变电所防雷保护设计方案
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变电站防雷保护措施
变电站可是电力系统中超级重要的一部分呀!就像一个强大的心脏,为我们的生活源源不断地输送着电能。
但雷电这个家伙可不好惹,它就像一个调皮的捣蛋鬼,随时可能给变电站带来大麻烦呢!所以呀,变电站防雷保护措施那是必不可少的。
你想想看,雷电要是击中了变电站,那后果简直不堪设想!会造成设备损坏,影响供电的稳定性,这可怎么行呢?所以我们得像保护宝贝一样保护变电站呀!
我们可以在变电站周围安装避雷针,这就好比给变电站撑起了一把巨大的保护伞。
避雷针高高耸立,能够吸引雷电,然后将它安全地导入大地,让雷电的破坏力无处施展。
这多厉害呀!
还有避雷器,它就像一个忠诚的卫士,时刻守护着变电站的设备。
当雷电来袭时,避雷器能够迅速动作,将过高的电压限制在安全范围内,保护设备不受到损害。
接地装置也是至关重要的哦!它就像是一条通往安全的通道,能够将雷电产生的电流顺利地导入大地,避免对变电站造成危害。
我们可不能小看这些防雷保护措施呀,它们就像是一套坚固的铠甲,为变电站抵御着雷电的攻击。
如果没有它们,变电站岂不是会变得很脆弱?那我们的生活还能正常运转吗?
我们要精心设计和安装这些防雷保护措施,确保它们能够发挥出最大的作用。
要定期对它们进行检查和维护,就像我们要定期保养自己的爱车一样。
不能让它们出现任何问题呀!
总之,变电站防雷保护措施是非常非常重要的,我们一定要高度重视,不能有丝毫的马虎和懈怠。
让我们一起努力,为变电站打造一个安全可靠的防雷保护网,让我们的生活永远充满光明和温暖!。
变电所防雷保护措施及避雷器的选择变电所防雷保护措施及避雷器的选择,抑制大气过电压的防雷措施,分析了雷电的危害,防止感应雷的措施,防止直击雷的措施,以及避雷器与避雷针的选择要求等。
变电所防雷保护措施一、变电所防雷保护电力及供电系统中,各种电气设备都有肯定的绝缘强度。
假如超过了设备所能承受的程度,绝缘就会击穿。
引起电气设备绝缘击穿的电压叫过电压。
引起过电压的原因有两种:①是操作过电压,也叫内部过电压;②是大气过电压,也叫外部过电压。
操作过电压产生的原因有很多种,如弧光接地,切断电感或电容都会产生过电压。
大气过电压的产生是由雷电现象引起。
【变电所防雷保护措施及避雷器的选择】因此,要抑制大气过电压,防雷措施就显得非常紧要。
1雷电的危害雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压,在它放电的过程中产生极大的破坏力,雷电的危害重要是以下几个方面:1.1雷电的热效应雷电产生强大的热能使金属熔化,烧断输电导线,摧毁用电设备,甚至引起火灾和爆炸。
【变电所防雷保护措施及避雷器的选择】1.2雷电的机械效应雷电强大的电动力可以击毁杆塔,破坏建筑物,人畜已不能幸免。
1.3雷电的闪络放电雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏,断路器跳闸,导致供电线路停电。
2、雷电过电压雷电过电压又称为大气过电压它是由于内的设备或构筑受到直接雷击或雷电感应而产生的过电压。
由于引起这种过电压的能量来源于外界,固有成为外部过电压。
雷电过电压产生的雷电冲击波,其电压幅值。
可高达108V,其电流幅值可高达几十万安,因此对电力系统危害极大,必需实行有效措施加以防护。
二、雷电过电压的基本形式2.1雷击过电压(直击雷)雷电直接击中电气设备,线路或建筑物,强大的雷电流作用,通过该物体泄入大地,在该物体上产生较高的电位差,成为直击雷过电压。
雷电流通过被击物体时,将产生破坏作用的热效应和机械效应,相伴的还有电磁效应和对相近物体的闪络放电。
2.2感应过电压(感应雷)当雷云在架空线路上方时,由于雷云先导作用,使架空线路上感应出与先导通道符号相反的电荷。
35kv变电站防雷接地保护方案一、背景与目标随着电力系统的不断发展,35kv变电站的数量逐渐增多,其运行安全问题也日益突出。
雷电是导致变电站故障的重要因素之一,因此,制定一套有效的防雷接地保护方案至关重要。
本方案旨在提高35kv变电站的防雷接地能力,确保其在雷雨天气下的正常运行。
二、方案设计1.避雷针安装在变电站的进出线架构、变压器和开关设备等重要设施上安装避雷针,以防止直击雷对设备造成的损害。
避雷针应选择具有优良导电性能的材料,并按照规范进行安装,以确保其保护效果。
