談變電站電氣設備接地防雷安全對策

1、談變電站電氣設備接地防雷平安對策 談變電站電氣設備接地防雷平安對策 【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，所以，雷電對于變電站而言具有極強的破壞性。而電能是一個國家的最常用的根本能源，所以，對變電站的防雷工作必須重視。 【關(guān)鍵詞】：變電站；雷電；避雷針 中圖分類號：TU895文獻標識碼： A 文章編號： 引言 雷電是產(chǎn)生在積雨里的一種大氣的放電現(xiàn)象。在形成的過程中, 積雨的云中局部帶有正電荷, 局部帶有負電荷, 而當云層中電荷總量到達一定程度時,不同電荷的云團之間, 或者是云團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。云團游離放電的時候,不同種的

2、電荷之間進行劇烈中和反響, 此時就會形成非常大的電流, 并且會產(chǎn)生閃電和巨大的響聲, 從而就形成了人們常見的雷電. 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，有可能對變壓器及其它電氣設備造成破壞，從而引起大面積長時間的停電，嚴重影響國民經(jīng)濟和人民生活。電力系統(tǒng)的防雷保護是一項比擬復雜的工作,但對變電站的平安使用,電氣設備的正常運行有著至關(guān)重要的作用,文章通過對雷電的危害性及雷擊方式進行全面介紹,同時提出對變電站的防雷保護采取有效的措施和對策,為設備的平安穩(wěn)定運行提供有力的保障。 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、和感應雷。直擊雷直擊于變電站的設備上, 形成強大的雷電流，雷電流在電力裝置上產(chǎn)生較高的電壓，雷電流通過物體時，將產(chǎn)生有破壞作用的熱效應和機械效應，可以造成線路的開斷、跳閘及其他設備故障。這些設備對雷電的耐受力很低,一旦遭受雷電損壞,后果將不堪設想。架空路線的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電站,它是導致變電站雷害的主要原因,對變電站的破壞主要有對變電站的調(diào)度、載波、通信、監(jiān)控設備和根本設備的危害,假設不采取防護措施,勢必造成變電站電氣設備絕緣損壞,引發(fā)事故。感應雷是變電站的雷擊防雷系統(tǒng)產(chǎn)生的一種雷電放電，甚至會產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，這樣就會影響整個變電站系統(tǒng)的正常運行。如果雷

4、電流泄入大地必須會通過變電站的內(nèi)接地網(wǎng)，所以地網(wǎng)上會產(chǎn)生一定的沖擊電位。這樣就可能導致變電站的一些部位會產(chǎn)生還擊的現(xiàn)象，甚至會出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，從而導致變電站的電氣設備的絕緣性降低；或者避雷接地引線在引入雷擊產(chǎn)生的電流入地時，強大的電流會使引地線的周圍產(chǎn)生強大的電磁場，從而使變電站的一些設備不能正常運行。 二、變電站防雷的原那么 目前的防雷設計，最根本的方法就是從外部保護、內(nèi)部保護和過電壓保護三個方面進行防護。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入地下，從而到達保護建筑物的目的，直接防止了因雷擊導致火災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)、信號線引入的過電壓波。這需要做好等電位連接，通過電壓保護器對電源線、信號線、金屬管道等進行等電位連接，來防止雷擊事故的發(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雷防護，都要通過接地裝置導入大地，接地裝置的作用是把雷電流對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，在防雷實踐中以上三道防線缺一不可。實踐中需要從防直擊雷、防感應雷電波侵入、

6、防雷電電磁感應等方面進行系統(tǒng)分析，在設計防雷時，要從單純的避雷針引雷入地的無源保護轉(zhuǎn)變?yōu)橛性春蜔o源防護結(jié)合的三維防護。 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入電網(wǎng)系統(tǒng)，第二種那么是利用二次保護裝置把雷電流引入接地網(wǎng)絡。在實際不同的電網(wǎng)中，我們應該根據(jù)現(xiàn)場采集的雷電的形式、雷電的頻率、電流強度和需要保護的設施重要性，來采取符合需要的保護措施。 1、正確屏蔽雷電流 對于微機保護的控制裝置，電力系統(tǒng)的通信線路應該采用帶有屏蔽層的多絞屏蔽電纜，并且應該盡可能把強電的導線單獨安裝，同時保證電纜的屏蔽層接地自始至終都只有一個點。這是因為在變電站中，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)字設備和模擬設備必須應該分開，最后它們只能夠具有一個連接點，假設兩者不分開，將會互相地干擾，嚴重時甚至可能損壞設備。 2、加裝浪涌的二次保護器 變電站開關(guān)的操作、靜電放電現(xiàn)象及閃電放電時產(chǎn)生的瞬時過電壓可能會對電力設備造成消滅性的傷害或者加快它的老化過程。對于浪涌現(xiàn)象的保護方法主要是在變電站系統(tǒng)內(nèi)加裝浪涌的二次保護器。浪涌的二次保護器是采用同等電位的原理，及時把浪涌電流導入接地系統(tǒng)。當系統(tǒng)的過電壓現(xiàn)象發(fā)生時，瞬時的高電壓將會抑制電力二極管(Rm)作為反響速度最快的電力元件首先動作，同時開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電壓對于電力設備的損傷。當加在TVS里的放電的電流隨著電壓幅值的上升進而使得充氣式的放電器(HFB)兩端放電電壓超過了它的點火電壓UM時，GDT將會瞬時動作，并且也會開始泄放雷電電流。這時，GDT呈現(xiàn)低阻的狀態(tài)，它的兩端僅僅只有2040V的電弧電壓，所以可以防止因為過電壓的持續(xù)時間長進而把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)可以通過直接攔截的方法，引導雷電流進入接地網(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，并且大型變電所對于引流的線路和接地的裝置都有十分

9、嚴格的要求。 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度允許范圍以內(nèi)。我國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(或者一體化的微機二次保護裝置等)，大局部安裝在了高壓室的配電開關(guān)柜上，電力的量測信息通過從高壓配電室接到主控臺的通信電纜來傳輸，以MS-525等接口的方式與RTU(或這通信管理機器等)進行數(shù)據(jù)傳送。所以，通信電纜非常容易受到來自于開關(guān)的誤操作、電力負荷的波動和強電的電纜所產(chǎn)生的巨大電磁場干擾，這些巨大的干擾輕那么會增大電力量測信息的誤碼率，重那么可能使得MS-525等數(shù)據(jù)接口發(fā)生損壞。此外，夏天時高壓室里的溫度比擬高，RTU的子站(或者一體化的微機二次保護裝置等)內(nèi)部因為熱量過高而產(chǎn)生的干擾噪聲現(xiàn)象不容無視。 針對上面分析的問題，我們可以把RTU的子站(或者一體化的微機二次保護裝置等)在主控臺里集中組屏，這樣做不僅能夠減少物理干擾源(包括室內(nèi)溫度)對于電力裝置的影響，還可以改善電力設備運行的環(huán)境，并且能夠方便檢修和試驗人員對電力裝置年檢的預試工作。 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措施及接地保護方