取代有串联间隙的普通型和磁吹型避雷器。

氧化锌避雷器型号的含义如下:

避雷器额定电压(KV)

使用场合或设计序号:

S-配电型 Z-电站型 D-电机

X-线路型 R-电容器型 L-直

型式:W-无间隙 B-并联间隙

C-串联间隙

(KA)

第三章 发电厂的接地装置

接地装置是由埋入土中的金属接地体(角钢、扁钢、钢管等)和连接用的接地线构成。 按接地的目的,电气设备的接地可分为:工作接地、防雷接地、保护接地、仪控接地。 (1) 工作接地:是为了保证电力系统正常运行所需要的接地。例如中性点直接接地系统中的变压器中性点接地,其作用是稳定电网对地电位,从而可使对地绝缘降低。

(2) 防雷接地:是针对防雷保护的需要而设置的接地。例如避雷针(线)、避雷器的接地,目的是使雷电流顺利导入大地,以利于降低雷过电压,故又称过电压保护接地。

(3) 保护接地:也称安全接地,是为了人身安全而设置的接地,即电气设备外壳(包括电缆皮)必须接地,以防外壳带电危及人身安全。

(4) 仪控接地:发电厂的热力控制系统、数据采集系统、计算机监控系统、晶体管或微机型继电保护系统和远动通信系统等,为了稳定电位、防止干扰而设置的接地。也称为电子系统接地。

一、接地电阻的基本概念

接地电阻是指电流经过接地体进入大地并向周围扩散时所遇到的电阻。大地具有一定的电阻率,如果有电流流过时,则大地各处就具有不同的电位。电流经接地体注入大地后,它以电流场的形式向四处扩散,离接地点愈远,半球形的散流面积愈大,地中的电流密度就愈

小,因此可认为在较远处(15~20m 以外),单位扩散距离的电阻及地中电流密度已接近零,该处电位已为零电位。图中曲线U=f(r)即表示地表面的电位分布情况(r 表示离雷电流注入点的距离)。

接地点处的电位Um 与接地电流I 的比值定义为该点的接地电阻R ,R=Um/I 。

当接地电流为定值时,接地电阻愈小,则电位Um 愈低,反之则愈高。接地电阻主要取决于接地装置的结构、尺寸、埋入地下的深度及当地的土壤电阻率。因金属接地体的电阻率远小于土壤电阻

率,故接地体本身的电阻在接地电阻中可以忽略不计。

第四节 我厂防雷与接地装置

一、防雷

500kV 屋外配电装置间隔及出线装设避雷线,A 列墙顶装设避雷针,烟囱及冷却塔顶装设避雷针,燃油泵房所在的区域及燃油管道装设独立避雷针,制氢站装设独立避雷针,输煤

系统的高建筑物装设避雷带,作防直击雷保护。

500kV屋外配电装置架空出线处装设金属氧化锌避雷器,每台主变压器附近500kV进线装设金属氧化锌避雷器,500kV配电装置母线暂考虑各装设1组金属氧化锌避雷器。发电机出口装设金属氧化锌避雷器。每台降压变、起动/备用变应装设金属氧化锌避雷器,220kV 母线装设金属氧化锌避雷器,作防雷电侵入波保护。

220kV配电装置设置构架避雷针作为电气设备和导线的防直击雷保护。

二、接地

燃油系统中的油罐及其管道、制氢站等处设有防静电及感应雷保护。

本厂采用以水平接地体为主的接地网,辅以垂直接地极。独立避雷针、避雷器等处装设集中接地装置。计算机接地系统将按计算机系统(DCS、网络微机)的要求来设置独立接地网并接入主接地网。我们采用计算机接地网与电气设备接地网合并方式。

500kV避雷器技术参数

13[1]. 防雷及过电压保护(习题)

