升压站的直击雷防护一般采用避雷针或避雷线,原则上应使升压站所有的建筑物、设备均处在避雷针或避雷线的保护范围内。应该注意的是,避雷针或避雷线与设备之间应有足够大的电气距离,防止由于雷击造成的避雷针或避雷线电位的升高对设备发生放电(即反击)。
1.装设避雷针
如图4-27所示,雷击避雷针时,雷电流通过避雷针以及接地装置流入大地。在避雷针的A点(高度为h)与接地装置的B点将出现高电位uA、uB,即
图4-27 雷击避雷针分析
式中 L——AB段避雷针的电感,μH;
Rch——接地装置的冲击电阻,Ω;
i——流过避雷针的雷电流;
——雷电流的陡度,kA/μs。
若避雷针与被保护装置之间的空气间隙sk不够长,则避雷针有可能对被保护装置反击。同样的道理,地下接地体之间也要有足够的电气距离sd。
相关规程建议,取雷电流幅值140~150kA,L=1.7μH/m,空气击穿场强为500kV/m,土壤击穿场强为300kV/m,雷电流波头为2.6μs。则sk、sd应满足
对于110kV及以上电压等级的变电站,由于绝缘水平比较高,不易发生反击。在安装避雷针构架时应铺设辅助接地装置,并且其与主变压器接地点间的电气距离应不小于15m。目的是使避雷针遭受雷击时接地装置电位升高,雷电波沿接地网向主变压器接地点传播时逐渐衰减,到达接地点后电压幅值无法达到对变压器反击的要求。变压器是升压站中最重要的设备,不应在变压器的门型构架上装设避雷针。
对于35kV及以下电压等级的升压站,由于其绝缘水平较低,因此避雷针应独立装设而不能装设在构架上。(www.xing528.com)
2.架设避雷线
常见的避雷线保护有两种:一是避雷线一端经配电装置构架接地,另一端绝缘;二是避雷线两端均接地。
对于一端接地,一端绝缘的避雷线,有
式中 h——避雷线支柱的高度,m;
Δl——避雷器上校验的雷击点与接地支柱的距离,m。
对于两端均接地的避雷线,有
l2=l-Δl
式中 β′——避雷线的分流系数;
l——避雷线两支柱间的距离,m;
l2——避雷线上校验的雷击点与另一端支柱间的距离,m。
对于110kV及以上电压等级的变电站,在土壤电阻率不高的地区,可将避雷线接到出线门形构架上;但在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区,应加装3~5根接地极。
对于35~60kV的变电站,在土壤电阻率不大于500Ω·m的地区,可将避雷线接到出线门形构架上,但应加装3~5根接地极。对于土壤电阻率大于500Ω·m的地区,避雷线应终止于终端杆塔,不能与变电站相连,并且在进变电站一挡线路装设避雷针保护。
对于避雷针、避雷线,sk一般不小于5m,sd一般不小于3m,并且在可能的情况下应适当加大,以防止反击现象的发生。
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