2.接地网设计设计一个覆盖全站的接地网,确保所有设备均能通过低阻抗路径连接到地网。
接地网的设计应考虑以下几点:(1) 确定合理的接地电阻值,以确保地网与大地之间的导电性能良好;(2) 选择合适的接地体材料,如镀锌钢等;(3) 按照规范的施工方法进行接地体的埋设和连接。
3.浪涌保护器设置在变电站的电源、信号等关键部位设置浪涌保护器,以吸收雷电过电压和操作过电压等瞬时能量,保护设备免受雷电冲击。
浪涌保护器的选择应符合设备的额定电压、持续运行电压等参数。
4.合理布线对进出变电站的线路进行合理布线,避免线路交叉跨越或近距离平行排列,减少雷电感应过电压对设备的影响。
同时,对重要设备进行屏蔽措施,如采用屏蔽电缆等。
5.维护与监测定期对防雷接地系统进行检查和维护,确保其正常运行。
同时,安装接地电阻在线监测系统,实时监测地网的电阻值变化,及时发现并处理问题。
三、实施步骤1.调研与设计阶段:对变电站的地形地貌、建筑结构、设备布局等进行详细调研,确定避雷针安装位置、接地网设计方案等。
2.材料采购与施工准备阶段:根据设计方案采购必要的材料和设备,包括避雷针、接地体、浪涌保护器等。
同时,做好现场施工准备工作,如清理场地、准备施工工具等。
3.避雷针安装与接地网施工阶段:按照设计方案和施工规范进行避雷针的安装和接地网的施工。
注意确保避雷针与设备之间的安全距离,以及接地体的埋设深度和连接质量。
变电站的防雷接地技术范本防雷接地技术在变电站的设计和运行中起着至关重要的作用。
良好的防雷接地系统可以有效地保护变电站设备和人员,降低雷击产生的破坏和损失。
下面将介绍几种常见的防雷接地技术范本,供参考。
1. 接地网的设计接地网是变电站防雷接地的主要组成部分,其设计应遵循以下原则:(1)地网形状应尽量接近正方形或长方形,以确保电流均匀分布。
(2)接地网的埋深应足够深,一般不少于1米。
(3)地网的网格尺寸应合理选择,一般取4~6米之间。
(4)地网的水平接地电阻应符合规范要求。
(5)地网内应设置足够多的接地电极,以提高接地效果。
(6)在地网周边设置导体带,以增加接地网的有效接地面积。
2. 接地电阻的降低为了降低接地系统的电阻,可以采取以下措施:(1)增加接地电极的数量和面积,可以通过并联多个接地电极来降低接地电阻。
(2)合理选择接地电极材料,如铜良好的导电性能可以降低接地电阻。
(3)采用混凝土埋地电极或化学接地电极等,可以提供更大的接地面积,从而降低接地电阻。
(4)在接地系统中添加辅助接地电极,如接闪电杆、接电杆等,可以有效地降低接地电阻。
3. 防雷设备的选择和安装防雷设备是变电站防雷接地系统的重要组成部分,正确选择和安装防雷设备可以有效地保护变电站设备和人员。
以下是几种常见的防雷设备和安装要点:(1)避雷针:应选择高效的避雷针,并安装在变电站的高处,如变压器、断路器、电缆等设备的周围。
(2)避雷器:应根据变电站设备的电压等级选择合适的避雷器,并正确安装在电力系统的进出口位置。
(3)避雷阻抗器:应选择合适的避雷阻抗器,并正确接入电力系统,以限制过电压的传播。
(4)接闪装置:应根据变电站设备的特点和雷击频率选择合适的接闪装置,并正确安装在设备上,以保护设备免受雷击的损害。
(5)接地引线:应选择导电性能良好的材料,并正确安装在设备上,以确保设备能够有效地接地。
4. 定期检测和维护为了保证接地系统的正常运行和安全性,需要定期进行接地系统的检测和维护。
35KV变电站二次系统防雷工程设计方案防雷设计主要依据:GB 50057-94 《建筑物防雷设计规范》(2010版)GB 50343—2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50054-95 《低压配电设计规范》GB 50174-93 《电子计算机机房设计规范》GB 50169-92 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》IEC 61024 《建筑物防雷》IEC 61312 《雷电电磁脉冲的防护》GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》D 562 《建筑物、构筑物防雷设施安装》YD 5078 《通讯工程电源系统防雷技术规范》YD/T5098 《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD/T1235.1-2002《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求》变电站保证主控楼内弱电子设备的安全非常重要,因此,必须对主控室主控楼内二次设备进行全面完善的保护。
