變電防雷防過(guò)電壓

變電站電氣設(shè)備防雷及過(guò)電壓保護(hù)變電站防雷接地核查1：核查變電站接地體熱容量；2：全面清查變電站防雷接地措施執(zhí)行情況（出線加裝避雷器，二次接地

）3：加強(qiáng)雷暴雨后變電站防雷接地設(shè)施檢查（避雷器動(dòng)作計(jì)數(shù)

）變電站防雷接地隱患排查電網(wǎng)設(shè)備經(jīng)受強(qiáng)雷暴雨的嚴(yán)峻考驗(yàn)后面臨迎峰度夏期間高溫大負(fù)荷及惡劣天氣的交替侵襲部分變電站暴露出設(shè)備接地不規(guī)范、反措執(zhí)行不力的問(wèn)題高電壓設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)過(guò)電壓的定義過(guò)電壓的分類過(guò)電壓的特點(diǎn)過(guò)電壓的危害過(guò)電壓的保護(hù)過(guò)電壓的防范過(guò)電壓與絕緣配合過(guò)電壓定義——超過(guò)正常數(shù)值—持續(xù)工頻電壓(其值不超過(guò)設(shè)備最高電壓Um，持續(xù)時(shí)間等于設(shè)備設(shè)計(jì)的運(yùn)行壽命)；按照作用電壓的幅值、波形及持續(xù)時(shí)間，可分為：

—暫時(shí)過(guò)電壓(包括工頻電壓升高、諧振過(guò)電壓)；

—緩波前(操作)過(guò)電壓；

—快波前(雷電)過(guò)電壓；

—陡波前過(guò)電壓（VFTO,GIS）；

—聯(lián)合過(guò)電壓（500kV設(shè)備耐壓）。過(guò)電壓定義（波圖）過(guò)電壓分類過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合

雷區(qū)劃分(15/40/90個(gè)/年，氣象觀測(cè)站提供的數(shù)值)接地方式（不接地，有效接地，消弧線圈，電阻）過(guò)電壓上限：系統(tǒng)的工頻過(guò)電壓水平一般不宜超過(guò)下列數(shù)值：線路斷路器的變電所側(cè)1.3p.u.

線路斷路器的線路側(cè)

1.4p.u.

對(duì)范圍Ⅰ中的110kV及220kV系統(tǒng)，工頻過(guò)電壓一般不超過(guò)1.3p.u.；

3kV～10kV和35kV～66kV系統(tǒng)一般分別不超過(guò)1.1√3p.u.和√3p.u.注：1）有效接地系統(tǒng)Xo/X1<3,且Ro/X1<1；

2）不接地系統(tǒng)Xo/X1<|-20|。35kV有消弧線圈過(guò)補(bǔ)償運(yùn)行；

絕緣配合1.主要標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)程、規(guī)范、反措2.配合原則：逐步降低、安全經(jīng)濟(jì)3.降低過(guò)電壓措施：①避雷裝置②降低接地電阻③消諧措施④改進(jìn)中性點(diǎn)接地方式諧振（內(nèi)）過(guò)電壓電網(wǎng)某一分支回路的電場(chǎng)能量與磁場(chǎng)能量的非等量交換，會(huì)引起電壓幅值異常升高，并且?guī)缀醪凰p。諧振過(guò)電壓對(duì)設(shè)備損害嚴(yán)重，盡力避免；分頻諧振電壓不超過(guò)2.5p.u.；防護(hù)措施：

1.調(diào)整設(shè)備電氣參數(shù)，避開(kāi)諧振點(diǎn)；

2.或增大能量消耗，降低諧振幅度；注意：避雷器不能用于防治諧振過(guò)電壓；不平衡電壓圖解操作（內(nèi)）過(guò)電壓開(kāi)關(guān)分、合電容性（電感性）負(fù)載，負(fù)載中的電磁能量會(huì)重新分配，引起沖擊，造成電壓非正常升高，或在開(kāi)關(guān)斷口出現(xiàn)過(guò)電壓造成重?fù)舸?5kV3.2倍；110kV及220kV3.0p.u.；500kV2.0p.u.；雷電（大氣，外）過(guò)電壓防護(hù)雷電沖擊性強(qiáng)，作用時(shí)間極短,微秒；確定220kV及以下設(shè)備的絕緣水平；直擊雷——避雷針，保護(hù)范圍,有限；減小接地電阻，受限；感應(yīng)雷——屏蔽，避雷器，侵入波雷害——避雷器；防雷設(shè)備的功能：引雷、泄流、限幅單根避雷針保護(hù)范圍當(dāng)hx＜0.5h時(shí)rx＝(1.5h-2hx)P(h≤30m時(shí)，

θ＝45°)我國(guó)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)100站失效率=0.07次/年避雷器保護(hù)距離電壓/kV長(zhǎng)度/km進(jìn)線路數(shù)123≥411011.525590125851201701051452051151652302202

125(90)195(140)235(170)265(190)*括號(hào)內(nèi)距離對(duì)應(yīng)的雷電沖擊全波耐受電壓為850kV

電力變壓器中性點(diǎn)絕緣水平

kV系統(tǒng)標(biāo)稱電壓(有效值)設(shè)備最高電壓(有效值)中性點(diǎn)接地方式雷電沖擊全波和截波耐受電壓(峰值)短時(shí)工頻耐受電壓(有效值)(內(nèi)、外絕緣,

干試與濕試)110126不固定接地25095220252固定接地18585不固定接地400200500550固定接地18585經(jīng)小電抗接地325140不接地運(yùn)行變壓器的中性點(diǎn)

過(guò)電壓保護(hù)—棒間隙推薦配置

絕緣水平（kV）避雷器額定電壓(kV）避雷器標(biāo)稱殘壓(kV)棒間隙間距（mm）棒間隙工放電壓(kV)中性點(diǎn)工頻耐壓(kV)中性點(diǎn)沖擊耐壓(kV)3560144110～11557～58851854460144120~13060~63952006073200150～16069～71140300110100260280～290111～130200400重要標(biāo)準(zhǔn)GB311.1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》DL/T620-1997《交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》DL/T621-1997《…電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》GB50254~259《…安裝工程..交接驗(yàn)收規(guī)范》DL/T596-1996《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》18項(xiàng)重大反事故措施中關(guān)于防止接地網(wǎng)和過(guò)電壓事故內(nèi)容防止雷電過(guò)電壓事故防止接地網(wǎng)事故防止變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓事故防止諧振過(guò)電壓事故防止弧光接地過(guò)電壓事故防止并聯(lián)電容補(bǔ)償裝置操作過(guò)電壓事故防止避雷器事故國(guó)網(wǎng)辦公廳關(guān)于協(xié)調(diào)統(tǒng)一文件辦基建【2008】20號(hào)對(duì)鋼質(zhì)地網(wǎng)在入地處宜采用雙接地；湖北省平均年腐蝕速度0.1mm/a;通常基建設(shè)計(jì)未考慮30年鋼材腐蝕程度；高電壓設(shè)備的高壓試驗(yàn)必要性、目的和意義試驗(yàn)條件試驗(yàn)方法數(shù)據(jù)記錄結(jié)果判斷跟蹤觀察安全注意事項(xiàng)高壓試驗(yàn)的必要性、目的、意義規(guī)程要求

