談變電站電氣設(shè)備接地防雷安全對(duì)策

1、談變電站電氣設(shè)備接地防雷平安對(duì)策 談變電站電氣設(shè)備接地防雷平安對(duì)策 【摘要】:雷電是一種破壞力非常大的自然現(xiàn)象。雷電的有電壓高、電流大的特點(diǎn)，所以，雷電對(duì)于變電站而言具有極強(qiáng)的破壞性。而電能是一個(gè)國(guó)家的最常用的根本能源，所以，對(duì)變電站的防雷工作必須重視。 【關(guān)鍵詞】：變電站；雷電；避雷針 中圖分類(lèi)號(hào)：TU895文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 引言 雷電是產(chǎn)生在積雨里的一種大氣的放電現(xiàn)象。在形成的過(guò)程中, 積雨的云中局部帶有正電荷, 局部帶有負(fù)電荷, 而當(dāng)云層中電荷總量到達(dá)一定程度時(shí),不同電荷的云團(tuán)之間, 或者是云團(tuán)和大地之間形成的電壓非常大，足夠大的電壓可以擊穿空氣。云團(tuán)游離放電的時(shí)候,不同種的

2、電荷之間進(jìn)行劇烈中和反響, 此時(shí)就會(huì)形成非常大的電流, 并且會(huì)產(chǎn)生閃電和巨大的響聲, 從而就形成了人們常見(jiàn)的雷電. 電力系統(tǒng)中最重要的組成局部就是變電站，如果變電站發(fā)生雷擊事故，有可能對(duì)變壓器及其它電氣設(shè)備造成破壞，從而引起大面積長(zhǎng)時(shí)間的停電，嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活。電力系統(tǒng)的防雷保護(hù)是一項(xiàng)比擬復(fù)雜的工作,但對(duì)變電站的平安使用,電氣設(shè)備的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用,文章通過(guò)對(duì)雷電的危害性及雷擊方式進(jìn)行全面介紹,同時(shí)提出對(duì)變電站的防雷保護(hù)采取有效的措施和對(duì)策,為設(shè)備的平安穩(wěn)定運(yùn)行提供有力的保障。 一、變電站遭受雷擊的主要原因及危害 雷電是帶電荷的雷云引起的放電現(xiàn)象,雷電從形式上可以分為直擊雷

3、和感應(yīng)雷。直擊雷直擊于變電站的設(shè)備上, 形成強(qiáng)大的雷電流，雷電流在電力裝置上產(chǎn)生較高的電壓，雷電流通過(guò)物體時(shí)，將產(chǎn)生有破壞作用的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，可以造成線路的開(kāi)斷、跳閘及其他設(shè)備故障。這些設(shè)備對(duì)雷電的耐受力很低,一旦遭受雷電損壞,后果將不堪設(shè)想。架空路線的雷電感應(yīng)過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站,它是導(dǎo)致變電站雷害的主要原因,對(duì)變電站的破壞主要有對(duì)變電站的調(diào)度、載波、通信、監(jiān)控設(shè)備和根本設(shè)備的危害,假設(shè)不采取防護(hù)措施,勢(shì)必造成變電站電氣設(shè)備絕緣損壞,引發(fā)事故。感應(yīng)雷是變電站的雷擊防雷系統(tǒng)產(chǎn)生的一種雷電放電，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，這樣就會(huì)影響整個(gè)變電站系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果雷

4、電流泄入大地必須會(huì)通過(guò)變電站的內(nèi)接地網(wǎng)，所以地網(wǎng)上會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊電位。這樣就可能導(dǎo)致變電站的一些部位會(huì)產(chǎn)生還擊的現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致變電站的電氣設(shè)備的絕緣性降低；或者避雷接地引線在引入雷擊產(chǎn)生的電流入地時(shí)，強(qiáng)大的電流會(huì)使引地線的周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，從而使變電站的一些設(shè)備不能正常運(yùn)行。 二、變電站防雷的原那么 目前的防雷設(shè)計(jì)，最根本的方法就是從外部保護(hù)、內(nèi)部保護(hù)和過(guò)電壓保護(hù)三個(gè)方面進(jìn)行防護(hù)。1、外部防雷：就是避雷針和接地系統(tǒng)而構(gòu)成的外部防雷系統(tǒng)，可以將大局部雷電流導(dǎo)入地下，從而到達(dá)保護(hù)建筑物的目的，直接防止了因雷擊導(dǎo)致火災(zāi)的事故以及危及人身平安的其他事故發(fā)生。2、內(nèi)部防雷

5、：直擊遭受雷擊的金屬體，在接受閃電的瞬間會(huì)與大地之間存在很高的電壓，而這高電壓和與大地連接的其他金屬物品之間發(fā)生的放電反響就叫還擊。所以，內(nèi)部防雷的意思就是阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號(hào)線引入的過(guò)電壓波。這需要做好等電位連接，通過(guò)電壓保護(hù)器對(duì)電源線、信號(hào)線、金屬管道等進(jìn)行等電位連接，來(lái)防止雷擊事故的發(fā)生。3、接地裝置：接地是避雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，不管是直擊雷還是感應(yīng)雷防護(hù)，都要通過(guò)接地裝置導(dǎo)入大地，接地裝置的作用是把雷電流對(duì)接閃器閃擊的電荷泄入大地，使其與大地的異種電荷相中和。因此，有良好的接地是防雷的最重要的環(huán)節(jié)之一。 總之，在防雷實(shí)踐中以上三道防線缺一不可。實(shí)踐中需要從防直擊雷、防感應(yīng)雷電波侵入、

