雷神110KV变电站二次系统 雷电过电压防护技术方案2011年4月.docVIP

110kV（35kv）变电所 二次系统综合防雷（过电压保护） 技术方案 西安雷神智能电力有限公司 2011年4月  目 录 一、 前 言 3 二、 雷电过电压的形成及危害 3 2.1 雷电的产生 3 2.2雷电参数 3 2.3雷击种类 4 2.4雷电的侵入方式 5 2.5雷击破坏的几种主要形式 6 三、 外部防雷系统 7 四、 防雷保护设计依据标准 8 五、 110kV 变电站二次系统现状 9 六、 110kV站低压二次系统防护设计方案 10 七、 110kV变电所二次系统防雷过电压保护工程设备清单 19 前 言 随着电力行业的高速发展, 越来越多的高新技术被广泛地应用到电力生产中来。近几年, 微机型综合自动化变电站增加迅猛, 雷电对变电站二次系统设备的危害越来越明显。我公司针对实际情况, 通过分析雷电入侵途径, 提出变电站二次系统综合防雷技术解决方案。 雷电过电压的形成及危害 2.1雷电的产生 雷电是一种自然现象，其物理成因仍处于探索阶段，比较流行的观点是起电学说。根据这种学说，雷电源于异性电荷群体间的起电机制。这里所说的电荷群体既可以是带大量正、负极性电荷的雷云，也可以是附有大量感应电荷的大地或物体表面。我们知道，异性电荷群体间存在着电场，当电荷量增大或电荷间距缩小时，电场强度将增大，若场强增大到超过空气的击穿场强（一般为500-600kv/m）后，就会发生大气放电现象，伴随着强烈的光和声音，这便是人们常说的电闪雷鸣。 2.2雷电参数 2.2.1雷电流波形 雷电流是一个非周期的微秒级（μs）瞬态电流，常用“波头时间/波长时间”来表示。波头时间是指雷电波从始点到峰值的时间，波长时间是指从始点经过波峰下降到半峰值的时间。必须注意的是，雷电流在导线上传输后，由于受到传播特性的影响，其波头时间和波长时间都将变长。 在IEC标准、国际及原邮电部通信电源入网检测细则中，规定的模仿雷电波形有10/350μs电流波、8/20μs电流波、1.2/50μs电压波或10/700μs电压波等。这里的10/350μs电流波，是指波头时间为10μs、波长时间为350μs的冲击电流波；余下类同。 2.2.2雷电流峰值 雷电流峰值的单位为kA（千安），其数值一般以统计概率形式给出。若以P（i）I(ka) 10 20 50 100 150 200 P(i)(%) 81.1 65.7 35.0 12.2 4.3 1.5 1-p(i) 18.9 34.3 65.0 87.8 95.7 98.5 （3）雷电流上升陡度（di/dt）max （4）年雷暴日数和年雷暴时数 雷暴日数是一个气象统计数，它规定为若24小时内凭听觉听到一次以上的雷声就叫做一个雷暴日。某地区在一年中所记录到的雷暴日数就作为该地区的年雷暴日数。 年雷暴时数的概念与年雷暴日数类似，它更能反映某地区落雷的频度。 年雷暴日数和年雷暴时数是衡量雷害程度的主要参数，一般在当地的气象部门保存有记录数据。 2.3雷击种类 我国的雷击种类主要有直击雷、球雷、感应雷和雷电侵入波四种。 直击雷是雷电与地面、树木、铁塔或其它建筑物等直接放电形成的，这种雷击的能量很大，雷击后一般会留下烧焦、坑洞，突出部分被削掉等痕迹。 球雷是一种紫色或灰紫色的滚动雷，它能沿地面滚动或在空中飘动，能从门窗、烟囱等孔洞缝隙窜入室内，遇到人体或物体容易发生爆炸。 感应雷是指感应过压。雷击于电线或电气设备附近时，由于静电和电磁感应将在电线或电气设备上形成过电压。没听到雷声，并不意味没有雷击。 雷电侵入波是雷电发生时，雷电流经架空电线或空中金属管道等金属体产生冲击电压，冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散，以致造成危害。 危害设备的雷击，大部分是雷电侵入波或感应雷。若设备遭直击雷或球雷，安装在附近的其它电气设备一般也将被损坏，反之亦然。 2.4雷电的侵入方式据研究统计表明，雷电的侵入途径主要有个方面：.1 雷电远点袭击电力线　　我国电力线输电方式是由发电厂通过升压变压器升压后，输电至低压变压器，经低压变压器的输出给用户。由于我国的电压基本波形是每秒50Hz的正弦波形曲线，在电力线上形成每秒50次的交变磁场。如遇雷害发生时，在雷电未击穿大气时，将呈现出高压电场形式。根据电学基本原理，磁场与电场之间是相互共存可逆变化的，那么，雷击高压电场通过静电吸收原理，向大地方向运动。雷电首先击在电力线上，并从电力线的负载保护地线入地释放，这样就击穿了设备。在高压线上的表现为击穿变压器的绝缘，在变压器低压端与负载的连线上遭雷击，损失的是用电设备。为此，在选择防雷器时，首先考虑远点雷击。 2.4.2 雷电近点电力线的侵入　　雷电近点袭击电力线，实际上是雷电袭击被保护设备所在的建筑物避雷针或金属屋面（区域管制中心主楼为金属屋