13. 防雷及过电压保护 一、单选题 1.下面给出了几组四种雷区平均年雷暴日数,按照标准对雷电活动强弱的分类,其中标准的规定值是( )。 A.少雷区≤10,中雷区10~20,多雷区20~40,特强区≥40: B.少雷区≤12,中雷区12~30,多雷区30~60,特强区≥60; C.少雷区≤15,中雷区15~40,多雷区40~90,特强区≥90; D.少雷区≤20,中雷区20~60,多雷区60~120,特强区~>120。 2.在绝缘配合标准中,送电线路,变电所绝缘子串及空气间隙的绝缘配合公式均按标准气象条件给出。在下列各组气象条件数据中,标准气象条件(气压P、温度T、绝对湿度H)的一组数据是( )。 A.P=8.933kPa,T=10℃,H=8.5g/m3;B.P=8.933kPa,T=15℃,H=10g/m3; C.P=101.325kPa,T=20℃,H=llg/m3;D.P=101.325Da,T=25℃,H=12 g/m3。 注ImmHg=133.322Pa。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- DL/T620—1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 10 绝缘配合 10.1 绝缘配合原则 10.1.1 按系统中出现的各种电压和保护装置的特性来确定设备绝缘水平,即进行绝缘配合时,应全面考虑设备造价、维修费用以及故障损失三个方面,力求取得较高的经济效益。 不同系统,因结构不同以及在不同的发展阶段,可以有不同的绝缘水平。 10.1.2 工频运行电压和暂时过电压下的绝缘配合: a)工频运行电压下电气装置电瓷外绝缘的爬电距离应符合相应环境污秽分级条件下的爬电比距要求。 b)变电所电气设备应能承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压。 10.1.3 操作过电压下的绝缘配合: a)范围Ⅱ的架空线路确定其操作过电压要求的绝缘水平时,可用将过电压幅值和绝缘强度作为随机变量的统计法,并且仅考虑空载线路合闸、单相重合闸和成功的三相重合闸(如运行中使用时)过电压。 b)范围Ⅱ的变电所电气设备操作冲击绝缘水平以及变电所绝缘子串、空气间隙的操作冲击绝缘强度,以避雷器相应保护水平为基础,进行绝缘配合。配合时,对非自恢复绝缘采用惯用法;对自恢复绝缘则仅将绝缘强度作为随机变量。 c)范围Ⅰ的架空线路和变电所绝缘子串、空气间隙的操作过电压要求的绝缘水平,以计算用最大操作过电压为基础进行绝缘配合。将绝缘强度作为随机变量处理。 10.1.4 雷电过电压下的绝缘配合。 变电所中电气设备、绝缘子串和空气间隙的雷电冲击强度,以避雷器雷电保护水平为基础进行配合。配合时,对非自恢复绝缘采用惯用法,对自恢复绝缘仅将绝缘强度作为随机变量。 10.1.5 用于操作雷电过电压绝缘配合的波形: a)操作冲击电压波。至最大值时间250μs,波尾2500μs。

发电厂和变电所的防雷保护措施

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雷电是一种壮观的自然现象。但是目前人类尚未掌握它和利用它,处于防范它所造成危害的阶段。变电所(tansformer substation)担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。 1. 雷电的形成和特点 雷电是带有电荷的雷云之间或雷云对大地(或物体)之间产生急剧放电的一种自然现象。当雷电发生时,放电电流使空气燃烧出一道强烈的火花,并使空气迅速猛烈膨胀,发出巨大响声。雷电的特点是:时间短,电流强,频率高,感应或冲击电压大。雷电出现的地方,可能对电气设备、建筑物、构筑物造成破坏,对人畜造成伤害,甚至可能造成爆炸、火灾等事故。 2. 雷电的主要危害 2.1雷电放电时产生高温损坏设备 带电云对地面物体发生放电时,雷电流可达几十千安,甚至几百千安。这样大的电流,即使持续时间非常短,也能在通道上产生大量的热,温度最高可达几万度。显然,这样强烈的弧光若

与易燃易爆物质相接触,必然会引起燃烧、爆炸或造成火灾。如果厂房的屋顶是可燃的,雷击时就可能引起火灾。 3. 雷电的特性 3.1直击雷 大气中带有电荷的雷云对地电压可高达几 十万KV。当雷云同地面凸起物之间的电场强度达到该空间的击穿强度时所产生的放电现象,就是通常所说的雷击。此时,雷电直接对建筑物或其他物体放电,产生具有很大破坏性的热效应和机械效应,相伴的还有电磁效应和闪络放电。线路或设备直接受到雷击,对电气设备危害极大。架空线路遭雷击,不仅危害线路本身,而且雷电还会沿导线传播到发、变、配电所,从而危害发、变、配电所的正常运行,严重时还会引起火灾、房屋倒塌或损坏电气设备。 3.2感应雷 落雷处邻近物体因静电感应或电磁感应产 生高电位所引起的放电称为感应雷。当建筑物、

