變電站的綜合防雷設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 I 摘要  變電站是電力系統(tǒng)重要組成部分，是電網(wǎng)傳輸電能的核心。一旦變電站遭受雷擊，可能直接會(huì)造成電網(wǎng)的瓦解，城市大面積停電，給社會(huì)的安全和諧穩(wěn)定帶來(lái)極大的負(fù)面影響。因此，要求變電站必須配置安全可靠的防雷保護(hù)。   本文針對(duì) 110出并解決一些相關(guān)問(wèn)題，主要內(nèi)容包括變電站直擊雷防護(hù)、感應(yīng)雷防護(hù)、變配電設(shè)備的防護(hù)、 110電站變電站電源系統(tǒng) 防雷保護(hù)及避雷器的選用、 變電所弱電系統(tǒng)防雷保護(hù) 、 綜合自動(dòng)化變電站二次系統(tǒng)防雷措施、電解離子接地系統(tǒng)在變電站接地網(wǎng)改造中的設(shè)計(jì)計(jì) 算、二次系統(tǒng)的防護(hù)、建筑物的防護(hù)、接地技術(shù)等，如何應(yīng)用在工程中以及在應(yīng)用中需要注意哪些事項(xiàng)。  關(guān)鍵詞 ： 變電站 ,雷電波 ,防雷保護(hù)  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 he is an of is of by of of to be to  10kv a of 110kv of to of of I in of of to in in to to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 1 目錄  摘要  . I . 錄  . 1 第 1章  緒論  . 1 . 1 . 2 . 2 . 3 . 5 第 2章  雷電的基本理論  . 6 . 6 . 6 . 8 第 3章  直擊雷防護(hù)  . 11 . 11 . 11 . 13 第 4章  雷電侵入波保護(hù)  . 14 . 14 . 14 . 15 . 16 第 5章  感應(yīng)過(guò)電壓的入侵和防護(hù)  . 17 . 17 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 2 . 17 . 17 . 18 . 19 . 19 . 19 . 19 第 6章  變電站接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工  . 20 . 20 . 20 . 20 . 20 . 21 . 21 . 22 . 22 . 23 . 23 . 24 第 7章  變電站電源系統(tǒng)防雷保護(hù)措施  . 25 7. 1電源系統(tǒng)防雷中存在的不足  . 25 . 26 . 26 . 27 . 27 . 28 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 3 . 29 總 結(jié)  . 31 致  謝  . 32 參考文獻(xiàn)  . 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 1 第 1 章  緒論  題研究的重要意義  雷電災(zāi)害是十種最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。全球每天約發(fā)生 800 萬(wàn)次雷電，每年因雷擊造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。據(jù)美 國(guó)國(guó)家雷電安全研究所關(guān)于雷電造成的經(jīng)濟(jì)損失影響的一份調(diào)查報(bào)告表明，美國(guó)每年因雷擊造成的損失約 50 60億美元，每年因雷擊造成的火災(zāi) 3 萬(wàn)多起， 50野外火災(zāi)與雷電有關(guān)； 30%的電力事故與雷電有關(guān)； 4 5 石油產(chǎn)品儲(chǔ)存和儲(chǔ)藏罐事故是由雷擊引起的；由于 雷電和操作過(guò)電壓造成電力裝置的損失約占 80% 。據(jù)德國(guó)一家重要的電子保險(xiǎn)公司1996 年到 1997 年對(duì) 8722 件案例損壞原因的分析，雷電浪涌造成的理賠 1996 年占  1997年占   我國(guó)是雷電活動(dòng)十分頻繁的國(guó)家，全國(guó)有 21 個(gè)省會(huì)城市雷暴日都在 50 天以上，最多可達(dá) 134 天。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因雷擊造成人員傷亡達(dá) 30004000 人，損失財(cái)產(chǎn) 50 100 億元人民幣。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化水平的提高，特別是信息技術(shù)的快速發(fā)展，雷電災(zāi)害程度和造成的經(jīng)濟(jì)損失及社會(huì)影響也越來(lái)越大。如 1990 年 7 月 30 日鄭州、三門峽微波干線大溝口微波站因雷擊而損壞 38 塊盤，損失十分嚴(yán)重。據(jù)廣東省統(tǒng)計(jì)，在 1996 1999 年的四年間，全省發(fā)生雷擊事故 6143 起，傷亡 699 人，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá) 15 億元。在 1998 和1999年的兩年中，全國(guó)造成直接經(jīng)濟(jì)損失在百萬(wàn)元以上的雷電災(zāi) 害就有 38起。  雷電也是一直危害電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要因素之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，避雷器制造水平的提高以及金屬氧化物避雷器的推廣使用，使變電站一次高壓部分的雷電過(guò)電壓的保護(hù)得到了保證。但另一方面，隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的提高，以微電子為主要元件的控制、保護(hù)、信號(hào)、通信、監(jiān)控等設(shè)備得到普遍應(yīng)用，在一些大型發(fā)變電站中，即使在采樣和計(jì)量系統(tǒng)中也普遍采用。