GB50150、50254~259、DL/T596、運(yùn)行規(guī)程；預(yù)防事故設(shè)備的制造質(zhì)量、安裝質(zhì)量、自然條件、運(yùn)行條件把握狀態(tài)缺陷追蹤、事故普查、統(tǒng)計(jì)調(diào)查、科學(xué)研究試驗(yàn)條件基礎(chǔ)熟悉、技術(shù)熟練、人員齊備；規(guī)程了解、指標(biāo)確切、設(shè)備齊全；天氣允許、環(huán)境安全、資質(zhì)合格；高壓試驗(yàn)1——絕緣試驗(yàn)絕緣電阻直流泄漏和耐壓交流介損和耐壓絕緣油和SF6設(shè)備試驗(yàn)2——避雷器直流試驗(yàn)交流試驗(yàn)運(yùn)行監(jiān)測(cè)帶電測(cè)試紅外測(cè)量LCD-2007漏流測(cè)試電壓測(cè)量與發(fā)送鄰居存在干擾影響5m間距，跳線布置運(yùn)行監(jiān)測(cè)案例2002年9月20日，孝感紅石坡220kV變電站運(yùn)行人員巡視設(shè)備發(fā)現(xiàn)，紅#2主變220kV側(cè)B相避雷器的在線監(jiān)視器報(bào)警紅燈亮，A/B/C三相泄漏電流峰值分別為1.2/2.2/1.2mA，B相電流峰值增大83%。即刻上報(bào)分局。當(dāng)天經(jīng)帶電測(cè)量并與2002年3月8日測(cè)試結(jié)果比較，確認(rèn)B相避雷器的全電流(Ix)和阻性電流峰值(Irp)都有異常增長(zhǎng)，其中阻性電流峰值已超出允許值（+200%）。隨即緊急申請(qǐng)停電。次日停電試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)B相下節(jié)直流參考電壓U1mA電壓僅13kV，絕緣電阻僅7.5MΩ（絕緣降低）。隨即進(jìn)行了更換。缺陷避雷器紅外熱成像圖…2008年2月11日，巴西里約熱內(nèi)盧，一束閃電擊中著名地標(biāo)耶穌基督像變電站雷電危害1.1雷電是一種自然現(xiàn)象雷電是一種復(fù)雜的自然現(xiàn)象；雷暴是復(fù)雜的多種要素相互作用的一個(gè)結(jié)合體；閃電是雷暴活動(dòng)的產(chǎn)物，同時(shí)對(duì)雷暴活動(dòng)本身有一定的反饋?zhàn)饔?。?duì)雷暴中電特征的研究必須和其它的要素比如動(dòng)力過(guò)程、微物理過(guò)程等相結(jié)合從而更加全面地加深對(duì)雷暴中的這些特性的認(rèn)識(shí)和理解。雷電會(huì)造成災(zāi)害由于中小尺度災(zāi)害性天氣過(guò)程如臺(tái)風(fēng)、暴雨、龍卷風(fēng)、雹暴、沙塵暴等一般都伴隨有雷電活動(dòng)，這些天氣過(guò)程常會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重災(zāi)害，雷電本身也會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。隨著人類社會(huì)對(duì)電的依賴性加強(qiáng)，這種災(zāi)害造成的后果也越來(lái)越嚴(yán)重。目前雷電引起的災(zāi)害被認(rèn)為是世界上雷電是世界上10大自然災(zāi)害之一。2001-2004年湖北發(fā)生349例雷害據(jù)湖北氣象部門統(tǒng)計(jì)，2001-2004年湖北省發(fā)生349例典型雷電災(zāi)害，直擊雷災(zāi)害出現(xiàn)113例，平均每年29例，而雷電電磁脈沖災(zāi)害高達(dá)246例，有10例屬直擊雷擊造成的二次雷擊，平均每年因雷電電磁脈沖致災(zāi)62例，占雷擊災(zāi)害總次數(shù)的68.5%，遠(yuǎn)高于直擊雷致災(zāi)次數(shù)。其中通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、家用電器等弱電系統(tǒng)遭受雷擊的案例高達(dá)191例，占55%。通過(guò)對(duì)典型雷擊災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，雷電電磁脈沖的影響遠(yuǎn)大于直擊雷的影響。雷電有巨大的破壞力雷電發(fā)生時(shí)的溫度可達(dá)三萬(wàn)度，約為5倍太陽(yáng)表面溫度,巨大的雷電流通過(guò)物體時(shí),瞬間釋放的功率之大使受擊物內(nèi)部發(fā)熱,水份蒸發(fā),分解出氫氣和氧氣產(chǎn)生高溫爆炸,甚至引起火災(zāi)。1989年8月12日我國(guó)黃島油庫(kù)5號(hào)原油罐遭雷擊起火，引燃了附近的4個(gè)油罐，直接經(jīng)濟(jì)損失近億元。雷云所帶電荷通常一團(tuán)雷云所帶電荷只有數(shù)十庫(kù)倫到數(shù)百庫(kù)侖。每次閃擊的能量能量平均為250KJ,相當(dāng)于燃燒幾kg石油所放出的能量。雷電在閃電瞬間發(fā)出的巨大功率，可高達(dá)幾百萬(wàn)kW-幾億kW，具有很強(qiáng)的破壞性。

雷電的種類云閃與地閃雷電發(fā)生在云間稱為云閃，發(fā)生在云--地間稱為地閃或落雷，也是危害人類的主要危險(xiǎn)源；云--地間雷電有三種形式:

1）直擊雷——帶電的云層與大地上之間發(fā)生的迅猛放電；

2）感應(yīng)雷——由雷電引起的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，又叫“二次雷”。從外形上分,常見(jiàn)的有：線狀、帶狀、片狀、根狀、球形雷等?！爸睋衾住睂?duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人畜危害最大。它的電壓低則幾百萬(wàn)伏,高則幾千萬(wàn)伏,甚至更高。雷電流往往幾十kA,甚至幾百kA。它的瞬間功率為1000—106MW以上,確實(shí)具有很強(qiáng)的破壞力。球形雷能穿墻入室，極易造成人身傷害。球狀閃電1998年西班牙物理學(xué)家拉納達(dá)發(fā)表論文指出球狀閃電呈火團(tuán),因閃電過(guò)程中形成水平磁場(chǎng)和垂直磁場(chǎng)磁力線圈相互交織而成磁力網(wǎng)線,當(dāng)這線網(wǎng)呈現(xiàn)球形,而發(fā)光等離子體會(huì)被這一網(wǎng)體“俘獲”而形成球狀閃電。由于水平和垂直磁力線相互束縛,使磁力線網(wǎng)和其中等離子體不易膨脹,只有消失,因火球也只堅(jiān)持10~15s,試驗(yàn)證明沿磁力線方向局部溫度超過(guò)1.6萬(wàn)℃,所以當(dāng)火球運(yùn)行撞擊磚墻,系高溫熔蝕洞穿而消失。等到火球的等離子體開(kāi)始冷卻,這時(shí)電子開(kāi)始被原子所束縛,等離子體內(nèi)部電阻變大,電流趨弱,周圍磁場(chǎng)也隨之瓦解,最終火球消失了。1.3雷電危害可以降低防直擊雷——采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網(wǎng)作為接閃器,把雷云電荷接收下來(lái),然后通過(guò)良好的接地引下線導(dǎo)入防雷接地裝置,迅速而安全地把它送入大地，保護(hù)設(shè)備不受雷電危害；還有安裝避雷器消耗雷電能量，限制雷電過(guò)電壓等。目前還沒(méi)有百分之百可靠的避雷裝置，所有的防雷裝置都只是把雷擊的幾率和強(qiáng)度降低，不能杜絕雷害事故；正確的理念是防雷減災(zāi)。