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发电厂的防雷措施 摘要:本文主要从避雷针的使用、绝缘监测和接地处理等三个方面探讨了发电厂的一些防雷措施。 关键词:发电厂;防雷措施;避雷针;接地;绝缘 电力系统俨然已经成为了当前我们生活工作中必不可少的一部分,一旦电力系统受损必将给我们的工作生活带来极大的不便和损失,而雷击便是造成发电厂事故的最大的原因,下面我就结合自身工作经验探讨下发电厂的防雷措施。 1避雷针的安装 避雷针的安装主要考虑的是如何防止反击的问题.出于对反击的考虑,避雷针的安装方式可分为构架避雷针和独立避雷针两种.对于110 kV及以上的配电装置,由于电气设备的绝缘水平较高,在土壤电阻率不高的地区不易发生反击,可采用构架避雷针,既可节约投资,也便于布置.但应注意装设避雷针的构架应就近埋设辅助集中接地装置,其与变电所接地网的连接点离主变压器与地网连接点之间的电气距离应不小于15 m,以使雷击避雷针时,在接地装置上出现的电位升高,经15 m 的距离后,其幅值已衰减到不至于对绝缘相对较弱的变压器造成反击.同理,变压器的门型构架上,绝对不容许装设避雷针.对于其它的配电装置,应当装设独立避雷针.其接地装置与变电所主地网分开埋设,并在空气中及地下保持足够的距离(如图1所示). 在实际工作中,若不忽视对避雷针及其接地装置的技术检测,保证其接地装置完好无损、接地电阻合格,一般不会发生雷电直击发电厂、变电所的事故。供电线路中的入侵雷电波来自于雷电直击或雷电的静电感应。采取的主要限制措施为:在发电厂、变电所内装设避雷器、进线保护段、电容器等。作用是把雷电过电压即入侵雷电波的幅值和陡度限制到对电气设备没有危害的程度,保护电气设备绝缘,避免雷害事故发生。由于在目前的科学技术水平下,无法对雷电进行控制,无法对其发展规律、强度进行预测。使得线路长、地处旷野的输电线路很容易遭受雷击。因此,不可能完全避免雷击和雷电波入侵。据资料表明,在我国220kV 和500kV 发电厂中,由入侵雷电波而引起事故率为0.5 次/100 百所·a 和0.4 次/100 百所·a;发电厂直配电机的雷击损坏率为 1.25 次/100 百所·a。预防雷击事故发生的管理措施因雷电活动的随机性,防雷保护所依据的数据多为统计性数据,有必要在实际中,根据运行经验和雷电活动的频繁情况、活动强度进行校正。防雷保护与雷雨季节时发电厂的运行方式密切相关。所以,对某一发电厂而言,在实际生产过程中,必须在技术和管理上制定和采取相应的防雷措施,防止雷电袭击时发生事故。 2绝缘处理

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即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外,还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。 1 变电站接地设计的必要性 接地是避雷技术最重要的环节,不管是直击雷,感应雷或其它形式的雷,都将通过接地装置导入大地。因此,没有合理而良好的接地装置,就不能有效地防雷。从避雷的角度讲,把接闪器与大地做良好的电气连接的装置称为接地装置。接地装置的作用是把雷电对接闪器闪击的电荷尽快地泄放到大地,使其与大地的异种电荷中和。 变电站的接地网上连接着全站的高低压电

变电所的防雷保护与接地装置的设计知识讲解

第9章 变电所的防雷保护与接地装置的设计 第10章 变电所的防雷保护与公共接地装置的设计 10.1 变电所的防雷保护 由设计任务书中气象资料得知,化纤工厂所在地区的年雷暴雨日数为20天。虽然发生雷暴的几率不属于高频地区,但是雷电过电压产生的雷电冲击波对供电系统的危害极大,因此必须对雷电过电压加以防护。 10.1.1 直击雷防护 根据GB50057-1994有关规定,在总降压变电所和车间变电所Ⅲ(其所供 负荷为核心负荷,且靠近办公区和生活区,考虑防雷保护)屋顶可装设避 雷带,避雷带采用直径8mm 的圆钢敷设,并经两根引下线(直径8mm)与变 电所公共接地装置相连,引下线应沿建筑物外墙敷设。 10.1.2 雷电波入侵的防护 1.35kV 架空线路上,在距总降压变电所1km 的范围内,可架设避雷线。 2.在35kV 电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。其引下线采用 25mm ×4mm 镀锌扁钢,下边与公共接地装置焊接相连,上面与避雷器接地端螺栓相连。 3.在35kV 总降压变电所主变压器的高压侧,装设JYN1-35-102型高压开 关柜,其中配有FZ-35型避雷器,靠近主变压器配置,其用来防护雷电 波入侵对主变压器造成的危害。 4.在10kV 车间变电所的高压配电室的母线上,装设GG-1A(F)-54型高压开 关柜,其中配有FS-10型避雷器,靠近主变压器配置,其用来防护雷电 波入侵对主变压器造成的危害。 10.2 变电所公共接地装置的设计 10.2.1.接地电阻的要求 根据GB50057-1994规定,对于1kV 以上的小接地电流系统,公共接地装置的接地电阻应满足以下条件: E E I R 250≤且Ω≤10E R 式中E I 的计算可根据下列经验公式计算: 350 )35(cab oh N E l l U I += 式中,N U 为电网的额定电压,单位kV ;oh l 为与N U 侧有电联系的架空线路长度,单位为km ;cab l 为与N U 侧有电联系的电缆线路长度,单位为km 。 1.总降压变电所公共接地装置的接地电阻计算: A km kV l l U I cab oh N E 9.1350 )019(35350)35(=+?=+=

