变电站的雷电防护

变电站的雷电防护（共4篇）

变电站的雷电防护 篇1

1 雷电的形成

雷电作为带电荷雷云作用而产生的一种自然放电现象, 通常多发于对流旺盛的积雨云之中。积雨云的上下两部分的带电离子有很大的正负极差异, 当他们汇集到一起, 共同作用到一定程度时就会产生生活中很常见的雷电现象。放电的路径上空气的温度瞬息间可以增高几万度, 空气因急剧增热而膨胀就会引起空气的剧烈振动、冲击、爆炸, 产生强烈的雷鸣, 即雷暴, 俗称打雷。闪电有枝状、球状、片状、条状等多种形状, 但经常见到的是枝状闪电, 其平均长度是2～3公里, 也有可达20～30公里的。

2 雷电造成的危害

雷电具有极大的破坏能力, 产生的巨大能力不能够在短时间内迅速转化及时泻放至大地时就会对放电通道范围内的各种建筑物以及人畜造成极大的威胁。因此, 根据变电站中的线路、设备的特点, 给雷电防护工作的正常开展带来了诸多困扰。由于雷电侵袭的形式多种多样, 一旦发生雷击事故不仅会造成变电站设备设施的损坏, 还会对供电系统正常运行造成一定的困扰, 为国家财产和普通居民的日常生活带来损失和不便。因此高度重视变电站防雷减灾工作具有重要意义。

3 变电站的防雷措施

在变电站日常工作中, 由于受到雷电天气的影响, 变电站电气设备和建筑物常常受到直击雷或雷电波的危害。结合工作经验, 具体措施有如下几点。

3.1 变电站直击雷防护

变电站通常采用安装避雷针的措施来进行直击雷的安防保护工作。它能够通过将雷电吸引到自身并泻放到大地之中来提高其附近设备的绝缘性从而保证变电站设备免遭雷击。在其保护下的电气设施或建筑物能够免受直击雷的袭击。有关部门规定, 35 kV规格的变电站须要安装独立的避雷针。而面对110 kV及以上的变电站就必须要安装绝缘水平较高的配电装置来避免直击雷对变电站造成的侵袭。

变电站建筑物的直击雷防护同时还包括接闪器、引下线以及接地装置的安装。接闪器作为拦截闪电的接闪杆, 它能够将雷电流分散引导入大地, 避免产生热效应或机械损坏。根据建筑物外部为钢筋混凝土构架特性, 宜利用屋顶、梁、柱、基础内主钢筋作为引下线, 应沿建筑物四周和内庭院四周均匀对称布置。另外埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或圆钢;埋于土壤中的人工水平接地体宜采用扁钢或圆钢;在腐蚀性较强的土壤中, 应采取热镀锌等防腐措施或加大截面;接地线应与水平接地体的截面相同。针对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。并做好接闪器的选择与布置也是做好变电站直击雷防护工作的一项重要措施。

3.2 变电站变压器防护

变压器的防护对于变电站防雷避雷工作具有重要意义, 防止变压器铁芯绝缘老化损坏, 避免安装过程中连线长度过长。防止检修不慎破坏绝缘, 通过减少雷电电流造成的压降来保护变压器的正常工作运转。为了使雷电对变压器造成的伤害降到最小, 我们可以通过采用将变压器外部结构的低压侧中点连接到避雷器的接线上的方法来达到降低电阻的电压的目的。

3.3 变电站防闪电电涌侵入防护

凡进出建筑物的铠装电缆金属外皮金属线槽和金属管道在进出建筑物处应就近与防雷接地装置连接并接地。雷电侵入波可以通过输电线路从而侵入变电站的组织系统里, 安装阀型避雷器能够在非线性电阻和火花间隙的作用下防止雷电波的侵入。

我国目前的阀型避雷器主要分为FS系列、SFZ系列、以及FCZ1磁吹阀型等。他们都是用来保护配电装置的, 随着级数的递增, 他们所针对的而对象也有所不同, 其中高压电器设备的保护工作主要是靠FCZ1磁吹阀型避雷器来完成。而对于大中型容量的变电站电气设备而言, SFZ系列的阀型避雷器就可以完成防护工作。