雷電基本知識(shí)

觀測(cè)到雷云的三極性電荷結(jié)構(gòu)2.1雷電的起因強(qiáng)烈的熱氣霧上升和冷水霧下沉，粒子磨擦碰撞，導(dǎo)致雷云內(nèi)正負(fù)兩種電荷的微粒逐漸分離；一般而言,高度上升1000m,氣溫會(huì)下降6-10℃，氣霧遇冷會(huì)轉(zhuǎn)為水霧，云層相對(duì)穩(wěn)定某以高度。帶正電的云粒子在云的上部而帶負(fù)電的水成物在云的下部,或帶負(fù)電的水成物以雨或雹的形式下降到地面。-10℃溫度層高度是影響雷暴電荷結(jié)構(gòu)的重要因子。當(dāng)帶電云層形成后就形成雷云空間電場(chǎng),云內(nèi)的電場(chǎng)方向和地面與電離層之間的電場(chǎng)方向相反,為上正下負(fù)。國(guó)外新近試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主要電荷傳輸與冰晶和軟雹之間的碰撞過(guò)程緊密相關(guān)，起電主要發(fā)生在過(guò)冷水滴濃度較高的區(qū)域；每次碰撞的電荷傳輸量與冰晶的尺度有很強(qiáng)的依賴性，對(duì)直徑為0.1mm的冰晶，碰撞時(shí)電荷的轉(zhuǎn)移量為1-50pC對(duì)1g/m3的液態(tài)水含量反轉(zhuǎn)溫度在-10~-25℃之間。Jayaratne等定義了反轉(zhuǎn)溫度低于反轉(zhuǎn)溫度,氣流中粒子帶負(fù)電;高于反轉(zhuǎn)溫度,氣流粒子帶正電;這對(duì)雷暴云中觀測(cè)到的三極性電荷結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行很好的解釋。Reynolds等在云室實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),大、小冰粒子在約-25℃碰撞,為典型反轉(zhuǎn)溫度；冰晶小粒子帶負(fù)電，冰雹大粒子帶正電；云上部-25~-60℃為正電荷區(qū),-10~-25℃為負(fù)電荷區(qū),負(fù)電荷層下部0℃附近有時(shí)還有一個(gè)很小的正電荷區(qū)。

熱氣流上升，-10冷凝，-25冰晶先導(dǎo)放電因雷云帶有大量電荷,由于靜電感應(yīng)作用雷云下方的地面和地面上的物體都帶上了與雷云相反的電荷,雷云與其下方的地面就成了一個(gè)已充電的電容器。當(dāng)雷云與地面間的電壓高到一定的時(shí)候，如電場(chǎng)強(qiáng)度≥25-30kV/m,地面上突出的物體會(huì)比較明顯地出現(xiàn)放電先導(dǎo)。另外,天空中帶電的雷云在電場(chǎng)的作用下,少數(shù)帶電的云粒(或水成物)也向地面靠攏,形成先驅(qū)注流,又叫電流先導(dǎo)。先導(dǎo)的延續(xù)將形成電離的微弱導(dǎo)通,這一階段叫先導(dǎo)放電。閃電雷鳴先導(dǎo)放電到達(dá)地面,或與大地放電迎面會(huì)合后,就開(kāi)始主放電回?fù)綦A段，巨大的電流在通過(guò)閃電通道(放電通路)時(shí),以極快的速度使閃電通道中的空氣溫度上升到數(shù)萬(wàn)攝氏度出現(xiàn)耀眼的弧線閃電。同時(shí)，由于閃電通道內(nèi)升溫過(guò)程歷時(shí)較短,空氣來(lái)不及膨脹,因而閃道內(nèi)氣壓立刻升高到10-100個(gè)大氣壓,高壓閃電通道很快向周圍大氣膨脹,產(chǎn)生猛烈的沖擊波,發(fā)出巨大的響聲,這就是我們聽(tīng)到的"雷聲"。一雷多閃長(zhǎng)尾巴地球表面每晝夜共約發(fā)生44000次閃電,其中約十分之一是落地雷。一次雷電平均包括3-4次閃擊，也可多達(dá)20多次的一系列閃擊。一次閃擊時(shí)間約40μs,兩次閃擊間隔約50ms一次地閃的持續(xù)時(shí)間約200ms，但也可長(zhǎng)達(dá)4小時(shí)。地球陸地平均每分鐘可產(chǎn)生60次閃電。雷云放電的多重性由于雷云非常之大,云中微粒并不完全導(dǎo)電；雷云各部份密度不完全相同，導(dǎo)電性能也不一樣，所以它所包含電荷不能一次放完；因而且雷云中可能存在著幾個(gè)電荷中心。雷云放電首先由云底發(fā)出，隨后轉(zhuǎn)從較高云層，或相鄰區(qū)發(fā)出。在第一個(gè)電荷中心完成對(duì)地放電過(guò)程之后，可引起第兩個(gè)、第三個(gè)中心向第一個(gè)中心放電，因此雷云放電通常是多重性的。每次放電相隔離時(shí)間約0.6ms到0.8s（平均為65ms），放電的數(shù)目平均為2～3個(gè)，最多記錄到42個(gè)。2.2雷電放電過(guò)程地閃也分為三個(gè)階段:先導(dǎo)放電階段、主放電階段、余光放電階段。先導(dǎo)(leads)放電有兩種，從云層內(nèi)的電荷中心伸向地面稱下行(downward)先導(dǎo)；從接地體向云層推進(jìn)的稱上行（upword）先導(dǎo)。在先導(dǎo)放電階段:雷云對(duì)大地有靜電感應(yīng)，在雷云電場(chǎng)下，大地感應(yīng)出異號(hào)電荷。當(dāng)雷云中電荷密集處的場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到空氣擊穿場(chǎng)強(qiáng)(25-30kV/m)時(shí)，就產(chǎn)生強(qiáng)烈的碰撞游離，形成指向大地一段導(dǎo)電通道，成為雷電先導(dǎo)。2.3雷電的主放電和余光放電主放電階段:當(dāng)下行先導(dǎo)接近地面時(shí)，會(huì)從地面較突出的部分發(fā)出上行迎面先導(dǎo)。當(dāng)上行先導(dǎo)與下行先導(dǎo)相遇時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的回?fù)舴烹娺^(guò)程，產(chǎn)生極大的電流，也是雷電的主放電階段。主放電階段存在的時(shí)間極短（微秒級(jí)），電流極大，電流往往有幾萬(wàn)安培,甚至幾十萬(wàn)安培。余光放電階段:主放電回到達(dá)云端就結(jié)束了,云中殘余電荷經(jīng)主放電通道下來(lái),由于雷云中的電阻較大，這個(gè)階段對(duì)應(yīng)的電流不大(數(shù)百安)，但持續(xù)時(shí)間則較長(zhǎng)，從幾毫秒到幾小時(shí)。有國(guó)外研究報(bào)告稱，雷電的后期長(zhǎng)時(shí)間放電能將斜拉橋直徑200mm帶鋼管護(hù)套的鋼纜用直流電弧燒斷。2.4雷電參數(shù)描述雷電活動(dòng)的強(qiáng)烈的年均指標(biāo)主要有雷電日、落雷密度（地閃密度）、雷電流幅值概率分布；描述雷電強(qiáng)度大小的有雷電流幅值、陡度、波頭時(shí)間等。雷云對(duì)地放電的頻繁程度,用地面落雷密度Ng來(lái)表示,其定義為每個(gè)雷電日每平方公里上的落雷次數(shù).亦可根據(jù)雷電日按下式確定:Ng=0.024Td1.3