过电压保护器防雷原理解析

过电压保护器防雷原理解析 防雷器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。防雷器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 防雷器元件从响应特性看,有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙(基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙)和气体放电管,属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压,避雷器就是利用它们不同的优缺点,扬长避短,组合成各种避雷器,保护电路。 二、SPD的基本元器件及其工作原理: 放电间隙(又称保护间隙): 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管: 它是由相互离开的一对伶阴板封装在充有-定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的,也有三极型的, 气体放电管的技术参数主要有:直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(- -般情况下Up=(2~ 3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流lp;绝缘电阻R(》109);极间电容(1- 5PF) 气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下:在

发电厂和变电所的防雷保护措施

雷电是一种壮观的自然现象。但是目前人类尚未掌握它和利用它,处于防范它所造成危害的阶段。变电所(tansformer substation)担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务。 1. 雷电的形成和特点 雷电是带有电荷的雷云之间或雷云对大地(或物体)之间产生急剧放电的一种自然现象。当雷电发生时,放电电流使空气燃烧出一道强烈的火花,并使空气迅速猛烈膨胀,发出巨大响声。 雷电的特点是:时间短,电流强,频率高,感应或冲击电压大。雷电出现的地方,可能对电气设备、建筑物、构筑物造成破坏,对人畜造成伤害,甚至可能造成爆炸、火灾等事故。2. 雷电的主要危害 2.1雷电放电时产生高温损坏设备 带电云对地面物体发生放电时,雷电流可达几十千安,甚至几百千安。这样大的电流,即使持续时间非常短,也能在通道上产生大量的热,温度最高可达几万度。显然,这样强烈的弧光若与易燃易爆物质相接触,必然会引起燃烧、爆炸或造成火灾。如果厂房的屋顶是可燃的,雷击时就可能引起火灾。 3. 雷电的特性 3.1直击雷 大气中带有电荷的雷云对地电压可高达几十万KV。当雷云同地面凸起物之间的电场强度达到该空间的击穿强度时所产生的放电现象,就是通常所说的雷击。此时,雷电直接对建筑物或其他物体放电,产生具有很大破坏性的热效应和机械效应,相伴的还有电磁效应和闪络放电。线路或设备直接受到雷击,对电气设备危害极大。架空线路遭雷击,不仅危害线路

本身,而且雷电还会沿导线传播到发、变、配电所,从而危害发、变、配电所的正常运行,严重时还会引起火灾、房屋倒塌或损坏电气设备。 3.2感应雷 落雷处邻近物体因静电感应或电磁感应产生高电位所引起的放电称为感应雷。当建筑物、构筑物或架空线路上空有雷云时,在建筑物、构筑物或架空线路上便会感应出与雷云所带电荷性质相反的电荷。雷云向其他地方放电之后,云与大地之间的电场消失了,但聚集在建筑物、构筑物顶部上或线路上的电荷并不能立刻散去,而是向地面流散或向线路两端流动,此时建筑物、构筑物的顶部上或线路对地面便有很高的电位,形成感应过电压。它往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电,引起火灾、爆炸,危及人身安全或对供电系统造成危害。 4.变电所的防雷保护措施 4.1防雷保护的必要性 变电所是电力系统的枢纽,担负着电网供电的重要任务。由于变电所和架空线直接相连接,而线路的绝缘水平又比变电所内的电气设备高,因此沿着线路侵入到变电所的雷电波的幅值很高。如果没有相应的保护措施,就有可能使变电所内的主变压器或其它电气设备的绝缘损坏。而变电所一旦发生雷击事故,将使设备损坏,造成大面积停电,给工农业生产和人们的日常生活带来重大损失和严重影响。 所以,对于变电所而言,必须采取有效的措施,防止雷电的危害。 4.2 防雷保护措施