由于常規(guī)電磁保護(hù)的裝置單元多為單元件的電阻、電感和電容等，耐熱容量大，對(duì)尖峰脈沖的耐受能力也比較強(qiáng)，所以能承受高能的雷電暫態(tài)沖擊，而對(duì)于運(yùn)行電壓只有幾伏，信 號(hào)電流只有微安級(jí)的這些電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，就不一定經(jīng)受的住。電氣和電子技術(shù)是現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎(chǔ)，雖然其迅猛發(fā)展促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，加速了社會(huì)繁榮與進(jìn)步的進(jìn)程，但同時(shí)也帶來(lái)了麻煩問(wèn)題 :一方面，電氣和電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用造成了嚴(yán)重的環(huán)境電磁噪聲干擾；另一方面，電子技術(shù)正向高頻率、高速度、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展，電磁干擾、特別是雷電干擾對(duì)這些設(shè)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 2 備和系統(tǒng)的影響越來(lái)越突出，對(duì)這些設(shè)備造成的損壞事故的發(fā)生率逐年增高。電子信息系統(tǒng)受損后，除直接損失外，間接損失往往很難估量，這是 90 年代以來(lái)雷電災(zāi)害最顯著的特征。  內(nèi)外防雷保護(hù)發(fā)展及研究現(xiàn)狀  雷保護(hù)發(fā)展  19 世紀(jì) 70 80 年代是電力網(wǎng)發(fā)展的初期階段，幾乎無(wú)任何過(guò)電壓保護(hù)裝置。 80 年代末期，在電力網(wǎng)中才采用了電話的保護(hù)裝置 際就是保護(hù)間隙串聯(lián)一個(gè)熔斷器，或只裝間隙。后來(lái)在 20 世紀(jì) 30 年代初，發(fā)展成去游離避雷器，即由纖維管制成的管型避雷器，可以說(shuō)，現(xiàn)代避雷器、  “老祖母” 是在電報(bào)、電話上首先應(yīng)用的。由于電力系統(tǒng)迅速發(fā)展，它才在高電壓電力系統(tǒng)上不斷發(fā)展和完善?，F(xiàn)在 20 多萬(wàn)元一組 (5m 多高 )500 在制造即將安裝運(yùn)行的 30 萬(wàn)元一組的 750 8m 左右 )及保護(hù)電子回路的各型 19 世紀(jì) 90 年代初期， E. 出了磁吹間隙，用來(lái)保護(hù)直流電力設(shè)備，可以說(shuō)，這是現(xiàn)代磁吹避雷器的前身。 20 世紀(jì)初，開(kāi)始注意限制工頻續(xù)流問(wèn)題。 1901 年德國(guó)制成用串聯(lián)線性電阻限流的角形間隙，這是現(xiàn)代閥型避雷器的前身。上述保護(hù)裝置，實(shí)際上主要是用來(lái)防止感應(yīng)雷造成的事故。如果是直擊雷，或是擊于線路上的近區(qū)雷擊，電氣設(shè)備多數(shù)還會(huì)被擊毀。值得注意的是，近年德國(guó)一公司自稱造出吸收能量最大的 電壓保護(hù)器（多數(shù)是 4060，而且可通過(guò) 10/350s 長(zhǎng)波通流試驗(yàn)，其特點(diǎn)就是 聯(lián)一個(gè)磁吹角型間隙，其基本原理是早已有之的。因?yàn)樗c避雷器的 用 8/20s 波形不符，目前國(guó)際上除德國(guó)外，很少應(yīng)用。美國(guó)近年來(lái)只采用幾百安和最大 10/350是防感應(yīng)雷的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)軍隊(duì)電子計(jì)算機(jī)等信號(hào)回路的電纜進(jìn)線，其保護(hù)器試驗(yàn)波形曾采用 10/1000 1908 年瑞士 出利用高壓電容器作防雷元件的方案，通常是與電抗線圈配合使用，構(gòu)成防雷吸波器。 30 年代初，前蘇聯(lián)莫斯科電力系統(tǒng)曾用電感 線圈保護(hù)幾個(gè) 33電所，但因閥型避雷器裝于電感線圈外側(cè)，電感與變壓器入口電容諧振，使變壓器損壞，可惜未很好總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，后來(lái)多數(shù)電感元件沒(méi)有繼續(xù)使用。只是到了 60 年代，波蘭才在 35 110電所，利用裝于進(jìn)線入口的電感元件取得良好的防雷效果 (閥型避雷器裝于變壓器與電感元件之間，防止了 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 3 諧振 )。直到現(xiàn)在，電容電感元件還是我國(guó)和國(guó)外保護(hù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的有效保護(hù)裝置。  1907 年在美國(guó)出現(xiàn)了鋁電解避雷器，它曾用于 100壓電網(wǎng)。 1922 年美國(guó)西屋公司（ 出了自動(dòng)閥型避雷器。 1929 年美國(guó)通用電力公司（ 出契得特閥型避雷器，使系統(tǒng)雷擊損壞率下降，包括它的危害程度，但因工程規(guī)模小而未引人注目。例如， 編著名的科技史宏篇巨著“ A ，  “ t 以及國(guó)內(nèi)電工史專著，對(duì)于電工發(fā)展前期的防雷也是或不涉及，或語(yǔ)焉不詳。從避雷針到出現(xiàn)簡(jiǎn)單間隙、電容、線圈，經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的 158 年，到制出原始型避雷器，又經(jīng)過(guò)了 10 年。這絕非因?yàn)槿祟愔腔圬毨В请娏I(yè)的發(fā)展 ，才有了防雷的需要。