变配电所是用电单位的电力枢纽,一旦遭雷击将造成设备损坏,大面积停电,甚至影响电力系统正常运行并危及人身安全,后果十分严重。因此,对变配电所必须采取完善的防雷措施。这里所说的变配电所的防雷主要是对直击雷的防护和对由线路侵入的过电压防护。
1.装设避雷针
在变配电所装设避雷针是为了防护变配电所、建筑物及户外电气设备,使之免遭直接雷击。如果变配电所处在附近高大建筑物上的避雷针保护范围以内,或变配电所本身为室内型,则不必再考虑直击雷的防护。但必须注意:这些避雷针除有单独的接地装置外还应与被保护物之间保持一定的距离,如图9-20所示,以免当避雷针上落雷时,雷电流沿引下线入地时所产生的高电压对被保护物产生反击现象。这个距离是根据空气的耐压强度和雷击时,避雷针通过的雷电流所产生的电场对周围物体产生的影响来确定的,以SK表示。工程上不论是避雷针还是避雷线,安全空气距离一般不允许小于5m。
图9-20 避雷针与被保护物的距离
(1)独立避雷针及其接地体不应设在人员经常出入的地方,一般要求离开人行道3m以上,否则应采取均压措施。
(2)35kV以下变配电所的避雷针不宜装在变压器的门形架、配电装置构架及房顶上;60kV以上变配电所的电气设备绝缘水平较强,不易造成反击穿,避雷针允许装在门形架或房顶上。
(3)严禁在避雷针的构架上架设照明线、通信线,以保证人身和弱电设备的安全。
2.装设避雷器
为了保护变配电所的设备免遭沿线设备侵入的雷电流的破坏,还应在线路的某点装设避雷器。
(1)高压侧装设阀型避雷器,用来保护变压器。为此要求避雷器应尽量靠近变压器安装,其接地线应与变压器低压侧接地中性点及金属外壳连在一起接地,如图9-21所示。
(2)35~110kV变配电所架空进线保护标准方案如图9-22所示。(www.xing528.com)
图9-21 电力变压器的防雷保护措施及其接地系统
T—电力变压器;F—阀型避雷器
图9-22 35~110kV变电站进线保护标准方案
在进线的1~2km处装设一组管型避雷器GB1,用来限制从进线段外侵入的雷电冲击波幅值,其工频接地电阻应在10Ω以下。对铁塔或钢筋混凝土电杆铁横担线路可不设GB1。但在进线入口处应装设管型避雷器GB2用来保护断路QF2免受雷电冲击波的破坏。因为QF2可能处于开路状态,侵入波在开路末端的电压将上升为侵入波电压幅值的两倍,会引起触头间或对地闪络,烧坏断路器触头。GB2应装在尽量靠近QF2的地方,其外间隙应调整在正常时不被击穿。并联在母线上的阀型避雷器FZ用来保护变压器及所有电气设备的绝缘。图中在进线段架设1~2m的避雷线,它的作用防止进线段直接被雷击。
35kv进线而容量不太大的变配电所,还可以根据它的重要性简化防雷保护。容量为3150~5000kV·A的变配电所,避雷线可缩为500~600m,如图9-23所示。
图9-23 容量在3150kV·A以下35kV变配电所进线保护接线
容量在1000kV·A以下的变配电所可用更为简化的保护接线,如图9-24所示,3~10kV工厂变配电所常用图9-25所示接线进行防雷保护。
图9-24 容量在1000kV·A以下35kV变电所简化保护接线
图9-25 3~10kV变配电所雷电侵入波的保护接线
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