或Ng=0.1Td

最大雷電流記錄雷電流幅值：根據(jù)國(guó)外觀測(cè)統(tǒng)計(jì)，目前世界上觀測(cè)到的最大的雷電流可達(dá)到430KA（瑞士），國(guó)內(nèi)觀測(cè)到的最大雷電流為300kA（黑龍江）。在自然界中超過(guò)200kA的雷電僅占全部雷電數(shù)的1%左右。

雷電日或雷暴日為了表示不同地區(qū)雷電活動(dòng)的頻繁程度,通常利用年平均雷電日為計(jì)量單位。雷電日的定義是:在一天內(nèi),只要聽(tīng)到雷聲(一次或一次以上)就稱為一個(gè)雷電日。在不同年份觀測(cè)到的雷電日變化較大,一般是取多年的平均值,如10年的統(tǒng)計(jì)周期，即年平均雷電日Td。年平均雷電日與緯度及距海洋的遠(yuǎn)近等因素有關(guān)。我國(guó)把年平均雷電日不超過(guò)15天的地區(qū)稱為少雷區(qū),在15～40天的地區(qū)稱為中雷區(qū),在40～90天的地區(qū)稱為多雷區(qū),超過(guò)90天的地區(qū)稱為強(qiáng)雷區(qū)。在GB50343-2004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范中則按20/40/60個(gè)雷電日進(jìn)行分區(qū)。湖北地區(qū)雷電統(tǒng)計(jì)據(jù)湖北省氣象部門提供的多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),湖北省年均雷電日在30個(gè)左右，屬一般地區(qū),個(gè)別區(qū)域超過(guò)40個(gè)雷電日，如宜昌地區(qū)的長(zhǎng)陽(yáng)、五峰及恩施大部雷電日超過(guò)50個(gè)。依據(jù)湖北電網(wǎng)雷電定位系統(tǒng)1998--2009年12年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，湖北省年均落雷密度在2.8個(gè)/平方公里，亦劃歸一般地區(qū)；按國(guó)網(wǎng)公司2010年新定義的多雷區(qū)（>3.5個(gè)/平方公里·年）地域比雷電日劃分的面積較大，約占全省面積的一半。湖北年平均雷暴小時(shí)數(shù)分布圖湖北有兩個(gè)多雷暴區(qū)，一是位于蒲圻—黃岡—麻城一線以東的鄂東地區(qū)，其年平均雷暴小時(shí)數(shù)在95小時(shí)以上，其中，位于鄂東北大別山區(qū)的英山站年平均雷暴小時(shí)數(shù)最高，達(dá)123小時(shí)。二是位于鶴峰至恩施一線以西的鄂西南地區(qū)的多雷暴區(qū)，其平均雷暴小時(shí)數(shù)在90小時(shí)以上。鄂東地區(qū)略多于鄂西南地區(qū)。這兩個(gè)地區(qū)之所以多雷暴，主要是當(dāng)?shù)鼐值厮麠l件和地勢(shì)抬升作用有利于雷暴天氣的發(fā)生和發(fā)展。監(jiān)利—鐘祥一線以西的江漢平原地區(qū)及五峰—遠(yuǎn)安一線以東的江漢平原向鄂西山區(qū)過(guò)渡區(qū)是雷暴次多區(qū)，其年平均雷暴小時(shí)數(shù)在70~90小時(shí)之間。其余地區(qū)雷暴數(shù)較少，年平均雷暴數(shù)多在60小時(shí)以下。湖北地區(qū)落雷密度分布雷電流大量的觀測(cè)表明,雷電流是單極性的脈沖電流;75%-90%的雷電流是負(fù)極性的;雷電流幅值的變化范圍很大,其典型值為18kA,變化范圍為2-300kA。湖北雷電流幅值概率分布見(jiàn)圖2,≥7kA的占93.6%，采用雷電流幅值概率分布Anderson公式，湖北的中值電流為22.6kA，吻合指數(shù)為2.3;相關(guān)系數(shù)為0.9999。與我國(guó)過(guò)電壓規(guī)程公式的交叉值為18.3kA，其概率為62.0%。湖北雷電流幅值概率分布18.3kA62%[法]；塔高30m[法]；塔高30m雷電流波形及上升陡度雷電流波頭雷電流從零上升至最大值的時(shí)間.其典型值為2μs,變化范圍為1-30μs。雷電流波長(zhǎng)。雷電流減少到幅值的一半時(shí)的時(shí)間。其典型值為40μs,變化范圍為10-250μs。這個(gè)時(shí)間超過(guò)100μs,熱效應(yīng)較大,易引起火災(zāi),常稱為熱閃電；雷電流陡度是雷電流隨時(shí)間的變化率.它決定了閃電的電磁感應(yīng)和電磁輻射的強(qiáng)弱,是防雷技術(shù)中應(yīng)特別重視的一個(gè)參量。其典型值為10kA/μs,變化范圍為1-80kA/μs。雷電沖擊波形3雷電危害的基本途徑雷電危害電氣設(shè)備的途徑主要有5種：直擊、繞擊、反擊、空間感應(yīng)雷擊、沿導(dǎo)線侵入雷電直擊