直到出現(xiàn)幾千萬(wàn)和上億千瓦的聯(lián)合電力系統(tǒng) (如華北500架連接的系統(tǒng)裝機(jī)容量已近 4000 萬(wàn)千瓦，與華東、東北聯(lián)網(wǎng)后超過(guò) 1 億千瓦 )，其一次雷擊足以導(dǎo)致大面積的災(zāi)難，如美國(guó)有名的雷擊 35路引起的紐約大停電和芝加哥大停電，才迫使人們利用幾千萬(wàn)元的高壓試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行不斷的研究，使防雷系統(tǒng)日臻完善。與此相似，正是由于早期室內(nèi)只有電燈和馬達(dá)這類電器，其防雷要求不高，建筑物獨(dú)特之處不多。近年電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，而且多數(shù)裝在戶內(nèi)，才使防雷逐漸引起人們的重視，其防雷理論和防雷手段才與日俱增。  內(nèi)外研究現(xiàn)狀  對(duì)變電站的防雷保護(hù)的研究最早是從電磁兼容角度出發(fā)的，上世紀(jì) 60 年代美國(guó)電力工程技術(shù)人員對(duì)變電站的電磁干擾問(wèn)題主要從電子電路到電纜的電磁干擾禍合過(guò)程進(jìn)行研究，其成果后來(lái)形成了美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（  準(zhǔn)的一部分。 1978 年美國(guó)電力科學(xué)研究啟動(dòng)了編號(hào)為 研究項(xiàng)目，建立了一套新的變電站開(kāi)關(guān)柜的電磁干擾進(jìn)行了研究。全部工作歷時(shí)十余年，分為兩個(gè)階段完成。  第一階段的研究工作于 1983 年結(jié)束，并提出了研究報(bào)告。該報(bào)告介紹了測(cè)量系統(tǒng)的研制、變電站電磁環(huán)境的測(cè)量和數(shù)據(jù)分析方法以及初步結(jié)果，其中的測(cè)量數(shù)據(jù)包括一個(gè) 345電站、一個(gè) 500電站的實(shí)測(cè)結(jié)果和一個(gè)高壓實(shí)驗(yàn)室的模擬測(cè)量結(jié)果?；诖隧?xiàng)工作，發(fā)表了一系列的論文。文獻(xiàn)介紹了瞬態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的組成及其技術(shù)指標(biāo)，描述了在一個(gè) 115電站進(jìn)行的實(shí)際測(cè)量工作，給出了典型的電雷電干擾波形。文獻(xiàn)論述了通過(guò)模擬變電站的雷電瞬態(tài)干擾對(duì)二次設(shè)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 4 備進(jìn)行抗擾度測(cè)試的問(wèn)題，比較了時(shí)域和頻域測(cè)試的特點(diǎn)，給出了在變電站實(shí)測(cè)的典型雷電干擾波形，總結(jié)了高壓實(shí)驗(yàn)室模擬 測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)。文獻(xiàn)提出了一種分析變電站雷電瞬態(tài)電磁干擾問(wèn)題的時(shí)域模型，利用斜坡函數(shù)對(duì)時(shí)域雷電干擾波形進(jìn)行分解，并計(jì)算空間的時(shí)域電場(chǎng)和磁場(chǎng)，將預(yù)測(cè)分析的結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)做了對(duì)比。  第二階段的研究工作從 1986 年至 1993 年。測(cè)量工作涉及 7 個(gè)空氣絕緣變電站和 2 個(gè)氣體絕緣變電站，共組織了 13 次集中現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，測(cè)得近 800 多次事件的 3000 多個(gè)雷電電磁干擾波形，數(shù)據(jù)量約 500于此項(xiàng)工作，提出了完整的研究報(bào)告，發(fā)表了一系列的論文。文獻(xiàn)介紹了變電站的瞬態(tài)電磁場(chǎng)的測(cè)量工作，總結(jié)了微脈沖的特點(diǎn)，給出了部分測(cè)量結(jié)果，并對(duì) 不同頻率和不同場(chǎng)強(qiáng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行了定性分析。文獻(xiàn)給出了變電站雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)電磁干擾對(duì)幾種變電站電纜和內(nèi)部電纜線影響的測(cè)量結(jié)果，介紹了通過(guò) 場(chǎng)禍合和直接禍合的模型。將預(yù)測(cè)分析的結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。文獻(xiàn)總結(jié)了變電站瞬態(tài)電磁干擾的建模方法和測(cè)量技術(shù)，并將預(yù)測(cè)分析的結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。分析比較了開(kāi)關(guān)操作、雷擊和故障二種瞬態(tài)電磁干擾波形的特點(diǎn)，少與現(xiàn)有抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的限值進(jìn)行了對(duì)比。但是上述工作并未對(duì)二次設(shè)備所處的電磁環(huán)境進(jìn)行研究。  在分析雷擊效應(yīng)和對(duì) 電站的瞬態(tài)電磁干擾研究方面，瑞士科學(xué)家的 工作較為突出，瑞士洛桑聯(lián)邦土業(yè)大學(xué)的 授在文獻(xiàn)中介紹了分析雷擊效應(yīng)的建模方法，以及分析 電站和 電站電磁干擾問(wèn)題時(shí)建模的考慮因素。 文獻(xiàn)中對(duì) 電站內(nèi)、外過(guò)電壓現(xiàn)象作了概述，提出了利用球形電場(chǎng)傳感器測(cè)量實(shí)際 殼過(guò)電壓的方法，給出了部分實(shí)測(cè)結(jié)果。 