线路防雷过电压保护器

线路防雷过电压保护器 一、过电压保护器概述 过电压保护器中最常用的电压等级线路,由于10KV线路的绝缘水平普遍较低,难以承受直击雷或感应雷的作用,不仅在雷直击导线和塔顶时会闪络起跳闸,而且在雷电击中周边的树木或建筑时,因感应电压过高也会导致闪络,绝缘层被击穿,接续的工频电弧在此处燃烧,在极短的时间内导线就会被烧断。目前我国各大、中城市10KV配电线路采用绝缘导线做为架空配电线路的愈來愈多,有效地解决了裸导线难以解决的走廊和安全问题,与地下电缆相比具有投资省,建设快的优点,但也带来了一些新的技术问题,其中之一就是绝缘导线运行中的雷击断线,雷击断线已成为电力系统面临的一个安全难题。 过电压保护器适用于配电6KV、10KV绝缘导线,采用了专利设计的穿刺型结构可穿透安装在线槽内的导线绝缘层形成电气连接;独特的引弧叉通过螺栓与绝缘子上端金具紧密相连,另一端为放电端,与安装在绝缘子下端金具上的接地电极形成一个放电间隙;并有绝缘罩包裹除引弧叉放电端外的绝缘子上端所有裸露金具部分。过电压保护器XHQ5-12.7/36在正常状态下,防雷绝缘子的放电间隙不动作;只有超过规定雷电过电压出现时,引弧叉与接地电极的间隙才能被击穿,形成短路通道。接续的工频电弧便在线夹的引弧叉上燃烧,释放过电压能量,以保护导线免于烧伤。 二、产品简介 绝缘线路防雷装置过电压保护器本产品悬挂在输配电线路上,在绝缘子的右端就是低电位,这时在绝缘子的左右两端高低压电极之间形成一个空气间隙,主要用来提供雷击闪络通道和电弧放电通道,其动作电压比绝缘子本体低,而且必然先与绝缘子本体闪络之前动作,使雷电引流,保护绝缘子和导线。 过电压保护器当架空绝缘输配电网受到直接雷击或者感应雷电时,绝缘子左右两端引弧棒提供的空气间隙能够在绝缘子闪络之前先动作放电,提供了雷电的闪络通道,在雷电闪络通道上建立起来的工频电弧或者单相短路电流的弧根,只能固定在引弧棒提供的高低压电极上,而不会流串到绝缘子本体或导线上,从而避免了绝缘子伞群的烧伤,甚至烧断绝缘导线的现象发生。 本产品满足国际标准规定的线路绝缘子的各项技术标准,并且将绝缘子各种性能指标加以提高,尽量堵塞放电,在堵塞不住的情况下再以疏导方式加以防雷。绝缘子和防弧金具二合为一,能够悬挂拉紧输电配电线路上,它相对于电杆可以水平拉紧安装,也可以垂直拉紧悬挂在线路支架上,具有很大的经济性和实用性。本产品的引弧棒能够提供多次工频电弧的烧蚀,性能可靠,可以有效地防止绝缘子因雷击损坏和绝缘导线雷击断线事故的发生。过电压保护器XHQ5-12.7/36其中,绝缘子芯棒两端的端头金具形状可以根据输配电线路连接的需要,不断改变其形状,以方便绝缘子在线路上的连接。 三、线路防雷过电压保护器用途 线路防雷过电压保护器绝缘线路防雷装置过电压保护器适用于架空线路中,将架空绝缘导线或裸导线连接在耐张杆或转角杆的金具上,从而将架空导线拉紧和绝缘,并起到防雷作用。

变电站防雷接地保护设计Word

毕业论文 题目名称:35KV变电站防雷接地保护设计系部名称: 班级: 学号: 学生姓名:毛毛 指导教师: 年月

35KV变电站防雷接地保护设计 摘要 雷电事故是对变电站、发电厂安全的主要威胁,如何有效、合理对变电站、发电厂采取防雷接地保护措施有着十分重要的意义。本文就通过对35KV变电站为研究对象,以国家《防雷接地标准》为依据且结合变电站具体情况,对变电站的防雷接地进行保护设计,具有一定代表性。首先根据变电站的电气主接线图等实际情况,在了解雷电参数、雷电机理以及学习各种防雷装置的基础上,采用设计避雷针并计算验证其保护范围实现对变电站直击雷的防护;对变电站雷电侵入波的防护实现,则通过选择安装避雷器型号和设计变电站进线段的保护接线。最后在了解接地基本知识后,计算其接地电阻、最大土壤电阻率、垂直接地体根数等,实现对此35KV变电站的接地保护设计。 关键词:35kV变电站;直击雷防护;雷电侵入波防护;接地保护