雷電直接擊中電氣設(shè)備，造成電氣設(shè)備損害，稱之為直擊；直擊雷是威脅一次電氣設(shè)備絕緣的主要危險(xiǎn)源；目前,我們所使用的防止直擊雷的防雷措施是在電氣設(shè)備附近安裝避雷裝置；這類避雷裝置都是利用接閃器與大地良好的電氣連接,使大地積存的電荷能量與雷云的電荷中和；這樣因雷擊造成的過(guò)電壓的時(shí)間大大地縮短,從而把雷害造成的損失降低到最低限度。雷電繞擊雷電繞過(guò)保護(hù)屏蔽設(shè)施后擊中電氣設(shè)備，造成電氣設(shè)備損害；可歸屬直擊雷危險(xiǎn)源。對(duì)繞對(duì)擊的防范措施有增大防雷保護(hù)面積，減少暴露區(qū)，增加避雷針，避雷線等。避雷針保護(hù)范圍的局限性1777年5月倫敦附近的一座火藥庫(kù)因雷擊而受損，該庫(kù)的避雷針是由富蘭克林等人組成的委員會(huì)設(shè)計(jì)的，事后發(fā)現(xiàn)該避雷針在雷擊發(fā)生時(shí)沒(méi)有截閃，從而提出了避雷針保護(hù)范圍的局限性。許多高聳的鐵塔或建筑物上的避雷針不但無(wú)法按圓錐體實(shí)現(xiàn)保護(hù)，往往自身的中部和底部還會(huì)遭遇雷擊。在巴黎愛(ài)菲爾鐵塔的中部還架設(shè)了向外水平伸出的避雷針，以防備側(cè)面襲來(lái)或繞過(guò)鐵塔頂部避雷針的“繞擊雷”。IEC標(biāo)準(zhǔn)將防雷級(jí)別分為I~IV類，其滾球半徑分別為20m、30m、45m和60m。雷電反擊雷電流流入接地裝置后引起地電位升高，造成電氣設(shè)備損害；對(duì)反擊的防范措施是改善接地裝置沖擊特性，降低接地裝置的沖擊接地電阻；如在雷電流進(jìn)入接地裝置的入口處增加垂直接地體，提高土壤的導(dǎo)電性能，將二次設(shè)備的地電位與一次設(shè)備的地電位相對(duì)隔離。引下線電感的沖擊影響

U=Ldi/dt+IRch=20×25+50×5=750kV由上述計(jì)算結(jié)果可以看出,由于雷電流的陡度很大,因20m長(zhǎng)引下線電感會(huì)產(chǎn)生500kV的過(guò)電壓,因此引下線必須短而直,避免彎曲。由于雷電流幅值特別大,在接地體上產(chǎn)生的電壓降為250kV,此高電壓足以對(duì)設(shè)備造成損害,接地電阻應(yīng)盡量小,通常建筑物接地電阻要求小于10Ω,計(jì)算機(jī)房接地電阻要求小于4Ω。二次接線盒應(yīng)盡可能接近地面。3.4感應(yīng)雷擊在雷云放電時(shí),雷電未直接擊中電氣設(shè)備，但距離電氣設(shè)備很近，強(qiáng)大的雷電流及其所產(chǎn)生的雷電電磁脈沖能夠通過(guò)傳導(dǎo),感應(yīng)和耦合等方式在附近導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓,也會(huì)造成電氣設(shè)備損壞。該暫態(tài)過(guò)電壓沿電源線或信號(hào)線等線路傳輸時(shí),形成感應(yīng)過(guò)電壓侵入波，也會(huì)對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生危害，即使幅值不高，但很容易造成電子設(shè)備的損壞或工作失靈。感應(yīng)雷算例比如避雷針引雷后，強(qiáng)大的雷擊電波在入地的過(guò)程中，由于雷電流陡度的作用，在其周圍導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電壓，即感應(yīng)雷。計(jì)算表明，30kA的雷電擊中避雷針時(shí)，在距離400m時(shí)，感應(yīng)電壓為0.9kV/m,在距離10m時(shí)，感應(yīng)可達(dá)電壓為9.5kV/m,可見(jiàn)感應(yīng)雷電波對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的影響與距離關(guān)系很大。而且對(duì)采用計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備及通訊信號(hào)來(lái)說(shuō)，威脅更大。通常，二次設(shè)備的防雷保護(hù)應(yīng)從雷電電磁脈沖防護(hù)(LEMP)的角度出發(fā)，采取必要防雷措施，降低雷電感應(yīng)危害的風(fēng)險(xiǎn)。沿導(dǎo)線侵入雷電波導(dǎo)線侵入到電氣設(shè)備，造成電氣設(shè)備損害；電站的雷電侵入波保護(hù)靠?jī)傻婪谰€：一是設(shè)置進(jìn)線保護(hù)段，以減少危險(xiǎn)雷電侵入波產(chǎn)生的機(jī)會(huì)；二是在變電站內(nèi)裝設(shè)避雷器，以限制雷電侵入波過(guò)電壓的幅值。對(duì)于110kV和220kV敞開(kāi)式變電站，應(yīng)設(shè)置1～2km的進(jìn)線保護(hù)段，即采用避雷線，盡可能降低桿塔接地電阻，使進(jìn)線保護(hù)段具有較高的耐雷水平；變電站母線上裝設(shè)的無(wú)間隙金屬氧化物避雷器(MOA)與電氣設(shè)備之間的最大距離不超過(guò)DL/T620過(guò)電壓標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值，否則應(yīng)在變壓器回路增設(shè)MOA。另外還規(guī)定，35kV～220kV敞開(kāi)式變電站在雷雨季時(shí)當(dāng)進(jìn)線隔離開(kāi)關(guān)或斷路器為斷開(kāi)狀態(tài)，應(yīng)在靠近隔離開(kāi)關(guān)或斷路器處配置避雷器。110-220kV電站絕緣配合不足對(duì)110-220kV電站，主要問(wèn)題是開(kāi)關(guān)、刀閘的絕緣水平低于線路瓷瓶串的絕緣水平；電站只是在母線上安裝有避雷器，而斷路器的線路側(cè)均未安裝避雷器，電站與線路的絕緣配合存在先天不足，斷路器、刀閘時(shí)常遭受多重雷擊侵?jǐn)_而損壞。

2007年雷雨期間，國(guó)家電網(wǎng)陸續(xù)發(fā)生了十起線路遭雷擊引發(fā)斷路器爆炸或損壞事故。2005年7月湖北荊門胡集站斷路器雷害爆炸MOA百米保護(hù)距離--EMTP計(jì)算結(jié)果對(duì)于110kV變電站，設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平為450kV和550kV，其保護(hù)距離為60m和95m；線路絕緣水平為700kV；對(duì)于220kV變電站，設(shè)備雷電沖擊絕緣水平為850kV和950kV，其保護(hù)距離為80m和105m