文獻(xiàn)劉中介紹了對(duì)工業(yè)設(shè)備電磁兼容性的技術(shù)要求，提出把電磁干擾問(wèn)題按界面劃分處理的方法。  其他國(guó)家的研究工作也各具特色。德國(guó)的 文獻(xiàn)中介紹了針對(duì)一座 電站開(kāi)關(guān)操作 產(chǎn)生的雷電干擾所采取的屏蔽設(shè)計(jì)工程，并給出了屏蔽效能的部分實(shí)測(cè)結(jié)果。南非的 P. H. 文獻(xiàn)中給出了在 132275400個(gè)電壓等級(jí)的變電站測(cè)量的雷電瞬態(tài)電磁干擾的初步結(jié)果。英國(guó)的 C. 文獻(xiàn)中對(duì)現(xiàn)有變電站瞬態(tài)電磁干擾測(cè)量方法進(jìn)行了綜述，特別是對(duì)不同測(cè)量系統(tǒng)的特性進(jìn)行了分析比較。日本和意大利等國(guó)科學(xué)家也在該領(lǐng)域開(kāi)展了研究工作。  我國(guó)的廣播、郵電、交通、船舶、航大和軍工等行業(yè)在電磁兼容研究方面起步較早，結(jié)合各自的行業(yè)特點(diǎn)開(kāi)展了許多很有成效的研究工作。 20 世紀(jì) 80 年買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 5 代，隨著基于微電子技術(shù)的繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用與推廣，變電站的電磁兼容問(wèn)題在電力部門開(kāi)始得到關(guān)注。由于歐共體從 1996 年 1 月 1 口起執(zhí)行“ 89/336/磁兼容性指令”，使得我國(guó)各行業(yè)加大了對(duì)電磁兼容問(wèn)題的研究力度。改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)電力工業(yè)迅猛發(fā)展的趨勢(shì)也迫切要求盡快解決電力系統(tǒng)的電磁兼容問(wèn)題。在此背景下，國(guó)家電力公司所屬的中國(guó)電力科學(xué)研究院、南京自動(dòng)化研究院、武漢高壓研究所和華北電力大學(xué)等單位，以及四方公司、清華大學(xué)和武漢大學(xué)等單位相繼開(kāi)展了有關(guān)的研究工作。其中，中國(guó)電力科學(xué)研究院對(duì)高壓線路的電磁環(huán) 境進(jìn)行了深入研究巨，還組織出版了發(fā)電廠和變電站電磁兼容導(dǎo)則。清華大學(xué)則針對(duì)電力線路干擾臨近通信線路或金屬管線的問(wèn)題在數(shù)學(xué)建模和計(jì)算方法方面開(kāi)展了深入研究。南京自動(dòng)化研究院和四方公司的研究工作則主要側(cè)重在二次弱電設(shè)備的抗干擾問(wèn)題研究方面。  由于我國(guó)在建的變電站在電壓等級(jí)和主接線結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)特點(diǎn)與國(guó)外不同，因此，國(guó)外的測(cè)量與分析結(jié)果僅能作為參考。要想搞清我國(guó)變電站雷電瞬態(tài)電磁環(huán)境的實(shí)際情況，必須進(jìn)行獨(dú)立的測(cè)量和分析工作。  文 完成 的工作  針對(duì)以上問(wèn)題，本文的主要任務(wù)有以下幾個(gè)方面：  1、 對(duì)雷電對(duì)變 電站的設(shè)備的影響進(jìn)行 分析 ,通過(guò)雷電侵入設(shè)備的途徑，說(shuō)明雷電對(duì)設(shè)備的危害。  2、根據(jù)變電站對(duì)直擊雷的防護(hù)要求， 設(shè)計(jì)防護(hù)措施。  3、對(duì)接地的不同形式設(shè)計(jì)出符合要求的接地措施 。并對(duì)接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝。  4、 根據(jù)電源系統(tǒng)對(duì)防雷性能的要求，設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)的防雷方案。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 6 第 2 章  雷電的基本理論  雷電的認(rèn)識(shí)  雷電的破壞主要是直擊雷和感應(yīng)雷。直擊雷是雷云直接對(duì)物體放電，它對(duì)孤立突出的物體如高層的建筑物以及建筑物頂部的傳呼臺(tái)天線、衛(wèi)星天線等危害較大。感應(yīng)雷是由于雷云對(duì)大地的放電或雷云之間的迅速放電形成靜電感 應(yīng)和電磁感應(yīng)，研究表明 :靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于電磁感應(yīng)引起的浪涌。感應(yīng)雷主要通過(guò)電源線和信號(hào)線侵入二次設(shè)備并對(duì)其造成損壞。它們?cè)诙喾N導(dǎo)線中感生幾 幾十 高電位，并以波的式沿導(dǎo)線傳播，由導(dǎo)線引入室內(nèi)，從而危害二次設(shè)備。  其主要的雷電形式及雷害情況有以下幾種 : 1、直擊雷是指雷電直接擊在建筑物構(gòu)架、動(dòng)植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。  2、感應(yīng)雷是雷電在雷云之間或雷云對(duì)地放電時(shí)，在附近的戶外傳輸信號(hào)線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路 中間或終端的二次設(shè)備遭到損害。感應(yīng)雷雖然沒(méi)有直擊雷猛烈，但其發(fā)生的機(jī)率比直擊雷高得多。  3、雷電浪涌是近年來(lái)由于二次設(shè)備的不斷使用引起人們極大重視的一種雷電危害形式，同時(shí)其防護(hù)方式也在不斷完善。最常見(jiàn)的二次設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時(shí)在電源和通訊線路中感應(yīng)的雷電浪涌引起的。   