以下防雷措施是综合我公司多年防雷工程经验,完全参照相关标准规范的基础上,对供电局35KV变电站主控楼变电站二次设备存在雷电隐患的配电线路、信号线路进行过电压、电磁脉冲拦截、分流,继而对后端设备起到保护作用。
一般多级保护的作用是在第一级选择开关型或限压型避雷器,以泻放大的雷电流;第二级使用限压型避雷器保护敏感设备;当第二级避雷器钳制电压仍不够低时,用第三级避雷器进一步降低设备两端电位,使被保护设备承受的电压低于其冲击耐压。
由于信息设备越来越小型化,对雷电流越来越敏感,因此一定要按规程选择和配置避雷器。
规范(GB 50343-2004)对电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值做以下规定:保护分级LPZ0与LPZ1交界处LPZ1与LPZ2 、LPZ2与LPZ3交界处 直流电源 第一级放电电流第二级放电电流 第三级放电电流 第四级放电电流 标称放电电流10/350us8/20us 8/20us 8/20us 8/20us 8/20us A 级 ≥20 ≥80 ≥40 ≥20 ≥10 ≥10 B 级 ≥15 ≥60 ≥40 ≥20 直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10kA 适配的SPDC 级≥12.5≥50≥20D 级≥12.5≥50≥10注:以上的放电电流单位均为kA 。
变电站防雷设计标准如下:
避雷针的使用:在变电站的建筑、变压器、电缆的周围都需要安装避雷针,避雷针的高度要超过被保护目标的高度。
接地网的设计:合理的接地设计可将雷击所带来的电流引导到地下,减小建筑物的损坏,同时还要保证稳定且足够的接地电阻。
避雷器的选择:针对变电站中的各个电气设备,应根据其等级和功能选择适合的避雷器,保证其对雷击的防范作用。
外壳和屏蔽的设计:采用防雷的材料制作建筑的外壳和各个电器设备的套管和外壳,起到屏蔽和消散雷击的作用。
防雷触媒的使用:可在变电站电缆附近的山地上设置防雷触媒,其作用是加强地面静电场的增强,吸收大量的闪电。
避雷引线的设置:设置避雷引线可以有效的分散雷电的电荷,降低雷击发生的可能性。
建筑物的设计:建筑物的设计应考虑到其在雷电天气下的安全系数,如建筑物不应是细长型或高耸而无抗风性质的建筑物。
变电所怎么防雷变电所防雷保护措施有关变电所防雷的保护措施,认真介绍了变电所受到雷击的重要原因,变电所防雷的原则,外部防雷和内部防雷,防雷等电位连接,变电所防雷的实在措施等。
变电所防雷保护措施一、变电所受到雷击的重要原因供电系统在正常运行时,电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下,但是由于雷击的原因,供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值。
通常情况下变电所雷击有两种情况:一是雷直击于变电所的设备上;二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。
表现形式:1、直击雷过电压。
雷云直接击中电力装置时,形成强大的雷电流,雷电流在电力装置上产生较高的电压,雷电流通过物体时,将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
2、感应过电压。
当雷云在架空导线上方,由于静电感应,在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷,在雷云对大地放电时,线路上的电荷被释放,形成的自由电荷流向线路的两端,产生很高的过电压,此过电压会对电力网络造成危害。
因此,架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所,是导致变电所雷害的重要原因,若不实行防护措施,势必造成变电所电气设备绝缘损坏,引发事故。
二、变电所防雷的原则针对变电所的特点,其总的防雷原则是将绝大部分雷电流直接接闪引入地下泄散(外部保护);堵塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压波(内部保护及过电压保护);限制被保护设备上浪涌过压幅值(过电压保护)。