3.4 变电站防雷击电磁脉冲工作

变电站防雷感应通过采用屏蔽电缆来保护进出控制室的电缆, 并且将通信室和控制室铺设的所有电气设备的外壳都与等电位汇流牌一并连接。增加接地引线的分支, 减少引线雷电流;改良系统结构, 减少引下线对于弱电设备的感应也是变电站防雷感应的的主要措施。另外除了将光耦元件安装在信号线接入处以外, 还可以将限制过压装置安装在电源入口装设处来压敏电阻。

4 结语

总的来说, 虽然电力系统的变电站防雷避雷措施仍旧是一项长期的工作任务但我坚信随着电力技术的不断发展进步人们认知的不断完备。对于变电站的直击雷防护措施必将一步步越来越完善的, 同时还可以大大减少雷击对于户外设备所造成的巨大损害。

摘要：雷电作为自然界中十分常见的现象, 常常对露天变电站造成袭击危害, 它会直接导致辖区范围内大面积的电路电网处于瘫痪停工状态, 从而对电厂、电网正常运营造成了极其严重的危害, 因此变电站的防雷避雷工作已经成为了变电站防护工作的重要内容。笔者在认真分析雷电形成原因的基础上, 着重对变电站的如何防雷透出建议和措施, 以更好地保护变电站及电网之安全。

关键词：变电站,防雷,措施

参考文献

[1]于桂玲.浅谈变电站的防雷保护[M].经济技术协作信息, 2006 (31) .

[2]张文军.直击雷的防护措[J].黑龙江气象, 2007 (4) .

变电站的雷电防护 篇2

众所周知，在高楼大厦上、高山上以及高架铁塔上是安装广播电视信号发射机、信号接收机、传输转播设备最理想的地点。

所以这些设备最容易受到直击雷袭击，在一般情况下都是采用建设一定高度避雷针的措施来防御，让接闪器通过避雷针把雷电吸引过来，再把雷电传到地面。

从而达到消耗雷电能量的目的，有利的保护地上的设备以及建筑物。

但是避雷针有一定的缺陷，所以还要在一些设备上安装电子避雷器，让地阻地网尽可能的减小，在高处的广告牌、各种有金属的管道等必须用导线与避雷带链接，均压环也必须在建筑物上装设，环向垂直距离应小于十二米，所有建筑物的金属构架、金属设备、脚手架管道等必须链接到均压环上，以此减少由于避雷针引雷时造成的损害。

二、电源线路防雷

小于40kHz的低频段是主要集中雷电能力的地段，供电50kHz的工频线路，最容易和工频附近的最大能量谐波分量发生耦合谐波，因为交流电网不但大而且分布面较为广泛，所以雷电会很容易的通过电网经过的地方来破坏电子设备。

多数措施是在机房电柜、电源变压器的次级、设备配电盘设置电源避雷器来分流导入地下，这就好比拦截了雷电入侵的渠道。

三、天馈线路防雷

目前由于对信号收需要的特点，电视接收卫星、户用天线、电视发射机跟共用天线的天馈系统多数都需要安装在高处，所以得雷击的概率也是非常大的。

传统的“空气隙”“气放管”“氧化锌压敏电阻”及由他们组合而成的避雷器，可以在一定程度上起到作用。

但是会再一些方面有局限性，比如：承受功率方面、工作频带还有影响时间等。

40kHz以下的频域是雷电流能量主要分布区域，几百千赫以上的频域才是广播电视信号能量的主要分布区域，所以，应采用集中或分布参数元件构成高低通滤波器组合网络，这样就可以把有用的信号跟雷电的冲击波有效的区分开，从而可以低消耗而大功率还可以快速响应。

四、信号线路防雷

广播电视设备的放大器，光接收机，光发射机，数字机顶盒，有线电视分支器，地面卫星接收机等，都是使用的同轴电缆、带状电缆，金属线等传递信息，使埋地电缆故障频繁受闪电的干扰。