電危害的實(shí)例  1981 年 8 月 27 日，江蘇省常州市某微波站遭到雷擊，電力載波 204 102 電路終端機(jī)報(bào)警整流器的 3 只整流二極管被擊穿；鉛皮電纜外皮與地網(wǎng)接觸處燒出凹坑；微波設(shè)備回路機(jī)的 4 線收發(fā)信號(hào)衰耗器燒壞 ，致使南京方向的 7 8 11路電話中斷，上海方向的第 7路不通。  1983 年 9 月西南某工程遭受一次雷擊，使配套的一批電子設(shè)備損壞，系統(tǒng)工作無(wú)法進(jìn)行，損壞的電子設(shè)備和元件有：  數(shù)字傳輸機(jī)一一損壞集成電路芯片 20多塊；  通信系統(tǒng)一一 8臺(tái)機(jī)中有 6臺(tái)受到不同程度的損壞；  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 7 時(shí)控單元一一脈沖處理回路和脈沖變換電路 4塊芯片損壞；  遙測(cè)系統(tǒng)一一由十連接電纜較長(zhǎng)，損壞電路板 3塊。  華中大電網(wǎng)有微波站近百個(gè)，其中進(jìn)口設(shè)備站 65 個(gè)。事故統(tǒng)計(jì)表明，造成設(shè)備損壞、導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間通信中斷的主要原因就是雷害。武一一衡線段的 15 個(gè)微波站有 12個(gè) 曾遭受雷擊影響正常通信，甚至損壞多臺(tái)設(shè)備。  1987年 8月 1日三門峽站受雷擊損壞 16臺(tái)裝置柜。  1990 年 9 月 27 日黑龍江省電力局調(diào)度大樓遭受雷擊，使調(diào)度自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和程控交換設(shè)備損壞停止運(yùn)行 27 小時(shí)。其中，程控交換機(jī)損壞電路板 8塊， 算機(jī)接口板損壞，遠(yuǎn)動(dòng)室調(diào)度模擬盤 43 塊顯示消失，  11 /24型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 存損壞 8塊。  1992 年 6 月 22 日傍晚，北京城區(qū)下了一陣中雨。 8 時(shí)左右，雷電擊中國(guó)國(guó)家氣象中心大樓樓頂，樓內(nèi)的大型計(jì)算機(jī)與小型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)癱瘓， 6 條同步線路和 1 條國(guó) 際同步線路被中斷。整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)停止工作 46 小時(shí)，氣象業(yè)務(wù)受到嚴(yán)重影響，損失數(shù)十萬(wàn)元，次日中央電視臺(tái)氣象預(yù)報(bào)空白。因?yàn)榇髽茄b有避雷針，使閃電由避雷針引入大地，所以大樓、人員及普通設(shè)備安然無(wú)恙，但是雷電流在四周產(chǎn)生的巨大脈沖電磁場(chǎng)，卻損壞了具有極為敏感的微電子器件及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。  1993 年 5 月 17 日和 6 月 3 日，雷擊廣西人民銀行證券中心，擊壞計(jì)算機(jī) 16臺(tái)，損失 11 萬(wàn)元。廣西南寧市兩個(gè)專業(yè)銀行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及電信局程控機(jī)也同時(shí)損壞。  1995 年 9 月 3 日 19時(shí) 55 分到 4 日 21 時(shí) 26 分，河南省三門峽市出現(xiàn)強(qiáng)雷雨天氣，致 使中國(guó)工行三門峽市湖濱支行遭受嚴(yán)重雷擊，當(dāng)即擊毀計(jì)算機(jī) 16 部、內(nèi)部電話總機(jī) 1臺(tái)，直接經(jīng)濟(jì)損失 15萬(wàn)元。  1996 年 8 月 31 日，華夏證券公司廣州分公司遭雷擊，損壞彩色及單色 換式集成器、四塊電話語(yǔ)音卡、微機(jī)設(shè)備等，經(jīng)濟(jì)損失約 28 多萬(wàn)元。 1996 年 6 月 22 日晚 9 時(shí)前后，天空鳥(niǎo)云密布，雷聲隆隆，忽遠(yuǎn)忽近。一聲巨響之后，北京東直門附近一座居民樓 2 至 6 層的 20 戶居民中， 15 臺(tái)電視機(jī)被強(qiáng)大的雷電擊毀 ;一層辦公室中的視招機(jī)、一臺(tái)觸摸式臺(tái)燈和小型程控電話交換機(jī)也被雷擊損壞；鄰近的一棟樓上，也有數(shù)臺(tái)電話機(jī)遭 到破壞。據(jù)報(bào)道，同日西城區(qū)展覽路也有居民的電視機(jī)和單位的電話機(jī)遭到雷擊。  1999 年 8 月 9 日，吉林省蛟河發(fā)生雷害，天崗地區(qū)某單位的通訊設(shè)備被雷擊毀，當(dāng)?shù)?1000 余臺(tái)電視機(jī)和 300 余部電話出現(xiàn)故障。雷害發(fā)生后的 36 小時(shí)內(nèi)，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 8 遠(yuǎn)離百里的蛟河市區(qū)，市話、手機(jī)全停，銀行專線無(wú)法正常運(yùn)行，損失嚴(yán)重。相當(dāng)多的公安機(jī)關(guān)的專線和軍事機(jī)關(guān)的雷達(dá)也受到雷擊。  2001 年 2 月 21 日 凌晨，由于 大霧閃絡(luò)造成外部電網(wǎng)對(duì)邯鄲鋼鐵股份有限公司電力供應(yīng)中斷，使煉鐵、煉鋼、軋鋼二大系統(tǒng)全面停產(chǎn)，這是公司歷史上從未有過(guò)的特大事故。由于停電影響，煉 鐵廠全部高爐斷水、斷電、斷氣，不同程度發(fā)生灌渣、燒壞冷卻設(shè)備等事故；煉鋼系統(tǒng)導(dǎo)致鐵水、鋼水落地，部分鐵包、鋼包損壞；軋鋼系統(tǒng)造成部分設(shè)備損壞。本次 停電事故，給公司生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響，初步估計(jì)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千萬(wàn)元 。  