6、防雷電電磁感應(yīng)等方面進(jìn)行系統(tǒng)分析，在設(shè)計(jì)防雷時(shí)，要從單純的避雷針引雷入地的無(wú)源保護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)橛性春蜔o(wú)源防護(hù)結(jié)合的三維防護(hù)。 三、變電站防雷及抗干擾措施 變電站防雷的措施總體可以為兩種:第一種是防止雷電電流進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)，第二種那么是利用二次保護(hù)裝置把雷電流引入接地網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際不同的電網(wǎng)中，我們應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的雷電的形式、雷電的頻率、電流強(qiáng)度和需要保護(hù)的設(shè)施重要性，來(lái)采取符合需要的保護(hù)措施。 1、正確屏蔽雷電流 對(duì)于微機(jī)保護(hù)的控制裝置，電力系統(tǒng)的通信線路應(yīng)該采用帶有屏蔽層的多絞屏蔽電纜，并且應(yīng)該盡可能把強(qiáng)電的導(dǎo)線單獨(dú)安裝，同時(shí)保證電纜的屏蔽層接地自始至終都只有一個(gè)點(diǎn)。這是因?yàn)樵谧冸娬局?，電力裝置里既

7、有模擬的電路還有數(shù)字的電路，所以，數(shù)字設(shè)備和模擬設(shè)備必須應(yīng)該分開(kāi)，最后它們只能夠具有一個(gè)連接點(diǎn)，假設(shè)兩者不分開(kāi)，將會(huì)互相地干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至可能損壞設(shè)備。 2、加裝浪涌的二次保護(hù)器 變電站開(kāi)關(guān)的操作、靜電放電現(xiàn)象及閃電放電時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓可能會(huì)對(duì)電力設(shè)備造成消滅性的傷害或者加快它的老化過(guò)程。對(duì)于浪涌現(xiàn)象的保護(hù)方法主要是在變電站系統(tǒng)內(nèi)加裝浪涌的二次保護(hù)器。浪涌的二次保護(hù)器是采用同等電位的原理，及時(shí)把浪涌電流導(dǎo)入接地系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)的過(guò)電壓現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，瞬時(shí)的高電壓將會(huì)抑制電力二極管(Rm)作為反響速度最快的電力元件首先動(dòng)作，同時(shí)開(kāi)始泄放巨大的雷電電流，并且把輸出的電壓鉗位控制在它的截止電壓之上，從而十

8、分有效地防止了巨大的過(guò)電壓對(duì)于電力設(shè)備的損傷。當(dāng)加在TVS里的放電的電流隨著電壓幅值的上升進(jìn)而使得充氣式的放電器(HFB)兩端放電電壓超過(guò)了它的點(diǎn)火電壓UM時(shí)，GDT將會(huì)瞬時(shí)動(dòng)作，并且也會(huì)開(kāi)始泄放雷電電流。這時(shí)，GDT呈現(xiàn)低阻的狀態(tài)，它的兩端僅僅只有2040V的電弧電壓，所以可以防止因?yàn)檫^(guò)電壓的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)進(jìn)而把TVS燒毀。 3、變電所接閃器 在變電站發(fā)生雷擊之后，防雷系統(tǒng)可以通過(guò)直接攔截的方法，引導(dǎo)雷電流進(jìn)入接地網(wǎng)。接閃器有避雷針和避雷線兩種。小型的變電所多數(shù)裝備獨(dú)立的避雷針，大型的變電所通常在變電所的架構(gòu)上采取避雷針和避雷線，或者把兩者相結(jié)合，并且大型變電所對(duì)于引流的線路和接地的裝置都有十分

9、嚴(yán)格的要求。 4、變電所避雷器 避雷器能夠把侵入變電所中的雷電流降低至電氣裝置的絕緣強(qiáng)度允許范圍以?xún)?nèi)。我國(guó)的變電所避雷器主要采用的是金屬氧化物的避雷路器(ROA)，西方的國(guó)家除了使用ROA之外，還在所有的電氣裝置內(nèi)安裝空氣的間隙，并作為ROA失效之后的備用設(shè)備。 5、合理布置避雷裝置的安裝位置 目前，大多數(shù)的RTU子站(或者一體化的微機(jī)二次保護(hù)裝置等)，大局部安裝在了高壓室的配電開(kāi)關(guān)柜上，電力的量測(cè)信息通過(guò)從高壓配電室接到主控臺(tái)的通信電纜來(lái)傳輸，以MS-525等接口的方式與RTU(或這通信管理機(jī)器等)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。所以，通信電纜非常容易受到來(lái)自于開(kāi)關(guān)的誤操作、電力負(fù)荷的波動(dòng)和強(qiáng)電的電纜所產(chǎn)生的巨大電磁場(chǎng)干擾，這些巨大的干擾輕那么會(huì)增大電力量測(cè)信息的誤碼率，重那么可能使得MS-525等數(shù)據(jù)接口發(fā)生損壞。此外，夏天時(shí)高壓室里的溫度比擬高，RTU的子站(或者一體化的微機(jī)二次保護(hù)裝置等)內(nèi)部因?yàn)闊崃窟^(guò)高而產(chǎn)生的干擾噪聲現(xiàn)象不容無(wú)視。 針對(duì)上面分析的問(wèn)題，我們可以把RTU的子站(或者一體化的微機(jī)二次保護(hù)裝置等)在主控臺(tái)里集中組屏，這樣做不僅能夠減少物理干擾源(包括室內(nèi)溫度)對(duì)于電力裝置的影響，還可以改善電力設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境，并且能夠方便檢修和試驗(yàn)人員對(duì)電力裝置年檢的預(yù)試工作。 總結(jié) 綜上所述，只要我們了解了雷電產(chǎn)生的危害，正確、合理地選擇發(fā)電廠和變電所的防雷保護(hù)措施及接地保護(hù)方