当雷电电磁脉冲干扰，由于导体在交变电磁场ωc0，ω10电感电容的容量都很大，所以会有很多的差分电压，在雷电电磁波干涉之下形成驻波电缆表面，形成一定形式的强干扰使正在使用的电器受到破坏，往往通过使用电器接口使设备形成电压损坏。

现有使用的方法是加强屏蔽电缆金属护套，建立良好的接地，通过一系列的信号避雷器的信息通道分离设备的雷电波侵入时，对其进行有效的截断。

由于电脑的工作电压低，一般为5～12伏到一个单位的外部数据处理设备，除了在参考通道接口避雷器过电压保护信号的小端之间的电位差，高频信号接地导线的长度需要不断的关注和共振效应，当接近的谐振频率所示，高频连接器。

不能提供的两个元素和有效的效果之间的数据处理设备，在奇数倍的长度等于1/4或1/4波长长导体，谐振波连接器打开之间的开放状态。

因此，高频地线长度必须要以没有驻波条的前提之下建设为准则，才能启到有效的防雷效果。

五、防地电位反击

闪电一般进入地球会产生大于1KV电压冲击过接地体，从而与土壤冲击，还会击穿强度约为200～1000kV/m，平均值为600kV/m，由此产生新的大冲击电流会在接地体的3M土壤以内。

也会导致不同的潜流到地下管线接头，因此也会受到不同程度的导电土壤传播。

信号判断通常与电子设备外壳是呈分离状态的保护工作，目的是排除可能的噪声源，塑造一个满意安静的电位。

设备在外壳和工作组的方面，都是由耦合电容信号系统，形成通路的电器。

当大的脉冲电流通过接地系统的雷电过电压，可能会严重损坏电路控制系统。

对于在室外被雷击中避雷器(室外塔)这是正常的，但是在室内的发射器，和其他的设备的损坏，是高压电流雷击对接地避雷针体产生的，这是实时的，所以像周围的设备例如：公共电极放电发射，闪电高压力变送器，这种现象被称为反击，为了有效预防反击，目前一致的看法是，一个防雷地、工作地。

保护地等。

连接到同个接地电网，形成一个共用接地位、还可以在微波站、中波发射台，等地，每一个接地装置的电视传输和发射机房，也可以建立一个等电地位进行有效的连接，作为一个整体来，接地电位上升到了地面。

可以避免反击的发生，但是，这是一种统一的接地，发射器和其他微电子器件，通常是没有闪电的，只会产生一般的地面波干扰和一般的影响，要解决这两个问题是可以单独的设置一个抗干扰的工作，使其单独工作。

六、接地

在工作和其他地面安装低电压隔离避雷器，当潜在的两点之间的差异超过保护值的时候，就会自动连接两个电位，电位差低于保护值，两者之间恢复隔离。

二是主体之间的间和各种钢丝电线塔结构，必须有效地连接，共同使用接地系统，当高压雷电反击引起接地电位，建筑和房间会自动形成一个等电位系统，防雷系统的就会呈示出工作状态，确保雷电引起的随机性，最大的程度来保护网络系统安全，形成机理是非常复杂的，闪电的形成是多样性无法捉摸，因此，防雷的目前技术水平还局限于任何单一的防雷装置不能保证一个特定的所有防雷空间安全，防雷技术的提高还需继续努力。

伴随着技术水平高速的发展，对于雷电机理的认识也是更加透彻，相信避免和减少雷电灾害的发生、预防和措施也会日益完善。

参考文献：

[1]何书春.浅谈广播电视前端系统的`雷电防护[J].西部广播电视，，6：51-53。

变电站的雷电防护 篇3

1 变电站雷击事故分析

广西某县供电局拥有35k V和110k V两种类型的变电站, 而这些变电站都处于户外较为空旷的地理位置, 所采用的雷电防护措施多以独立接闪杆、铁塔和浪涌保护器为主, 而对于变电站的户外照明方面则主要采用探照灯。2006年7月雷电直接击中了其中一座35k V变电站里用于接闪的铁塔, 导致变电站中众多自动化设备装置的电源板遭受了严重损坏。该事故是广西有史以来最为严重的一次由自然灾害所造成的变电站事故, 它使整个变电站处于了无保护的状态下运行。