；線路絕緣水平為1200kV；防止斷開(kāi)斷路器因雷電侵入波造成斷路器損壞的事故發(fā)生，最安全經(jīng)濟(jì)有效的辦法就是在易遭受雷擊變電站的每條線路的入口（斷路器的線路側(cè)附近）裝設(shè)MOA。多重雷擊損壞斷路器國(guó)家電網(wǎng)2007年開(kāi)始重視多重雷擊損壞斷路器問(wèn)題，到2009年11月發(fā)文要求對(duì)有山區(qū)多雷進(jìn)線段及地處多雷區(qū)的電站加裝線路避雷器。多雷區(qū)的定義為：所在地區(qū)年平均雷暴日數(shù)大于等于50日或近三年雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄的平均落雷密度大于等于3.5次/km2.a，山區(qū)多雷進(jìn)線段的定義為：平均雷暴日數(shù)大于等于40日或近三年雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄的平均落雷密度大于等于2.8次/km2.a。防雷設(shè)施避雷線、避雷針、避雷網(wǎng)、避雷器、電涌保護(hù)器接地(Grounding)：將電力系統(tǒng)或建筑物中電氣裝置、設(shè)施的某些導(dǎo)電部分，經(jīng)連接至接地極。按接地的目的分類主要有防雷接地、工作接地、保護(hù)接地和防靜電接地防雷接地防雷接地為雷電保護(hù)裝置（避雷針、避雷線和避雷器）向大地泄放雷電流而設(shè)的接地。通過(guò)具有低電阻的接地體向大地瞬間瀉放雷電能量,從而保護(hù)建筑物,人員和設(shè)備的安全。防雷接地是分流、泄放直接雷擊和雷電電磁干擾能量的最有效的手段之一。沒(méi)有接地裝置或者接地不良的避雷設(shè)施就成了引雷入室的禍患;避雷裝置接地不良又可能增大落雷點(diǎn)附近電氣和電子設(shè)備感應(yīng)雷擊的機(jī)會(huì)。4.2防雷接地裝置防雷接地裝置的功能是將雷電的巨大能量瞬間導(dǎo)入地中瀉放，減少或減輕雷電災(zāi)害。電站接地網(wǎng)的防雷特性并不由它的面積決定，電站設(shè)計(jì)時(shí)在避雷針、避雷器等引雷入地處都有加強(qiáng)防雷性能的垂直接地樁。在變電站的整個(gè)投資中所占比例雖然很小。但它所引發(fā)的事故卻極其驚人，它能瞬間摧毀電網(wǎng)中的二次設(shè)備甚至整個(gè)二次系統(tǒng)，象直流、保護(hù)、通信等設(shè)備，接著引發(fā)事故擴(kuò)大，有的造成一次設(shè)備損壞和著火，有的造成發(fā)電廠、變電站全停，有的甚至發(fā)展成嚴(yán)重的系統(tǒng)事故，危及設(shè)備及人身安全，帶來(lái)巨大的損失。4.3防雷接地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[1]雷電防護(hù)(共有4部分)GB/T21714-2008（eqvIEC62305）；[2]建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50057-1994(2000修改版)；[3]建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范

GB50343-2004；[4]高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合GB311.1-1997[5]交流電氣裝置的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合

DL/T620-1997；[6]水力發(fā)電廠過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則

DL/T5090-1999；[7]通信設(shè)備過(guò)電壓過(guò)電流保護(hù)導(dǎo)則

GB/T21545-2008；[8]電力系統(tǒng)通信站防雷運(yùn)行管理規(guī)程

DL548-1994；[9]交流無(wú)間隙金屬氧化物避雷器

GB11032-2000（eqvIEC60099-4）；[10]交流輸電線路用復(fù)合外套金屬氧化物避雷器

DL/T815-2002；[11]低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器(SPD)第1部分：性能要求和試驗(yàn)方法

GB18802.1-2002（eqvIEC61643-1）；[12]低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器(SPD)第12部分：選擇和使用導(dǎo)則

GB/T18802.12-2006（eqvIEC61643-12）；[13]電子計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范GB50174－2008：[14]DL548《電力系統(tǒng)通信站防雷運(yùn)行管理規(guī)程》接地標(biāo)準(zhǔn)[1]交流電氣裝置的接地

DL/T621-1997；[2]水力發(fā)電廠接地設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則

DL/T5091-1999；[3]雷電電磁脈沖的防護(hù)第2部分：建筑物的屏蔽、內(nèi)部等電位連接及接地

GB/T19271.2-2005（eqvIEC61312-2）；[4]建筑物電氣裝置第5-54部分:電氣設(shè)備的選擇和安裝接地配置、保護(hù)導(dǎo)體和保護(hù)聯(lián)結(jié)導(dǎo)體

GB16895.3-2004；[5]系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求

GB14050-2008；6.多雷區(qū)變電站防雷基本要數(shù)多雷區(qū)大多地處山區(qū)，站內(nèi)電氣及控制設(shè)備遭遇雷擊的情況時(shí)有發(fā)生，二次設(shè)備損壞大多數(shù)是由感應(yīng)雷引起。山區(qū)變電站多位于山區(qū)河流峽谷，空氣潮濕，雷電活動(dòng)頻繁。多雷區(qū)變電站附近多為石灰?guī)r、頁(yè)巖高電阻率地區(qū)，河流兩岸邊坡陡峭，巖石裸露，覆蓋層甚淺，可利用土地面積狹小。

運(yùn)行多年多雷區(qū)變電站防雷的主要問(wèn)題地處山區(qū)站內(nèi)可用面積少，避雷針距離主控樓近；土壤電阻率高接地電阻大,少有降低沖擊電位設(shè)計(jì);進(jìn)線未考慮開(kāi)關(guān)類設(shè)備的絕緣配合，沒(méi)有安裝線路避雷器；主控樓等接地和主地網(wǎng)存在弱連接狀況；地網(wǎng)運(yùn)行年久，各區(qū)域之間都會(huì)存在不同程度腐蝕的情況，特別是采用過(guò)降阻材料接地體，局部地區(qū)有斷裂的可能。二次系統(tǒng)防雷配置不規(guī)范，如電源沒(méi)有三級(jí)防雷設(shè)計(jì)，信號(hào)線沒(méi)有逐條配置防雷保護(hù)器等。

6.2多雷區(qū)變電站的防雷設(shè)施多雷區(qū)變電站防雷設(shè)施比普通電站要求高，除了站內(nèi)有避雷針外，變壓器和母線通常都裝有避雷器；一次設(shè)備雷害事故少于二次設(shè)備雷害事故。多雷區(qū)變電站主地網(wǎng)變電站主地網(wǎng)主要由“主控樓接地網(wǎng)”及“一次設(shè)備區(qū)接地網(wǎng)”兩大部分組成；除了一次主地網(wǎng)的良好連接外，還敷設(shè)了二次接地干線形成閉合回路。線路避雷線與開(kāi)關(guān)站接地網(wǎng)相連。一次設(shè)備均用接地引下線與主地網(wǎng)相聯(lián)。