这三道防线,相互搭配,各行其责,缺一不可。
应从单纯一维防护(避雷针引雷入地无源保护),工变电器为三维防护(有源和无源防护),包括:防直击雷,防感应雷电波侵入,防雷电电磁感应等多方面系统加以分析。
1、外部防雷和内部防雷避雷针或避雷带、避雷网引下线和接地系统构成外部防雷系统,重要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故;而内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏,这是外部防雷系统无法保证的。
变电所防雷安全技术措施
为了保障变电所正常、安全、稳定运行,防止雷击事故的发生,需要采取一系列防雷安全技术措施,以下为相关内容。
一、选址和布局
变电所选址应在低地形地带和电气环境好、无火灾危险源、不
受环境污染的地方。
布局要合理,主变压器、配电变压器、开关设
备合理布置,防止雷电冲击直接侵入变电设备。
二、接地引下
变电所应设置雷电接地系统,采用三阶或四阶接地系统,增加
接地体密度,安装避雷针或钢管杆等雷电接地引下装置,在雷暴发
生时将雷电引入地中。
三、避雷器
变电所安装避雷器,作为一道防守雷电冲击的重要措施。
避雷
器品种繁多,应根据实际需要选择合适的避雷器,串联或并联方式
使用。
四、接闸器和开关器
接闸器和开关器作为变电所电力控制的主要设备,应加强对其
防雷的控制。
采用合适的防雷器接入电源回路,以保证变电所电气
设备正常使用。
五、合理电缆布线
合理布线有利于减少雷电冲击的影响,方便维修,在布线过程
中应避免多头插座、绝缘材料老化等影响电缆安全的情况。
六、设立雷电探测器
雷电探测器可准确地测定雷电距离和方向,实现针对性的防雷
对策,对保障变电所安全运行具有很大作用。
七、维护管理
定期对变电所设施进行巡视,发现问题及时处理和维护,避免
设备老化和维护不及时带来的安全隐患。
综上所述,变电所防雷安全技术措施是确保变电所正常、安全、稳定运行的关键,需要针对实际情况采取一系列的技术措施,使其
实现最佳防雷效果。
摘要依照设计任务书的要求,本次设计为110kV变电所的防雷设计,变电所是电力系统中重要组成部分,而且变电所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。
若是变电所发生雷击事故,将造成大面积的停电,给人民生活和社会生产带来重要不便,还有可能给国家造成大经济损失,这就要求防雷措施必定十分可靠变电所的防雷设计应做到设施先进、保护动作矫捷、安全可靠、保护方便,在此前提下,力求经济合理的原则。
本次设计,主要对变电所的主要设施进行选择,重点设计变电所的防雷部分,包括变电所进线段保护、防直击雷、防感觉雷以及变电所二次设施的防雷。
经过对各种避雷器的性能比较,结合变电所实质情况,确定变电所的避雷器的选择,并考虑变电所控制系统的防雷,提出防雷方案。
氧化锌避雷器以其优越的性能,越来越碰到电力行业的关注。
本次设计,将结合氧化锌避雷器性能的优点,并结合变电所设计的情况,议论氧化锌避雷器在变电所中的应用远景。
重点词:变电所避雷器防雷保护目录1 序言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的意义 (1)2 系统设计方案的研究 (3)2.1雷电对变电所的危害 (3)2.1.1雷的直击和绕击危害 (3)2.1.2雷电反击危害 (3)2.1.3 感觉雷危害 (3)2.1.4雷电侵入波危害 (4)2.2变电所简介 (4)2.2.1变电所归纳 (4)2.2.2变电所主要任务 (5)2.2.3变电所主接线 (5)2.3变电所防雷措施 (6)2.3.1变电所碰到雷击的本源 (6)2.3.2变电所防雷详尽措施 (7)2.3.3变电所对直击雷防范 (7)2.3.4变电所对雷电侵入波的防范 (7)2.3.5变电站的进线防范 (7)2.3.6变压器的防范 (8)2.3.7变电所的防雷接地 (8)3 防雷保护装置 (9)3.1避雷针 (9)3.1.1避雷针原理 (9)3.1.2避雷针设置原则 (9)避雷针保护范围的计算 (10)3.2避雷器 (16)3.2.1避雷器作用原理 (16)3.2.2氧化锌避雷器的研究与应用 (17)氧化锌避雷器的特点 (17)氧化锌避雷器的优势 (18)3.2.5氧化锌避雷器在变电所中的发展远景 (18)3.2.6氧化锌避雷器的安装要求 (19)3.3主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施 (19)3.4防雷接地 (20)4 本设计的防雷方案 (21)4.1 电工装置的防雷设计 (21)4.1.1进线段保护 (21)4.1.2 直击雷的保护 (21)4.1.3雷电入侵波的保护 (23)4.1.4 变电所二次设施防雷保护 (24)4.2 接地装置 (26)4.2.1 接地网 (26)4.2.2接地线 (27)防雷接地 (28)总结 (29)致谢................................................................................................. 错误!未定义书签。
摘要变电站是电力系统重要组成部分,是电网传输电能的核心。
一旦变电站遭受雷击,可能直接会造成电网的瓦解,城市大面积停电,给社会的安全和谐稳定带来极大的负面影响。
因此,要求变电站必须配置安全可靠的防雷保护。
本文针对110kv变电站防雷系统设计进行研究,提出并解决一些相关问题,主要内容包括变电站直击雷防护、感应雷防护、变配电设备的防护、110kv变电站变电站电源系统防雷保护及避雷器的选用、变电所弱电系统防雷保护、SPD的安装方法、综合自动化变电站二次系统防雷措施、电解离子接地系统在变电站接地网改造中的设计计算、二次系统的防护、建筑物的防护、接地技术等,如何应用在工程中以及在应用中需要注意哪些事项。
关键词:变电站,雷电波,防雷保护IAbstractThe substation is an important part of power system is the core of power transmission grid. Once the substation being struck by lightning, may directly cause the collapse of the grid, the city blackout, the security of social harmony and stability to the tremendous negative impact. Therefore, the requirements must be configured to secure substation lightning protection.This 110kv substation lightning protection system design for conducting research and resolve a number of related issues, including the substation Zhiji main content protection, lightning protection, power distribution equipment protection, 110kv substation substation breaker selection of lightning protection and surge arresters substation to increase after the lightning protection measures microwave towers, power plants, substations and weak systems of lightning protection, substation building steel doors and windows, curtain wall of the mine technology, the main transformer neutral grounding protection device technology, integrated automation substation II lightning protection subsystem, electrolytic ion ground system transformation in the substation grounding grid design and calculation of the secondary system of protection, building protection, grounding technology, how to apply in engineering