为了明确此次雷击事故的原因, 做好防护措施, 对变电站的雷击事故进行调查, 发现用于照明的大多数探照灯都安装在用于独立接闪的铁塔上。可以分析得到, 雷电直接接闪于铁塔, 极大的雷电流在通过铁塔泄入大地的过程中, 会在安装在铁塔上的探照灯电源线上产生非常高的感应过电压, 进而通过电源线进入室内, 而变电站里各种通过电源线路相连通的众多自动化的设备装置的电源板, 极易被该强大的感应过电压损坏, 造成严重的雷击事故。

2 变电站雷击效应和危害分析

2.1 雷电现象发生的原理

在大气中出现云块之后, 通过相互摩擦会使云块中快速流动的雾状水颗粒产生静电感应, 从而形成带电的云层。带电云层之间通过相互之间的摩擦会产生静电反应, 与之相像的带电云层与地面之间也会通过摩擦产生静电反应。一旦不同带电的云层之间以及云层和地面之间发生的静电反应所产生的电位差等一系列会导致放电现象的发生的相关要素达到并超过临界点, 天空中就会发生自然界中常见的雷电现象。

2.2 变电站雷击效应及危害

变电站系统中, 各个系统是相互关联的统一整体。如果发生雷击事故, 强大的雷电电流 (数十到数百k A) 会瞬间侵入大地, 这个时候, 由于地面上的各项用于生产或保护生产的电子设备及设施, 如果由于设计不科学或接地措施不完善等因素而导致无法实现对感应电荷迅速、安全、有效的泄流, 雷击所产生的静电压则通过过电压使感应电荷快速达到数百千伏, 无法及时的泄流最终会引发严重的雷击事故。

并且, 对于雷击现象而言, 在一次放电之后并不会立刻停止放电, 而是后续放电的方式以三次、四次乃至二十多次的频率沿着第一次放电的通道放电。从而引发第一次放电之后的后续危害。之所以有如此高的后续放电频率的原因是:大气云块是通过阶跃形式向大地放电, 先驱放电会出现在主放电之前, 这会使雷击电流的幅值、陡度特别的大, 也就是说, 将会产生一系列相关的雷电流脉冲, 在强大的瞬间脉冲磁场的影响下, 附近金属导体感应到的电磁感应过电压也会瞬间增大。同时, 无论是电磁感应过电压还是静电感应过电压都会引发输电设备绝缘闪络问题, 导致电气设备绝缘功能遭受损坏, 从而, 引发雷击效应的二次事故。

3 变电站雷电防护措施

3.1 变电站雷电防护基本措施

3.1.1 安装架空地线

该方法的基本操作就是将架空地线架设在架空输电线的上部, 并且充分的做好接地。目前而言, 减少甚至避免架空输电线路遭受雷击, 较为有效的方法之一莫过于安装架空地线。对于大多数变电站而言, 架空输电线在35k V以上的都应该进行架空地线的安装措施。

3.1.2 安装电涌保护器

电涌保护器防止雷击事件的原理就是通过电涌保护器对变电站发生雷击之后产生的过电压进行限制并分泄电涌电流, 降低雷击后二次事故的发生和损害。因此, 在变电站电源线路和各设备端安装一级甚至多级的电涌保护器, 可以大大的预防和减少发生雷击事故之后的二次雷击事故发生。

3.1.3 安装独立接闪杆 (铁塔)

安装独立接闪杆 (铁塔) 的根本目的是防止变电站遭受直接雷击。对于户外的变电站而言, 为了防止直接雷击, 全部都应装设独立接闪杆 (铁塔) 用以保护。在进行户外变电站独立接闪杆 (铁塔) 的安装之前, 应该对变电站的各种相关情况进行调研, 如变电站的占地面积, 变电站周围的建筑物分布情况和高度以及变电站建设的地形地貌, 在充分了解清楚这些相关信息之后, 进行雷电防护设计以准确的计算独立接闪杆 (铁塔) 的安装数量, 设计出科学有效的独立接闪杆 (铁塔) 安装位置。