加強(qiáng)多雷區(qū)變電站的弱電防雷保護(hù)多雷區(qū)電站內(nèi)控制設(shè)備遭遇雷擊的情況時(shí)有發(fā)生，特別是采用了計(jì)算機(jī)控制設(shè)備以后，設(shè)備耐雷擊水平大大降低，特別是那些地處山區(qū)的變電站,遭遇雷擊的概率比較高,所以加強(qiáng)多雷區(qū)電站的弱電防雷保護(hù)非常必要。在低壓母線上布設(shè)避雷器，在電源接口加裝浪涌電流吸收裝置，并采用合理的接地方式，則會(huì)在很大程度上緩解雷電波對(duì)控制設(shè)備的破壞，保證電站設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

多雷區(qū)變電站的運(yùn)行防雷要求雷雨期前檢查并確認(rèn)防雷設(shè)施狀態(tài)良好；每次雷雨過(guò)后應(yīng)抄錄35kV及以上高壓避雷器動(dòng)作次數(shù)；每5-6年測(cè)量一次主接地網(wǎng)接地電阻，運(yùn)行十年應(yīng)開(kāi)挖檢查接地體自然腐蝕情況。做好雷害事故記錄及原因分析；7.一次設(shè)備防雷關(guān)鍵技術(shù)一次設(shè)備

絕緣水平一次設(shè)備

絕緣配合一次設(shè)備

防雷措施一次設(shè)備防雷關(guān)鍵技術(shù)7.1一次設(shè)備的絕緣水平一次設(shè)備通常是指6kV及以上電壓等級(jí)的高電壓設(shè)備。絕緣水平是反映設(shè)備耐受過(guò)電壓沖擊能力的技術(shù)指標(biāo)，典型過(guò)電壓主要有三種雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和交流過(guò)電壓，不同過(guò)電壓波形參見(jiàn)表1。一次設(shè)備的一般有三個(gè)：雷電沖擊下的絕緣水平，簡(jiǎn)稱（LI）；操作沖擊下的絕緣水平，簡(jiǎn)稱（SI）；交流電壓下的的絕緣水平，簡(jiǎn)稱（A.C.）。7.2一次設(shè)備的絕緣配合設(shè)備絕緣水平受制于設(shè)備的價(jià)格，和避雷器等防雷設(shè)施的配置。過(guò)分強(qiáng)調(diào)安全配置過(guò)高的絕緣水平，不經(jīng)濟(jì)。絕緣配合就是要在安全性能和經(jīng)濟(jì)性能兩方面合理兼顧。按國(guó)家電網(wǎng)2009年提出的多雷區(qū)劃分:年均落雷密度≥3.5個(gè)/km2，大部分線路進(jìn)站口都應(yīng)與500kV設(shè)備配置一樣安裝線路避雷器絕緣配合簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)法對(duì)某類過(guò)電壓在統(tǒng)計(jì)沖擊耐受電壓和統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓之間選取一個(gè)統(tǒng)計(jì)配合系數(shù)，使所確定的絕緣故障率從系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和建維費(fèi)用兩方面來(lái)看是可以接受的。統(tǒng)計(jì)過(guò)電壓——概率不大于2%；統(tǒng)計(jì)沖擊耐受電壓——90%；絕緣配合確定性法(慣用法)確定性法(慣用法)的原則是在慣用過(guò)電壓(即可接受的接近于設(shè)備安裝點(diǎn)的預(yù)期最大過(guò)電壓)與耐受電壓之間，按設(shè)備制造和電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)選取適宜的配合系數(shù)，相應(yīng)的耐受電壓宜從以下表中的標(biāo)準(zhǔn)值中選取。

電壓范圍Ⅰ電氣設(shè)備選用的耐受電壓系統(tǒng)標(biāo)稱電壓kV設(shè)備最高電壓kV設(shè)備類別雷電沖擊耐受電壓kV短時(shí)(1min)工頻耐受電壓(有效值)kV相對(duì)地相間斷口相對(duì)地相間斷口開(kāi)關(guān)隔刀開(kāi)關(guān)隔刀1012變壓器75(60)75(60)——35(28)35(28)——開(kāi)關(guān)75(60)75(60)75(60)85(70)42(28)42(28)42(28)

49(35)3540.5變壓器185/200185/200——80/8580/85——開(kāi)關(guān)185185185215959595118110126變壓器450/480450/480——185/200185/200——開(kāi)關(guān)450、550450、550450、550520、630200、230200、230200、230225、265220252變壓器850、950850、950——360、395360、395——開(kāi)關(guān)850、950850、950850、950950、1050360、395360、395360、395410、460注1分子、分母數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)外絕緣和內(nèi)絕緣。2括號(hào)內(nèi)和外數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)是和非低電阻接地系統(tǒng)。3開(kāi)關(guān)類設(shè)備將設(shè)備最高電壓稱作“額定電壓”。根據(jù)我國(guó)情況，對(duì)雷電沖擊：Kc≥1.4；對(duì)操作沖擊：Kc≥1.15；內(nèi)絕緣：Ks=1.15；外絕緣：K=1.05×1.1絕緣配合系數(shù)/因數(shù)一次設(shè)備防雷措施電站防雷主要有三道防線，即避雷線、避雷針和避雷器。避雷線的主要作用是線路防雷，減少電站附近雷擊線路沖擊電站次數(shù)和降低雷電侵入波的幅值；避雷針用于電站直擊雷防護(hù)，它能將強(qiáng)大的雷電流直接引入地下，但也會(huì)引發(fā)劇烈的電磁干擾損害二次設(shè)備；避雷器是一次設(shè)備防雷的基礎(chǔ)，也是最后一道防線。多雷區(qū)變電站防雷設(shè)施比普通電站要求高，除了主控樓房有避雷針外，變壓器和母線通常都裝有避雷器。單根避雷針保護(hù)范圍當(dāng)hx＜0.5h時(shí)rx＝(1.5h-2hx)P

單支避雷針的保護(hù)范圍

h≤30m時(shí)，

θ＝45°滾球半徑：

r=10I0.65避

雷

器7.4一次設(shè)備防雷關(guān)鍵技術(shù)建立直擊雷防護(hù)網(wǎng)和配置線路避雷器，多埋垂直接地體提高接地網(wǎng)防雷性能，站外備用電源10kV/35kV架空線應(yīng)穿管經(jīng)地埋進(jìn)站。電站直擊雷防護(hù)網(wǎng)由站內(nèi)若干避雷線組成，利用避雷線分流來(lái)大幅減少單根避雷針引入地下的雷電流幅值，降低對(duì)二次設(shè)備的侵害。接地網(wǎng)的防雷特性主要由垂直接地體決定；防雷接地體的有效長(zhǎng)度le=2√ρ;通常超過(guò)100m以上的水平接地體的防雷效果已不明顯。8.二次設(shè)備防雷重要理念電站一次設(shè)備多為戶外式,雷電直擊風(fēng)險(xiǎn)高;二次設(shè)備多在戶內(nèi),劃屬雷電第2防護(hù)區(qū)；一雷多閃，后續(xù)放點(diǎn)電荷不小于首次的電荷；二次設(shè)備絕緣水平低,可靠性要求高,防雷措施更為仔細(xì);分流、屏蔽、限幅、等電位接地等;雷電防護(hù)區(qū)LPZA和LPZB