and in the application need to pay attention to what matters.Keywords:substation ,lightning wave,lightning protectionII目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (1)第1章绪论 (1)1.1课题研究的重要意义 (1)1.2国内外防雷保护发展及研究现状 (2)1.2.1防雷保护发展 (2)1.2.2国内外研究现状 (3)1.3本文完成的工作 (5)第2章雷电的基本理论 (6)2.1对雷电的认识 (6)2.2雷电危害的实例 (6)2.3变电站的防雷方案 (8)第3章直击雷防护 (11)3.1直击雷保护措施的选用 (11)3.2避雷针的选择 (11)3.3避雷针的安装 (13)第4章雷电侵入波保护 (14)4.1雷电波的侵入原因 (14)4.2雷电侵入波的保护措施 (14)4.3MOA与设备间的最大保护距离 (15)4.4选用的其它注意问题 (16)第5章感应过电压的入侵和防护 (17)5.1感应过电压产生的不同形式 (17)15.1.1地电位反击产生的感应过电压 (17)5.1.2线路遭受雷击产生的感应过电压 (17)5.1.3雷云静电感应形成的感应过电压 (18)5.2感应过电压的防护措施 (19)5.2.1电源线路感应过电压的防护 (19)5.2.2信号线路感应过电压的防护 (19)5.2.3选择避雷器应注意的问题 (19)第6章变电站接地系统的设计及施工 (20)6.1变电站接地的各种形式和接地方法 (20)6.1.1防雷接地 (20)6.1.2工作接地 (20)6.1.3保护接地 (20)6.1.4屏蔽接地 (21)6.1.5逻辑信号接地 (21)6.2主接地网的具体设计施工 (22)6.2.1地电阻计算 (22)6.2.2电阻分析 (23)6.2.3接地降阻方案 (23)6.3接地材料的选择 (24)第7章变电站电源系统防雷保护措施 (25)7. 1电源系统防雷中存在的不足 (25)7.2电源系统防雷保护措施 (26)7.2.1变压器低压侧装设避雷器 (26)7.2.2电源入口端加装浪涌保护器 (27)7.3浪涌保护器的安装 (27)7.3.1安装方法 (28)27.3.2安装要求 (29)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)3第1章绪论1.1课题研究的重要意义雷电灾害是十种最严重的灾害之一。
变电所防雷保护设计方案前言雷电所引起的大气过电压将会对电气设备和变电站的建筑物产生严重的危害,因此,在变电所和高/低压输电线路中,必须采取有效的防雷措施,以保证电气设备的安全。
运行经验表明,当前变电所中所采用的防雷措施(外部避雷)是可靠的,但是,随着现代科学技术的发展,电力网容量的增大,电压等级的提高,综合自动化水平的需求,越来越多的微电子设备在变电站中广泛应用,其所依赖的微电子设备,因受雷电冲击而损坏的事故发生率大幅上升,造成难以估算的经济损失。
这是我们从事防雷减灾工作所面临的机遇与挑战。
如何对发展中的变电站系统采取有效的防雷保护措施,保障变电站系统正常可靠的运行,这是我们一个新课题。
这也说明,单靠传统的避雷针、避雷带等外部避雷设施已不足以防护雷电/开关过电压对微电子设备的冲击,进行内部系统的雷击浪涌防护和加装SPD(电涌保护器)是迫切的和必须的。
雷电入侵途径1电力线是雷电入侵电子设备的重要渠道:1.1雷电远点袭击电力线:我国电力线输电方式是由发电厂通过升压变压器升压后,输电至低压变压器,经低压变压器的输出给用户。
由于我国的电压基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲线,在电力线上形成每秒50次的交变磁场。
如遇雷害发生时,在雷电未击穿大气时,将呈现出高压电场形式。
根据电学基本原理,磁场与电场之间是相互共存可逆变化的,那么,雷击高压电场通过静电吸收原理,向大地方向运动。
假设电力线杆有5米高,那么在相对湿度25%时,要击穿5米空气,需要15×106V雷击高压(3000V/mm)。
如果在相对湿度95%时(下雨时),击穿5米空气需要5×106V雷击高压(1000V/mm)。
电力线上的交变磁场对雷云的吸引小于大地的静电吸引。
如果,雷云击穿5米空气入地,需要很高的电压,雷电首先击在电力线上,并从电力线的负载保护地线入地释放,这样就击穿了设备。