電站 的 防雷方案  雷云對(duì)地放電的主通道通過(guò)被保護(hù)物，就稱被保護(hù)物被直擊雷擊中。直擊雷發(fā)生的概率雖然很小，但其危害十分大，所以不能掉以輕心。有不少專家學(xué)者在努力研究有效防止直擊雷的方法。但直到今 天還是無(wú)法完全阻止直擊雷的發(fā)生。直擊雷的防護(hù)可以采取以下三個(gè)部分 進(jìn)行泄流。  1、 接閃器，避雷針及其變 形產(chǎn)品避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)等統(tǒng)稱為接閃器。歷史上對(duì)接閃器防雷原理的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生過(guò)誤解。當(dāng)時(shí)認(rèn)為 :避雷針?lè)览资且驗(yàn)槠浼舛朔烹娭泻土死自齐姾蓮亩苊饬死讚舭l(fā)生。所以當(dāng)時(shí)要求避雷針頂部一定要是尖端，以加強(qiáng)放電能力。后來(lái)研究表明 :一定高度的金屬導(dǎo)體會(huì)使大氣電場(chǎng)畸變。這樣，雷云就容易向該導(dǎo)體放電，并且能量越大的雷就越易被金屬導(dǎo)體吸引。這樣接閃器的防雷是因?yàn)閷⒗纂娨蜃陨矶乐沽吮槐Ｗo(hù)物被雷電擊中?，F(xiàn)在認(rèn)為任何良好接地的導(dǎo)體都可能成為有效的接閃器，而與它的形狀沒(méi)有關(guān)系。  2、 引下線，引下線的作用是將接閃器的雷電流安全的導(dǎo) 引入地。引下線應(yīng)與各層均壓環(huán)焊接，采用 10圓鋼或相同面積的扁鋼。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的建筑物，引下線應(yīng)利用建筑物內(nèi)的鋼筋作為防雷引下線。采用多根引下線不但提高了防雷裝置的可靠性，而多根引下線的分流作用可大大降低每根引下線的沿線壓降，讓雷電流均勻入地，便于地網(wǎng)散流，以均衡電位，減少側(cè)擊的危險(xiǎn)。同時(shí)，均勻?qū)ΨQ布置可使引下線瀉流時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電磁場(chǎng)在引下線所包圍的建筑物內(nèi)相互抵消，減小雷擊感應(yīng)的危險(xiǎn)。  3、 接地體，接地體是指埋在土壤中起散流作用的導(dǎo)體，接地體應(yīng)采用鋼管(直徑大于 50厚大于 角鋼 (不小 于 50 50 5扁鋼 (不小于 40 4并應(yīng)將多根接地體連接成地網(wǎng)。地網(wǎng)的 布置應(yīng)優(yōu)先采用環(huán)型地網(wǎng)。引下線應(yīng)連接在環(huán)型地網(wǎng)的四周，這樣有利于 雷電流的散流和內(nèi)部電位的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 9 均衡。垂直接地體一般長(zhǎng)為 深 極間隔 5m，水平接地體應(yīng)埋深 1m，其向建筑物外引出的長(zhǎng)度一般不大于 50m 。  感應(yīng)雷是因?yàn)橹睋衾追烹姸袘?yīng)到附近的金屬導(dǎo)體中的，它可以通過(guò)兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體，一是靜電感應(yīng) ： 在雷云中的電荷積聚時(shí)，附近的導(dǎo)體也會(huì)感應(yīng)上相反的電荷。當(dāng)雷擊放電時(shí)，雷云中的 電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中原來(lái)被雷云電場(chǎng)束縛的靜電荷也會(huì)沿導(dǎo)體流動(dòng)尋找釋放通道，這樣就在電路中形成電脈沖。二是電磁感應(yīng) ： 在雷云放電時(shí)，迅速變化的雷 電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場(chǎng)，在其附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生很高的感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)。研究表明 ：靜電感應(yīng)方式引起的浪涌數(shù)倍于 電磁感應(yīng)引起的浪涌。感應(yīng)雷的引入通道很多，可以通過(guò)電源線、天饋線、信號(hào)線的禍合進(jìn)入二次設(shè)備。也可以通過(guò)其人工金屬管引入，如水管、風(fēng)管、煤氣管，電纜金屬外皮等都可以是感應(yīng)和禍合途徑。所以感應(yīng)雷對(duì)二次設(shè)備的危害最大 。  1、 電源部分防護(hù)，雷電主要通過(guò)線路進(jìn)入二次設(shè)備 。高壓部分電力局有專用 的 高 壓 避 雷 裝 置 ， 電 力 傳 輸 線 把 對(duì) 地 的 電 壓 限 制 到 小 于 6000V （ ，而線對(duì)線則無(wú)法控制。所以對(duì) 380V 低壓線路應(yīng)進(jìn)行過(guò)電壓保護(hù)。按照國(guó)家規(guī)范應(yīng)分二部分 :在高壓變壓器后端到建筑物總配電房 間的電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器，作為一級(jí)保護(hù) ;在樓層配電箱間電纜內(nèi)芯線兩端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器作為二級(jí)保護(hù) ;在所有重要的，精密的設(shè)備及 前端應(yīng)對(duì)地加裝避雷器，作為二級(jí)保護(hù)。多級(jí)保護(hù)的目的是用分流限幅技術(shù)將雷電過(guò)電壓(脈沖 )能量分流泄入大地，能有效地提高敏感設(shè)備抵御雷電電磁脈沖的能 力。  2、 信號(hào)部分保護(hù)，由于雷電波在線路上能感應(yīng)出較高的瞬時(shí)沖擊能量。