3.2 变电站雷电防护措施的接地

所谓变电站雷电防护措施接地主要目的是减少事故的发生几率, 使用科学有效的雷电技术方法, 做到设备设施在遭受雷击后, 将其产生的数十乃至数百千安的大电流迅速有效的泄流到大地。在发生直接雷击之后, 合格的接地应该能够有效防止雷击产生的电磁感应电流和静电感应电流所引发的危害。统计表明, 等电位连接和联合接地是有效防护变电站雷电灾害发生的有效方式。为了防止雷击事故危害的扩大化, 已经在使用的旧变电站应该充分的做好各雷电防护措施的接地检查工作, 并且也要对之前设计得不够科学的地方改进完善, 确保变电站内各类雷电防护的接地措施与现行的设计规范的参数要求都保持同步。

4 结论

防雷接地技术不仅是电气安全工程技术的一方面, 更是电气安全工作的重中之重, 变电站作为电力供电系统的重要枢纽, 雷击的事故的发生会严重影响千家万户的工作和生活, 因此, 变电站的雷电防护措施所进行的设计、雷电防护装置的安装以及对各种防护措施的维护等各个环节都至关重要, 预防为主, 给予足够的重视, 才能尽可能的减少类似事故的再次发生。

摘要：变电站防雷装置的设计和安装非常的重要且容不得一丝马虎, 其设计和安装的好与坏直接关乎电站里各电气系统配套设备以及站内各人员的生命及财产安全。因此, 加强对变电站雷击事故及雷电防护的研究至关重要。本文在某变电站的雷击事故发生后, 对其雷电防护的措施进行了分析。

关键词：变电站,雷击事故,防护措施

参考文献

学校监控机房雷电防护 篇4

1.设计概述

雷电的危害简单的分直接雷害和间接雷害，虽然直接雷击可能给人类的生命财产带来无法比拟的危害，但是随着社会的不断发展，弱电子设备的广泛应用，单单的直接雷防护措施已经满足不了社会的防护需求。为了建筑设备内部设备安全、可靠的运行，为了降低雷电给人类带来的巨大损失和间接损失，雷电的间接雷害以及操作过电压的防护显得越来越重要。

雷电的危害从直接雷到雷电感应，然后还有雷电波侵入、雷电电磁脉冲和地电位反击，所以针对雷电的危害途径，我们应该从外到内设计一套完整的综合防雷方案，保证建筑安全，切断雷电的入侵途径。

直接雷：闪电直接击在建筑物、其他物体、大地或防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者，给建筑带来直接损害。

雷电感应：闪电放电时，在附近导体上感应出的静电感应和雷电感应，它可能使进入建筑物的金属导体之间产生很高的电动势，并产生火花。

雷电波侵入：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入室内，危机人身安全或损失设备。

雷电电磁脉冲（LEMP）：闪电直接击在建筑物防雷装置和附近引起的效应，使装置电位升高以及产生电磁辐射干扰。

地电位反击：建筑物的外部防雷系统（如避雷针、避雷网等）遭受直接雷击，则在接地电阻的两端产生危险的过电压，此过电压由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物（各种管道、电缆屏蔽管等）引入设备，造成设备的损坏的现象。

设计说明 1)勘察报告

……学校教学楼为三层钢筋混泥土结构，直接雷防护验收合格。本次工程范围为学校主控室设备的感应雷雷防护。

学校主控室，位于教学楼二层，机房面积为4.8m×2.7m，地面铺设有防静电地板，千兆网络交换机48口1个，机柜1个，UPS 1个，监控机柜1个；塑钢窗户1个，金属防盗门1个。

学校电源采用埋地引入到一层总配电室，一层配电箱控制开关为200A/3P，主控室内主设备由机房配电箱供电,机房配电箱从总配电箱处直接取电.电源供电制式为TN-S系统。