在高压线上的表现为击穿变压器的绝缘,在变压器低压端与负载的连线上遭雷击,损失的是用电器。
由于变压器低压输出端是三条相线,做一条地线,当作零地合一线,变成三相四线制零地合一方式给用电器供电,雷电击在火线与大地放电,就等于火线与零线放电通过电力线直接击穿用电器的电子元件。
一般电子设备线与外壳的耐压为每分钟V AC1500V,火线与零线耐压为工业级Vdc550-650V,这么低的耐压一旦遭受远点雷击,必将击坏用电器。
为此,在选择防雷器时,首先考虑远点雷击。
1.2雷电近点电力线的侵入:所谓雷电近点袭击电力线,实际上是雷电袭击用电器所在的建筑物避雷针,从而引起的雷电电磁脉冲的保护问题。
雷电打在建筑物避雷装置上,按照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》规定,定义大楼接闪电能力为波形10⨯350μS三角波,雷击电流为150KA。
避雷针引下线由于线路电感的作用,IEC1312定义最多只能将50%的电流引入大地。
100余米高的大楼它的引下线电感为155μH左右(1.55μH/米),IEC1312定义电感大于37.5μH,则发生测闪雷击,也就是说,10⨯350μS直击雷引下线只能引下50%的电流,余下的电流将通过电力线屏蔽槽、水管、暖气管、金属门窗等与地面有连接的金属物质联合引雷,但也只引下少部分雷电流,余下总电流的25%在大楼流窜至输入输出负载的电源线、局域网线等,击穿用电设备最终由逻辑地线处下泄入地。
对设备而言,部分雷电流将由输入电源线对交流地线进行L-PE、N-PE泄放,输出馈线L-PE′(逻辑地〕、N-PE′泄放,局域网线对逻辑地线等进行泄放。
最终结果,将击穿进线柜输出对地线和输入对地线端、网口对逻辑地线。
为此,必须对进线柜输入输出火线零线对交流地和直流逻辑地进行保护,必须对进线柜、保护柜及其它重要终端进行等电位保护,只有堵死一切雷电导入的端口,才能有效的保护设备免受雷电的侵害。
1.3错相位雷害美国空军电磁兼容手册中,描述雷电发生时用肉眼可识别闪电为一组雷击,每次不少于26个雷,它有大小和发生先后的区别,如果一个高能量雷打在一条火线上,而另一个低能量雷打在另一条火线上,线线之间就会产生一个电压差,侵入设备。
这种侵害设备的现象,称错相位雷击,又称雷电的二次破坏,对三相进线柜而言,它的输入和输出端,应安装线与线之间的保护,才能更全面更立体的保护用电设备。
小结:堵死雷电由电力线入侵电力电子设备,应该从远点雷击、近点雷击和错相位雷击三种雷击现象入手,实施全方位的保护,才能在发生雷击时,有效的保护设备。
2雷电作用下,建筑物内感应雷害雷电击在建筑物避雷针上,由避雷针通过引下线,将雷电流泄放大地,引下线自上而下产生一个变化旋转快速运动磁场,建筑物内的电源线、网络线等相对切割磁力线,产生感应高压并沿线路传输击毁设备。
3雷电作用下的二次效应----雷电高压反击雷雷电袭击建筑物避雷针,由引下线将雷电流引入大地,由于大地电阻的存在,雷电电荷不能快速全部的与大地负电荷中和,必然引起局部地电位升高,交流配电地和直流逻辑地将这种高电位引入机房,电源柜输出、输入端被击穿,保护柜及其他网络设备连接断口被击穿。
这种反击电压少则数千伏,多则数万伏,直接烧坏用电器的绝缘部分。
4由雷击引起的人身安全问题雷电泄放大地,由于地电阻较大,不能马上泄放,从而引起地电位升高,由于机房直流逻辑地线和交流配电保护地线不在一点入地,将两个电位值引入电站,这时,一个操作人员的一只手摸在直流输出负载外壳上(如继保柜),而另一只手(或身体)摸在交流配电地线上(如空调),两个电位值将通过操作人员的身体短路,造成操作人员伤亡。
美国1996年为此而死亡198人,广东省1997年在报导雷击死亡的170人中,有相当一部分是为此而伤亡的。
所以防雷保护设备的确很重要,但是保护人身安全更重要。
设计原则在通过具体分析了雷害入侵电站系统的各种途径后,我们得出的结论是:防雷保护设计工作不是简单的避雷设施的安装和堆砌,而是一项要求高、难度大的系统工程,涉及多方面的因素。
为此我们的设计指导思想的主旨是,本着“经济、实用、高标准严要求、高起点、高可靠性”的原则,在遵照执行国家有关标准,国家有关行业标准的基础上,还参考和引入IEC国际电工委员会的有关防雷技术标准要求,以期达到更好的防护效果。
由于电站雷电防护系统对所保护系统的业务正常运行具有非常重要的作用,因此,防雷保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。