二次設(shè)備四級(jí)防雷重要參數(shù)LPL-ILPL-ⅡLPL-ⅢLPL-ⅣImax200kA150kA100kA100kA雷擊電荷100庫(kù)75庫(kù)50庫(kù)50庫(kù)Imin3kA5kA10kA15kA滾球半徑20m30m45m60mP(<Imax)0.990.980.970.97P(>Imin)0.990.970.910.84注：雷云總量是雷擊電荷量的3倍。8.1二次設(shè)備絕緣水平低二次設(shè)備主要指400V及以下的電源、控制、信號(hào)等弱電設(shè)備，絕緣耐受能力比一次設(shè)備低得多；電源系統(tǒng)及繼電保護(hù)系統(tǒng)的絕緣測(cè)試搖表一般只能使用500V電壓等級(jí)，信號(hào)系統(tǒng)的電壓耐受能力更低，可能只有幾伏到十幾伏。目前我國(guó)也開(kāi)始對(duì)弱電設(shè)備測(cè)試抗電磁干擾能力，但還有很多二次設(shè)備的防雷能力很弱且無(wú)確定的防雷技術(shù)參數(shù)。8.2二次設(shè)備防雷措施要求高二次設(shè)備的雷害威脅主要來(lái)源有三路：一是沿導(dǎo)線亂竄的感應(yīng)雷電波，二是強(qiáng)烈的空間電磁干擾，三是大幅值雷電流流入接地網(wǎng)之后接地電位劇烈升高，造成地面電位差瞬間增大，如果電壓分布不均會(huì)產(chǎn)生局部高電位,對(duì)周圍電子設(shè)備形成高電位反擊。弱電系統(tǒng)的三道防線，第一是處理電源來(lái)的快速過(guò)電壓，加避雷器、電源SPD；第二是屏蔽空間強(qiáng)電磁干擾；第三是抑制地面電位差，加強(qiáng)地面等電位連接；對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)除了安裝SPD（電涌保護(hù)器）外，還需安裝更低電壓TVS（瞬態(tài)電壓抑制二極管）及凈化磁場(chǎng)環(huán)境。8.3電源三級(jí)防雷理念二次設(shè)備電源比較特殊，它不僅連接其他二次設(shè)備，還連接一次設(shè)備-變壓器，會(huì)遭受比其他二次設(shè)備大得多的雷電能量沖擊，所以重要電源需要三級(jí)防護(hù)。首先，電源變壓器高低壓端都要安裝避雷器；其次，在電源的每個(gè)分支都配置大容量電源用SPD；必要時(shí)，在主電源線上增配帶并聯(lián)間隙的電源用SPD。最后特別要注意處理好二次設(shè)備的電源防雷接地。最好用電源隔離變壓器將二次設(shè)備共用接地端與一次設(shè)備接地端隔離，并盡可能降低各分支電源。二次分支防雷總系統(tǒng)主干子設(shè)備

樓內(nèi)二次設(shè)備防雷特性及主要措施山區(qū)變電站可用面積小，獨(dú)立避雷針離主控制室空間較近，當(dāng)雷電擊中避雷針或避雷線附近時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁脈沖電流就會(huì)通過(guò)電磁耦合到主控制室建筑物的鋼筋及設(shè)備中產(chǎn)生外部過(guò)電壓和感應(yīng)電流，造成二次設(shè)備的損壞，如湖北白蓮河老水力發(fā)電廠的開(kāi)關(guān)站，主控室內(nèi)二次設(shè)備多次遭雷擊損壞，造成整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，直接影響全站設(shè)備的正常運(yùn)行度。樓頂落雷次數(shù)與干擾次數(shù)多雷區(qū)變電站控制樓的雷擊次數(shù)(N)=1.5×年均落雷密度(Ng)×等效落雷面積(Ae)，例如，主控樓長(zhǎng)80m寬40m高20m，所處年均落雷密度3.5個(gè)/km2，主控樓年均遭雷擊次數(shù)0.15次。說(shuō)明該主控樓7年就會(huì)遭受一次樓頂落雷。室內(nèi)二次設(shè)備的強(qiáng)雷電干擾的次數(shù)=Ng×Aw(導(dǎo)線引雷面積),例如一公里長(zhǎng)的架空電源線，引入室內(nèi)的雷電次數(shù)為3.5×2=7次；采取穿管地埋后強(qiáng)雷電干擾的次數(shù)可下降一半。

多雷區(qū)變電站防雷設(shè)計(jì)不足目前許多多雷區(qū)電站設(shè)計(jì)沒(méi)有嚴(yán)格按國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)室內(nèi)接地防雷系統(tǒng)。對(duì)于主控制室中的設(shè)備要求就近與接地網(wǎng)相連接，而主控制室內(nèi)是用一根接地引下線與樓下的接地網(wǎng)連接，需要接地的幾個(gè)機(jī)柜都直接接到這一點(diǎn)上，沒(méi)有一個(gè)接地連接環(huán)路，形成了單點(diǎn)接地方式。防雷要求室內(nèi)面積超過(guò)40m2，應(yīng)采用網(wǎng)格式等電位接地網(wǎng)，小面積樓面可采用S型單點(diǎn)接地，接地干線宜采用截面積大于35mm2的銅質(zhì)材料；每臺(tái)電子設(shè)備機(jī)柜應(yīng)單獨(dú)接與接地母線相連；主機(jī)房?jī)?nèi)磁場(chǎng)干擾場(chǎng)強(qiáng)不應(yīng)大于800A／m。凈化磁場(chǎng)干擾環(huán)境的措施凈化磁場(chǎng)干擾環(huán)境的措施主要是加強(qiáng)感應(yīng)雷電瞬變磁場(chǎng)的屏蔽，宜采用電氣連接良好的金屬網(wǎng)屏蔽籠將被屏蔽體包圍起來(lái)，這樣瞬變磁場(chǎng)將在網(wǎng)絡(luò)回路中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，產(chǎn)生反磁場(chǎng)來(lái)抵消穿過(guò)屏蔽體的原來(lái)磁場(chǎng)而起到屏蔽的作用。磁場(chǎng)屏蔽增強(qiáng)效果例如以邊長(zhǎng)為1m、網(wǎng)絲半徑為0.155mm的22目紫銅網(wǎng)作主要屏蔽材料，采用電阻率為1.2Ω·m的導(dǎo)電混凝土作輔助材料，厚度3mm，磁場(chǎng)屏蔽效果可達(dá)45dB，衰減100多倍。經(jīng)過(guò)如此屏蔽防護(hù)措施的主控制室內(nèi)在雷擊獨(dú)立避雷針時(shí)（雷電流200kA，10／350μs），磁場(chǎng)強(qiáng)度都在100A／m以下，能滿足安全運(yùn)行的要求。