目录 摘要............................................................... ....................................................... 目录............................................................... ....................................................... 第1章前言........................................................................... . (5) 1.1课题的提出和意 义......................................................................... (5) 1.2国内外研究现 状......................................................................... (6) 1.3本课题的主要工 作......................................................................... (6) 1.3.1研究目 标......................................................................... (6) 1.3.2主要研究内 容......................................................................... (7) 1.4变电站防雷接地国家相关标 准 (7) 1.5本论文涉及的35KV变电 站....................................................................... (8) 1.5.1变电站的概 况......................................................................... (8) 1.5.2变电站相关参 数......................................................................... (9) 1.5.3变电站电气主接线 图.........................................................................

变电所的防雷保护与接地装置的设计知识讲解

精品文档 第9章变电所的防雷保护与接地装置的设计 第10章变电所的防雷保护与公共接地装置的设计 10.1变电所的防雷保护 由设计任务书中气象资料得知,化纤工厂所在地区的年雷暴雨日数为20天。虽然发生雷暴的几率不属于高频地区,但是雷电过电压产生的雷电冲击波对供电系统的危害极大,因此必须对雷电过电压加以防护。 10.1.1 直击雷防护 根据GB50057-1994有关规定,在总降压变电所和车间变电所川(其所供负荷为核心负荷,且靠近办公区和生活区,考虑防雷保护)屋顶可装设避雷带,避雷带采用直径8mm勺圆钢敷设,并经两根引下线(直径8mm与变电所公共接地装置相连,引下线应沿建筑物外墙敷设。 10.1.2雷电波入侵的防护 1.35kV 架空线路上,在距总降压变电所1km的范围内,可架设避雷线。 2. 在35kV电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。其引下线采用 25mm< 4mm镀锌扁钢,下边与公共接地装置焊接相连,上面与避雷器接地 端螺栓相连。 3. 在35kV总降压变电所主变压器的高压侧,装设JYN1-35-102型高压开关 柜,其中配有FZ-35型避雷器,靠近主变压器配置,其用来防护雷电波入侵 对主变压器造成的危害。 4. 在10kV车间变电所的高压配电室的母线上,装设GG-1A(F)-54型高压开关 柜,其中配有FS-10型避雷器,靠近主变压器配置,其用来防护雷电波入侵 对主变压器造成的危害。 10.2变电所公共接地装置的设计 10.2.1. 接地电阻的要求 根据GB50057-1994规定,对于1kV以上的小接地电流系统,公共接地装置 的接地电阻应满足以下条件: R E250且R E 10 I E 式中I E的计算可根据下列经验公式计算: U N(l oh 35〔cab ) I E 350 式中,U N为电网的额定电压,单位kV; l oh为与U N侧有电联系的架空线路 长度,单位为km;l cab为与U N侧有电联系的电缆线路长度,单位为km。 1. 总降压变电所公共接地装置的接地电阻计算:

通信设备防雷及过电压保护

通信设备防雷及过电压保护 【摘要】大规模集成电路在通信设备中的广泛应用,使得各种先进通信设备对过电压的要求越来越高。因此应采取必要的保护措施来避免因过电压而产生的过电流对线路、设备及人员造成的危害,使产生的危害降低到最低点。 【关键词】通信;设备;防雷;措施 随着科技的迅猛发展,大规模集成电路和智能化在通信设备中的广泛应用,使得通信设备对过电压的要求越来越高。由于雷电在信号线、电源线等上感应的瞬间过电压造成的危害时常发生,因此必须采取适当的保护来避免因过电压所产生的过电流对线路、设备及人员造成危害。 雷电是一种自然现象,它曾给人类社会带来了不少危害,国际电工委员会已将雷电灾害称为“电子时代的一大公害”,雷击、感应雷击、电源尖波等瞬间过电压已成为破坏电子设备的罪魁祸首。由雷电感应和雷电波侵入造成的雷电电磁脉冲(LEMP)是通信设备损坏的主要原因。按照电信专用房屋设计规范,通信大楼一般都安装有避雷针、避雷网或避雷带,并且均采取了联合接地的方式。发生雷电时,雷电感应通过通信和电力线路侵入,若天线和通信线缆与大地之间直流通路不畅,天线和线缆与大地之间产生高电位而引起过电压,致使通信设施损坏,甚至危及操作人员的人身安全。 随着信建设速度的加快,新的防护体系已从单一防护体系转为多级防护,多级防护包括防直击雷、防感应雷电、防地电位反击引起的瞬间过电压影响等多方面的防护,因此应采取的防范原则是“整体防御、综合治理、多重保护”,力争将其产生的危害降低到最低点,其主要的措施有以下几种方法: 1.外部防护 外部防护主要采用避雷针(避雷网、避雷线和避雷带)和接地装置(接地线、地极)来加以防护。其保护原理是:当雷云放电接近地面时,它使地面的电场发生畸变,在避雷针(避雷线)顶部形成局部电场强度畸变,以影响雷电先导入电的发展方向,引导雷电向避雷针(避雷线)放电,再通过接地引下线、接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物免受雷击。 1.1安装避雷针或接地装置的要求 (1)避雷针应当装在高于天线尖端数米,并有一定的间隔,以防止由于避雷针的存在而损坏天线的辐射图形影响通信效果。一般的做法是避雷针成为天线塔体的主杆,通信天钱却装在避雷针外线大约1.5个波长以外。 (2)避雷地线的直流通路的电阻要求足够低,一般为10-50Ω,以满足有尽量小的电感量。

发电厂防雷保护

发电厂防雷保护 电力领域是防雷、接地产品及工程的重点应用领域,主要涉及发电、输变电、电力通讯三大应用部分。围绕这个领域,国家出台了大量的行业标准、法规加以要求和约束。 电厂作为发电环节,对提高电能质量起着至关重要的作用。发电厂内应用传统的防雷保护技术,采用包括避雷针、避雷器和接地装置等组成的防护系统,为电力设备的安全提供比较完善的保护。但随着以微电子为基础、以计算机为核心的现代通信、控制、测量技术的推广应用,厂内发、输、变生产环节应用了大量的微电子设备——包括计算机数据通信、终端设备、程控电话等,以及实时监控系统的温度、流量、压力传感器、二次仪器仪表均采用微机处理各种信号,这些通信、技术设备的硬件部分大多采用TTL 或COMS 集成电路,其工作电压均较低,对于温度、流量、压力等传感器更是mV 级的弱信号;由于系统传输距离较远,传输线较长,因此遭受感应雷击的机率也就大大增加,加之硬件设备的工作电压较低,抗雷击的能力减弱,为了保证各种电子设备的安全运行,加装浪涌保护器十分必要。浪涌保护器也可以防护因功率设备投切、开关动作等引起的操作过电压危害。 一、雷电的基本知识 1.雷电的特点 雷电主要是尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候,经过一些复杂过程使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,场面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成对地放电。雷电的主要特点是冲击电流大、时间短、雷电流变化梯度大、冲击电压高,其破坏性主要是由于层间或云与大地之间以及云与空气间的电位差达到一定程度(25kV/cm~30kV/cm)时所发生的猛烈放电现象所引起的。 2.雷电侵入发电厂通信机房的主要途径 2.1雷电直击微波塔上的避雷针(或消雷器等其他受雷击装置),雷电流经铁塔、地网进入大地,地电位升高,对设备反击致使设备损坏; 2.2雷电经大馈线引入机房,经机房入地,同轴电缆线上主生感应电压而侵入微波机; 2.3通信机房外接的音频电缆遭雷击,通过音频电缆过电压侵入机房PCM等设备; 2.4室外交流电源线遭雷击,过电压侵入电源室,通过电源室进一步侵入通

防雷设施及过电压保护

单选题 3.1.6-1001 、对于连接组别为 Yyn0 的配电变压器,中性线电流不应超过低压侧额定电流的( A )。 A、 25% B 、10% C 、7.5% D 、5% 出处: DLT 499-2001 农村低压电力技术规程 3.2.8 条 3.1.6-1002 、独立避雷针与配置装置的空间距离不应小于( A )。 A、5m B 、 10m C 、12m D 、15m 出处: GB50169-2006 《接地装置施工及验收规范》 3.1.6-1003 、中性点不接地系统比直接接地系统供电可靠性( A ) A、高 B、差 C、相同 D、无法比出处:国网公司通用培训教材《电气设备及运行维护》第二章中性点 *3.1.6-1004 、高压输电线路故障,绝大部分是( A )。 A、单相接地 B、两相接地短路 C、三相短路 D、两相短路出处:国网公司通用培训教材《电力安全生产及防护》第三章安全防护技术及应用 *3.1.6-1005 、变电所对直击雷的保护是采用( C )。 A、避雷针 B、避雷线 C、避雷针或避雷线 D、避雷器 出处:国网公司通用培训教材《电力安全生产及防护》第三章安全防护技术及应用 3.1.6-1006 、大电流接地系统是指中性点直接接地的系统,其接地电阻值应不大于( B )。 A 0.4 Q B、0.5 Q C、1 Q D、4Q 出处:GB50169-2006 《接地装置施工及验收规范》 3.1.6-1007 、独立避雷针的接地电阻一般不大于( D ) A 4Q B、6Q C 、8Q D、10Q