防雷工程设计及设备的选择应遵从以下的原则:1.一切为客户着想原则无论是多大或多小的系统防护工程,都应以一切为用户着想的原则做事,以用户需求作为准绳, 本着务实, 不追求豪华的思想, 但又具扩展性, 通过相互间诚恳的交流, 协助用户, 使其需求最终达到尽善尽美。
2.可靠性原则设计系统防雷保护工程应最先考虑的问题就是可靠性。
在工程的设计中不一定要求最先进,但一定要用最成熟可靠的产品和技术,有些新技术确实在某些方面有优势,但还需用更多的时间去考验,在网络系统的防雷保护中尽选择被广泛应用和证实的可靠产品和技术。
提高系统可靠性的方法很多,一般的做法如下:•选用备份回路,出现故障时能够迅速恢复并有适当的应急措施;•采用热插拔功能,故障处理无须停机;•采用声光报警功能;3.先进性原则采用当今国内、国际上最先进和成熟的技术,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,从目前国内发展来看,系统总体设计的先进性原则主要体现在以下几个方面:•采用的系统结构应当是先进的、开放的体系结构;•采用的技术应当是先进的,可扩充的,能满足今后日益扩充的需要;4.实用性原则本着一切从用户实际角度出发,配置防雷保护系统不是给用户花钱,而是在保护用户的投资,保证电站系统的正确运行;实用性就是能够最大限度地满足实际工作要,从实际应用的角度来看,这个性能更加重要。
5.开放性,可扩充、可维护性原则防雷保护技术是不断发展变化的,为了保证用户的投资,所选产品必须符合国际标准及流行的工业标准。
这样才能对电站的未来发展提供保证。
6.经济性原则整个防雷保护的建设要坚持实用为主,根据投资的强度选择有实用价值,在满足系统需求的前提下,应尽可能选用性能价格最好,可靠性高,可维护性好的产品,选用性能价格比高的设备,尽快投入使用,并使整个系统能安全可靠地运行,以便节省投资,以最低成本来完成计算机网络系统防雷保护的建设。
设计说明一、设计依据1、《国际建筑物防雷设计规范》IEC 1024-1 ,19902、《建筑物防雷设计规范》GB 50057-943、《雷电电磁脉冲的防护》IEC 1312-1,2,34、《低压供电系统中的过电压保护器》IEC 6143,19985、《低压配电设计规范》GB50054-956、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997二、设计说明本方案仅针对变电所二次侧220V/380V低压设备的电源部分,变电所的外部防雷、高压架空线避雷器、避雷针的架设,均不在讨论之列。
2.1FLT PLUS CTRL-0.9/I 电源防雷器技术介绍2.1.1应用:FLT PLUS CTRL-0.9/I的设计目的:依据VDE-0675标准对1000V以下的低压负荷设备依据标准实行保护。
它保护电气设备不受因直击线路或雷电行波沿线路侵入所引起的瞬态过压损坏。
根据电源输入的类型,可有多种接线方式。
2.1.2功能作为泻流型的产品(国标称开关型SPD),主要用来泻放可能的直击雷击引起的巨大的能量。
FLT PLUS CTRL-0.9/I内部配备了获得专利技术的角型放电间隙和电子自响应电路。
放电间隙由特种合金制成。
该产品选用特殊的外壳材料和内部结构设计,保证了在直击雷时巨大的机械冲力和热电作用而安然无恙。
2.1.3技术优点I.通流量大,每线达到50KA(10/350us)的放电能力。
II.专利主动能量控制技术,配合C级模块,残压最低,仅0.9KV。
III.无后备熔丝可自主切断50KA的后续电流,可靠保证安全。
IV.与C级防雷器直接并联,无须加装解耦器,不影响电网功率因数,减少接线数目。
V.外壳材料为黑色,为V0级PA-F材料中阻燃能力最强。
VI.放电间隙采用专利技术合金材料,耐冲击1-10万次,超长寿命,一劳永逸。
VII.带有工作状态指示,运行情况,一目了然。
VIII.双接线端子,方便桥接,施工省时省料。
FLT PLUS CTRL-0.9/I外形图2.2 VAL-MS…FM电源防雷器技术介绍2.2.1应用:VAL-MS…FM的设计目的:依据VDE-0675标准对1000V以下的低压负荷设备依据标准实行保护。
它保护电气设备不受因感应雷和开关操作所引起的瞬态过压损坏。
根据电源输入的类型,可有多种接线方式。
2.2.2功能作为限压型的产品,VAL-MS…FM内部配备了高能量的氧化锌压敏电阻,该压敏电阻具有较佳的非线性特性。