室外4个定点摄像机、1个云台摄像头，需加装信号SPD。室外监控系统电源由机房AC220V集中供电，在监控终端由开关电源分别转换为DC12V(定点、云台监控设备）；传输线路采用网线传输视频信号。2)设计依据

 GB50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》

 YD/T5098-2005《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》  GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》  GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》  08D800-8《民用建筑电气工程设计与施工－防雷与接地》

2.电源系统过电压保护

学校电源供电引入方式采用埋地引入到一层总配电室内，电源SPD安装位置如下： 解决方案：

1)在一层总配电室总配电柜处安装一套380A-A/4电源防雷器，并在该电源SPD前端串接保护空开，空开额定电流选择原则不大于1/1.6倍，该处选择为63A，4个。接地线采用BVR25mm，连接相线BVR16mm。接地线直接与建筑物总配电柜PE排连接。

2)在主控室配电箱处安装380B-B/4电源SPD一套。并在该电源SPD前端串接保护空开，空开额定电流选择原则不大于1/1.6倍，该处选择为32A，4个。接地线采用BVR16mm，连接相线BVR10mm。接地线直接与主控室内配电箱中PE排连接。3)在监控机柜内室外摄像头集中供电线路中和UPS前端各安装一套220C-C/2电源防雷器，并在该电源SPD前端串接保护空开，空开额定电流选择原则不大于1/1.6倍，该处选择为16A，各2个，共4个。接地线采用BVR10mm，连接相线BVR6mm。接地线直接与监控机柜连接。

23.信号系统过电压保护

1)主控室网络机柜内的1个48口交换机安装雷震子RJ45-1000M 24口的以太网防雷器SPD 2台，接地线采用BVR6mm。

2)主控室内监控系统视频线接口前串联安装RS485信号SPD 5套，接地线采用BVR6mm。（传输线路为双绞线，接口处转接同轴线路）

3)主控室内监控系统控制线接口前串联安装RS485信号SPD 1套，接地线采用BVR6mm。

4)在室外监控设备线路上串联安装230BC-2D 4套和230BC-3D 1套（云台），接地线采用BVR6mm压线鼻子接到新增加的SPD防水箱内。222

24.等电位连接

在主控室防静电地板下敷设一圈等电位铜带，规格为30×2mm紫铜，间隔1m采用绝缘子固定。监控室内所有金属装置与等电位铜带连接。

机房内金属体做等电位连接线规格：机柜内设备、UPS、金属防盗门、防静电地板支架等--6mm²；机柜、金属加强芯--16mm²。

5.接地

1)在主控室内剔主筋1点，要求连接主筋直径不小于Φ16mm，采用Φ16mm热镀锌圆钢与剔出的钢筋进行焊接，焊接长度不小于10cm，并两面施焊。引出后焊接一段20cm长40×4mm热镀锌扁钢头，焊接长度不小于8cm，三面施焊。焊接处刷防锈漆。扁钢头预留螺孔方便主接地线连接。一条BVR35mm2连接线与等电位连接带连接。接地阻值要求≤1Ω,不能满足要求时增加人工接地体。

2)在各个监控点下剔主筋1点，要求连接主筋直径不小于Φ16mm，采用Φ16mm热镀锌圆钢与剔出的钢筋进行焊接，焊接长度不小于10cm，并两面施焊。引出后焊接一段20cm长40×4mm热镀锌扁钢头，焊接长度不小于8cm，三面施焊。在焊接处刷防锈漆。扁钢头预留螺孔方便主接地线连接。室外监控终端设备SPD均安装在防水箱内；主接地线使用BVR16mm²压接线鼻子接在防水箱内的汇流排上，另一段接设置的热镀锌扁钢头。接地阻值要求≤4Ω，当不能满足要求时增加人工接地体，直至满足要求。更详细做法参照图集08D800-8《民用建筑电气设计与施工--防雷与接地》埋地的管型接地极安装等执行。人工接地体与地下管道及线缆等金属物以及人行通道之间间距不少于3m。

电源SPD安装图

监控系统图

网络系统图