110kV变电站二次设备雷电防护方案

110kV变电站二次设备雷电防护方案2010-01-1915:11:14作者：来源：中国设计师网雷击在线路上引起的过电流、上万伏的过电压以及极强的交变电磁场是损坏建筑物内设备的主要原因。雷电入侵建筑物内设备的途径有配电线路、通信线路（包括无线天线）、地反击、雷击电磁场四条途径，威尔利集团结合多年的实际专业经验，1雷电的入侵途径雷击在线路上引起的过电流、上万伏的过电压以及极强的交变电磁场是损坏建筑物内设备的主要原因。雷电入侵建筑物内设备的途径有配电线路、通信线路(包括无线天线)、地反击、雷击电磁场四条途径，威尔利集团结合多年的实际专业经验，具体分析如下：1.1配电线路引入雷电配电线路(虽然一般高压线路上都安装有MOV防雷器，但其残压很高，二次设备受到此高压极易损坏，变压器虽有一定的隔离和衰减作用，但还有相当大的剩余雷电能量会由一次线圈感应到二次线圈，从而传导至后续设备。)产生过电压后，该过电压直接传到弱电子设备，并将设备损坏，一般是将设备的电源部分损坏，根据线路上的过电压的成因及危害可分为7种情况：(1)市电线路在野外架空布设时遭直接雷击，因线路较长，发生的几率较大，线路上的雷电流相当大，危害也很大。(2)市电线路在野外架空布设，附近发生雷击(主要是空闪)时，雷电电磁场使得线路上感应到雷电流。有较大的发生几率，但雷电流不太大。(3)市电线路在野外走地缆沟或埋地布设，发生雷击后雷电流入地时，线路上感应到雷电流。相对前面两种情况来讲，发生几率及雷电流都不大。(4)建筑物内配电线路受引下线电磁场感应而产生雷电流，雷电流的大小和发生几率与建筑结构及布线有关。垂直方向的线路、没有屏蔽而且离引下线(立柱)较近时，发生几率及雷电流较大。(5)建筑物内配电线路受户外附近雷击(附近落雷)电磁场感应而产生雷电流，雷电流的大小与建筑物的屏蔽性、布线、落雷位置、落雷点电流等有关。当建筑物屏蔽性较差、线路靠外墙、落雷点靠楼较近、落雷点电流大时，线路感应雷电流就较大。(6)建筑物内线路相互感应。这是指较多的线布得很近(如电源线、地线等相互在电缆沟布线)时，如其中的一条在线有过电压(过电流)，则其它在线都会感应到过电压(过电流)，但雷电流不大。(7)建筑物内大型设备操作过电压(如水泵起动、电源短路)，该过电压不是雷击引起，但其危害不低于雷击，主要是加速电子设备老化。从电性能上来讲该操作过电压类似于雷击过电压，用同样的方法能达到抑制的目的。2通信线路引入雷电通信线路(通信线路一般有光纤、数据线、电话线、控制线等，其中光纤主要是由非导电介质构成，所以将光纤增强芯进行可靠接地)感应雷电后，雷电直接传到设备，并将设备损坏，一般是将设备的通信口损坏，与电源线路上产生雷电流的情况相似，一般来讲，通信线路上的雷电流比电源线路上的雷电流要小，通信线路上产生雷电的6种情况：(1)通信线路在室外架空布设时遭直接雷击，因通信线有绝缘层、架空布线的情况不多等原因，因此，发生几率较低。但一旦发生，线路上的雷电流大。(2)通信线路在室外架空布设，附近发生雷击(主要是空闪)时，线路上感应到雷电流。如架空线路较长，则有较大的发生几率。(3)通信线路在室外走地缆沟或埋地布设，发生雷击后雷电流入地时，线路上感应到雷电流。雷电流不大。(4)建筑物内通信线路受引下线电磁场感应而产生雷电流，如线路没有屏蔽又离引下线较近，则发生几率大，而且雷电流也足以将通信口损坏。(5)建筑物内通信线路受户外附近雷击电磁场感应而产生雷电流，雷电流的大小与建筑物的屏蔽性、布线、落雷位置、落雷点雷电流等有关。当建筑物屏蔽性较差、线路靠外墙、落雷点靠楼较近、落雷点电流大时，线路感应雷电流较大。(6)建筑物内线路相互感应。这是较多的线布得很近(如电源线、通信线、地线等相互在电缆沟布线)时，如其中的一条在线有过电压(过电流)，则其它与之平行、且靠近的在线都会感应到过电压(过电流)，但雷电流不大。3地反击危害接地系统不符合要求主要危害是会产生地反击，一般的地反击是指同一设备或系统同时连接到几个互相没有直接电气连接的地网，当雷击时，各地网之间可能存在较高的电位差，该电位差通过地线直接加在同一设备系统上，该电位差有可能将设备损坏。雷击时地电位抬高，该高电位通过地线传到设备，此时，如设备有低电位的外接线则会形成电位差损坏设备，如设备没有外接线或外接线都呈高阻状态则没有电位差，属于水涨船高性质，设备不会损坏。4雷电电磁场雷电电磁场是指：建筑物附近发生雷击或建筑物本身遭雷击时，建筑物内有较强的交变电磁场，处在该交变电磁场中的设备有可能损坏。雷击渠道图例：通过上述分析，雷电入侵弱电设备主要是通过配电线路(交直流电源线)、通信线路(包括天馈线路)、接地反击与雷电电磁场等途径，我们从这几方面对变电站进行了详细的现场勘测，这几方面现有防护措施及存在的隐患如下：雷击是有选择的。一是地理位置高，因为尖端放电的原理高耸、突出的建筑物容易遭受雷击。第二是对地电阻低，在湖泊、沼泽低洼地区和地下水位高和金属物体多的地方，他们有一个共同的属性就是相对地电阻值低，容易遭受雷击。每三个是土壤电阻率有变化的接合地带，例如河边、山坡。由上可知变电站内二次设备极容易遭到雷击侵袭，且根据现场情况，该站二次设备雷电防护措施目前属于保护不全面状况。110kV变二次设备的交直流配电线有一定的屏蔽措施(1端接地屏蔽)，但效果比较差，雷电容易从电源线路进入并损坏设备。参照下图：通过上述分析，雷电入侵弱电设备主要是通过配电线路(交直流电源线)、通信线路(包括天馈线路)、接地反击与雷电电磁场等途径，我们从这几方面对变电站进行了详细的现场勘测，这几方面现有防护措施及存在的隐患如下：5配电线路防雷隐患分析雷击是有选择的。一是地理位置高，因为尖端放电的原理高耸、突出的建筑物容易遭受雷击。第二是对地电阻低，在湖泊、沼泽低洼地区和地下水位高和金属物体多的地方，他们有一个共同的属性就是相对地电阻值低，容易遭受雷击。每三个是土壤电阻率有变化的接合地带，例如河边、山坡。由上可知变电站内二次设备极容易遭到雷击侵袭，且根据现场情况，该站二次设备雷电防护措施目前属于保护不全面状况。110kV变二次设备的交直流配电线有一定的屏蔽措施(1端接地屏蔽)，但效果比较差，雷电容易从电源线路进入并损坏设备。