因此要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠承受較高能量的瞬時(shí)沖擊，而目前大部分設(shè)備由于電子元器件的高度集成化而使耐過(guò)電壓、耐過(guò)電流水平下降，必須在網(wǎng)絡(luò)通信接口處加裝必要的防雷保護(hù)裝置以確保網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行。對(duì)于信息系統(tǒng)的保護(hù)一般應(yīng)分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。粗保護(hù)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別分別確定，精細(xì)保護(hù)要根據(jù)設(shè)備的敏感度來(lái)進(jìn)行確定。如光纖的防雷主要是針對(duì)其金屬護(hù)皮和金屬芯線。同軸電纜天饋線應(yīng)加裝相應(yīng)的高頻避雷器，避雷器的地線應(yīng)就近與機(jī)房的接地匯接排相連。 監(jiān)控信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸線可加裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)避雷器。  3、 等電位聯(lián)結(jié)及設(shè)備接地，對(duì)二次設(shè)備及系統(tǒng)的各導(dǎo)電部分建立電位基本相等的電氣連接，以減少各金屬物和系統(tǒng)之間的電位差是等電位聯(lián)結(jié)的目的。實(shí)行等電位聯(lián)結(jié)的主體應(yīng)包括 ： 設(shè)備所在建筑物的主要金屬構(gòu)件和進(jìn)入建筑物的金屬管道、供電線路 (含其外露可導(dǎo)電部分 )、防雷裝置、由二次設(shè)備構(gòu)成的信息系買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 10 統(tǒng)。將機(jī)房、變電房、鐵塔的接地極連接起來(lái)，組成聯(lián)合地網(wǎng)。如果是框架結(jié)構(gòu)的機(jī)房，建筑物的基礎(chǔ)鋼筋是優(yōu)良的環(huán)型接地網(wǎng)。聯(lián)合地網(wǎng)通過(guò)合理的布置接地線可以實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間的等電位。接地有單點(diǎn)接地、多點(diǎn) 接地和混合接地 3 種方式。從抗干擾的角度講 ： 低頻設(shè)備宜用單點(diǎn)接地 ;高頻宜用多點(diǎn)接地 ;高、低頻混合設(shè)備宜采用混合接地。接地線要求是粗、短、直，要兼顧到泄放設(shè)備短路電流和泄放雷電流的能力。     在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行浪涌防護(hù)時(shí)，必須在浪涌輸入通道的端口上將其有效的抑制。抑制浪涌的主要手段是采用 涌保護(hù)器件 )。為實(shí)現(xiàn)多級(jí)配合，要計(jì)算各級(jí)間的能量配合，可串入電阻或電感元 件。根據(jù)二次設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，把二次設(shè)備的浪涌保護(hù)分為三個(gè)部分 ：  1、 電源系統(tǒng)的保護(hù)。二次設(shè)備的電源雷電侵害主要是通過(guò)線路侵入。對(duì)380國(guó)家規(guī)范應(yīng)采取多級(jí)保護(hù)。  2、 信號(hào)電路的保護(hù)。信號(hào)電路是電子系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于 信息系統(tǒng)，信號(hào)線路的保護(hù)應(yīng)分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)。  3、 二次設(shè)備的綜合防護(hù)。浪涌對(duì)二次設(shè)備的危害除了通過(guò)前面兩種主要途徑侵入設(shè)備外，還會(huì)通過(guò)其他途徑危及二次設(shè)備的安全運(yùn)行。因此為了保證二次設(shè)備的萬(wàn)無(wú)一失，還需要對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行綜合防護(hù)。  為了防止浪涌電壓對(duì)二次設(shè)備的干擾和破壞，國(guó)際上通常采用浪涌保護(hù)技術(shù)。所謂浪涌保護(hù)技術(shù)就是采用浪涌保護(hù)器在最短時(shí)間 (  )內(nèi)將被保護(hù)線路接入等電位系統(tǒng)中，使 設(shè)備各端口等電位，同時(shí)釋放電路上因雷擊或其它原因而產(chǎn)生的大量脈沖能量，將其短路泄放到大地，降低設(shè)備各接口端的電位差，從而保護(hù)線路上用戶的設(shè)備。  現(xiàn)在市場(chǎng)上比較好的浪涌保護(hù)器基本上是從國(guó)外進(jìn)口的如德國(guó)  國(guó) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊化，更換簡(jiǎn)單方便 ;還有配套的后備保護(hù)措施，使產(chǎn)品的工作更可靠，但價(jià)格一般比較貴。我國(guó)二次設(shè)備浪涌保護(hù)器的發(fā)展相對(duì)國(guó)外還較落后。但也有不少的企業(yè)正在從事浪涌保護(hù)器的研發(fā)和生產(chǎn)。例如廣州雷迅的  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 11 第 3 章  直擊雷防護(hù)  擊雷 保護(hù)措施 的選用  變電站直擊雷的防雷措施 有 ：  1 、防止反擊：設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引線的入地點(diǎn)，避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備。  2 、裝設(shè)集中接地裝置：上述接 地應(yīng)與總線地網(wǎng)連接，并在連接下加裝集中接地裝置，其工頻接地電阻 不得 大于 10 。  