出处: GB50169-2006 《接地装置施工及验收规范》 3.1.6-1008 、两接地体间的平行距离应不小于( B )m。 A、 4 B 、 5 C 、 8 D 、 10 出处:GB50169-2006 《接地装置施工及验收规范》 3.1.6-1009 、单相接地引起的过电压只发生在( C )。 A、中性点直接接地电网中 B、中性点绝缘的电网中 C中性点不接地或间接接地电网中 D中性点不直接接地的电网中:即经消弧线圈接地的电网中 出处:国网公司通用培训教材《电气设备及运行维护》第二章中性点 *3.1.6-1010、10KV电压互感器二次绕组三角处并接一个电阻的作用 是( C )。 A、限制谐振过电压 B、防止断保险、烧电压互感器 C限制谐振过电压,防止断保险、烧坏电压互感器 D平横电压互感器二次负载 出处:国网公司通用培训教材《电力安全生产及防护》第三章安全防护技术及应用 *3.1.6-1011 、避雷线的主要作用是( B ) A、防止感应雷击电力设备 B、防止直接雷击电力设备 C防止感应雷击电力设备 D防止感应雷击电力设备和防止直接雷击电力设备 出处:国网公司通用培训教材《电力安全生产及防护》第三章安全防护技术及应用

发电厂防雷保护论文:发电厂防雷保护

发电厂防雷保护论文:发电厂防雷保护 电力领域是防雷、接地产品及工程的重点应用领域,主要涉及发电、输变电、电力通讯三大应用部分。围绕这个领域,国家出台了大量的行业标准、法规加以要求和约束。 电厂作为发电环节,对提高电能质量起着至关重要的作用。发电厂内应用传统的防雷保护技术,采用包括避雷针、避雷器和接地装置等组成的防护系统,为电力设备的安全提供比较完善的保护。但随着以微电子为基础、以计算机为核心的现代通信、控制、测量技术的推广应用,厂内发、输、变生产环节应用了大量的微电子设备——包括计算机数据 通信、终端设备、程控电话等,以及实时监控系统的温度、流量、压力传感器、二次仪器仪表均采用微机处理各种信号,这些通信、技术设备的硬件部分大多采用ttl 或coms 集成电路,其工作电压均较低,对于温度、流量、压力等传感器更是mv 级的弱信号;由于系统传输距离较远,传输线较长,因此遭受感应雷击的机率也就大大增加,加之硬件设备的工作电压较低,抗雷击的能力减弱,为了保证各种电子设备的安全运行,加装浪涌保护器十分必要。浪涌保护器也可以防护因功率设备投切、开关动作等引起的操作过电压危害。 一、雷电的基本知识 1.雷电的特点 雷电主要是尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时

候,经过一些复杂过程使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,场面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成对地放电。雷电的主要特点是冲击电流大、时间短、雷电流变化梯度大、冲击电压高,其破坏性主要是由于层间或云与大地之间以及云与空气间的电位差达到一定程度 (25kv/cm~30kv/cm)时所发生的猛烈放电现象所引起的。 2.雷电侵入发电厂通信机房的主要途径 2.1雷电直击微波塔上的避雷针(或消雷器等其他受雷击装置),雷电流经铁塔、地网进入大地,地电位升高,对设备反击致使设备损坏; 2.2雷电经大馈线引入机房,经机房入地,同轴电缆线上主生感应电压而侵入微波机; 2.3通信机房外接的音频电缆遭雷击,通过音频电缆过电压侵入机房pcm等设备; 2.4室外交流电源线遭雷击,过电压侵入电源室,通过电源室进一步侵入通信设备; 2.5避雷针、音频电缆、交流电源线遭雷击后,要经过防雷装置向大地泄放雷电流,从而会在周围形成强大磁场,这一磁场会感应过电压而侵入通信设备。 雷电活动是随机的,它因地理、气象、土质、地面环境

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