3 、主控室（樓）或網(wǎng)絡(luò)控制樓及屋內(nèi)配電裝置直擊雷的保護(hù)措施。 若有金屬屋頂或屋頂有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，將金屬部分接地。 若屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地。 若結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電的屋頂時(shí)，采用避雷 帶 保護(hù)，該避雷帶的網(wǎng)絡(luò)為 8 10m 設(shè)引下線接地。  而 架構(gòu)避雷 針是變電站防直擊雷的常用措施，避雷針是防護(hù)電氣設(shè)備、建筑物不受直接雷擊的雷電接收器，其作用是把雷電吸引到避雷針身上并安全地將雷電流引入大地中，從而起到保護(hù)設(shè)備效果；雷擊避雷針后，不出現(xiàn)反擊。變電站裝設(shè)避雷針時(shí)應(yīng)使所有被保護(hù)設(shè)備都處于避雷針保護(hù)范圍之內(nèi)，此外，還應(yīng)采取措施，防止雷擊避雷針時(shí)的反擊事故。對(duì)于 35電站，保護(hù)室外設(shè)備及架構(gòu)安全，必須裝有獨(dú)立的避雷針。獨(dú)立避雷針及其接地裝置與被保護(hù)建筑物及電纜等金屬物之間的距離不應(yīng)小于五米，主接地網(wǎng)與獨(dú)立避雷針的地下距離不能小 于三米，獨(dú)立避雷針的獨(dú)立接地裝置的引下線接地電阻 不可大于 10，并需滿足不發(fā)生反擊事故的要求；對(duì)于 110以上的變電站，架構(gòu)避雷針是直擊雷防護(hù)的主要 措施。由于 110以上電壓等級(jí)配電裝置的絕緣水平較 高，因此，雷擊避雷針時(shí)在其架構(gòu)上出現(xiàn)的高電位不會(huì)造成反擊事故。架構(gòu)避雷針應(yīng)與接地網(wǎng)連接，并增設(shè)鋪助接地裝置，同時(shí)避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點(diǎn)，沿接地體的長(zhǎng)度應(yīng)大于十五米。因此，雷擊避雷針在變電站產(chǎn)生的高電位不會(huì)造成電氣設(shè)備的反擊事故。  雷針的選擇  避雷針一般采用鍍鋅圓鋼（針長(zhǎng) 1m 以下時(shí)直徑不小于 12長(zhǎng) 1 26鍍鋅鋼管（針長(zhǎng) 1m 以下時(shí)直徑不小于 20長(zhǎng) 125成。它的下端要經(jīng)過(guò)引下線與接地裝置連接。避雷買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 12 針的 保護(hù)范圍，以它能防護(hù)直擊雷的空間來(lái)表示。 1994 年的建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范則規(guī)定采用 薦的“滾球法”來(lái)確定。  所謂“滾球法”，就是選擇一個(gè)半徑為 球半徑）的球體，沿需要直擊雷的部位滾動(dòng)，如果球體直接觸到避雷針與地面，而不觸及需要保護(hù)的部位，則該部位就在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。  按實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)校驗(yàn)后，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)  目前推薦 1d 和 2d 應(yīng)滿足下式要求 : 1d 0.2  2d 0.3 1d h 2d 對(duì)較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí) ,采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍 大。因此，為了對(duì)本站覆蓋 ,采用四支避雷針。被保護(hù)變電所總長(zhǎng) 手冊(cè)，門型架構(gòu)高 15m。避雷針的擺放如圖  避雷針裝置  ；  （式  （式 以 ,需要避雷針的高度 h 為 : h 157135          （式  四只避雷針?lè)殖蓛蓚€(gè)三只避雷針選擇 . 驗(yàn)算 :首先驗(yàn)算 1 2 3號(hào)避雷針  對(duì)保護(hù)的高度 : 1 2號(hào)針之間的高度： 0h 23m 15m 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 13 2 3號(hào)針之間的高度： 0h 15m 1 3號(hào)針之間的高度 : 0h                 19 5m 由上可見(jiàn) ,對(duì)保護(hù)物的高度是能滿足要求的。  對(duì)保護(hù)寬度 : 1 2號(hào)針的保護(hù)寬度 : 0h 3 15) 12 0 2 3號(hào)針之間的寬度 : 0h 15) 0 由此可見(jiàn) ,對(duì)保護(hù)物的寬度是能滿足要求的。  所以 ,1 2 3針是滿足要求的。  由于 4 針的擺放是長(zhǎng)方形 ,所以， 134 針也是滿足要求的。即 ,四只高度選為35 雷針的安裝  避雷針安裝時(shí)應(yīng)注意：  1、 基礎(chǔ)填搗混凝土為 工安裝避雷針時(shí)，需在基礎(chǔ)強(qiáng)度達(dá)到 80 以后可拆去固定纜風(fēng)。  2、 構(gòu)件焊接和安裝要求與桿塔施工相同，外露金屬除鍍鋅者外需用紅丹打底，表面刷灰漆防銹。  3、 基礎(chǔ)施工開(kāi)挖基坑時(shí) 須注意勿擾動(dòng)基坑四周的土壤，最好使其保持原狀，并要防止雨水侵入，在不能保證基礎(chǔ)周圍土壤原狀情況時(shí)，回填土?xí)r必須分層夯實(shí)，且在澆灌混凝土?xí)r應(yīng)用模板。  4、避雷針組裝后要求一次完成豎立吊裝，當(dāng)起吊中因故重新放倒桿身時(shí)，應(yīng) 橫放 方式在地面支撐。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828或 11970985 14 第 4 章  雷電