刍议电力系统防雷技术

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随着我国经济的高速发展,国内电力系统送变电行业的防雷减灾工作日显突出,显示了它的重要和迫切性,特别是电力行业中的电力、设备及计算机控制等部门都要协调配合。根据电力等级、不同地区都有雷暴情况,不同设备及其建筑物等,因地制宜地进行综合防护,加强总体协调,才能完成电力供电生产与安全,达到保护人身与设备的正常运营,以及设备正常要求。
　　防雷减灾是以电力、计算机控制网络等系统防雷及接地工程技术为整体内容的防雷保护工作。
　　
　　1 电力供电系统防雷设计
　　
　　1)变电所、配电所、设备接地网、架空线路、电缆线路应采取防止直接雷击和雷电感应过电压保护措施。
　　2)220kV及以上变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所的室外配电装置(包括母线廊道)采用避雷针或避雷线防护应满足以下要求:
　　(1)避雷针不宜装设在220kV变压器屋顶、配电装置架构上和变压器的门型架构上,可安装在采用钢结构或钢筋混凝土结构等由屏蔽作用的建筑物的附属变电所的上述位置。
　　(2)110kV及以上的送变电装置,可将避雷针装在送变电装置的架构上,但在土壤电阻率大于1000Ω·m的地区,宜装设独立避雷针。35kV及110kV配电装置,避雷针可装在送变电装置的架构上,但土壤电阻率大于500Ω·m时,宜装设独立避雷针。
　　(3)装在架构上的避雷针应与接地网连接,并应在其附近装设集中接地装置。装有避雷针的架构上,接地部分与带电部分间的空气中距离不得小于非污染地区标准绝缘子串的长度。但在空气污秽地区,如有困难,空气中距离可按非污秽区标准绝缘子串的长度确定。
　　(4)强雷区的电力主控设备和高压送变电装置,宜设独立避雷针。
　　(5)220kV、110kV,35kV室外送变电装置,在土壤电阻率不大于500Ω·m时,避雷线应架设到线路终端杆塔位置,从线路终端杆到送变电装置的一档线路的保护,可采用独立避雷针,也可在线路终端塔上装设避雷针。
　　(6)变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所,宜采用避雷针防护。
　　3)电力区段防雷方法
　　(1)经常发生雷害地段的220kV~110kV及以下线路可架设空地线。杆塔上架空地线对边导线的保护角,宜采用20℃~30℃。杆塔上两根架空地线的距离,不应超过导线与架空地线间垂直距离的5倍。档距中央导线与架空地线间的距离,应符合防止雷击档距中央反击导线的要求。
　　(2)除少雷地区外,对110~35kV钢筋混凝土电杆铁横担线路,应提高绝缘子的绝缘爬距等级,并应以较短时间切除故障;绝缘导线铁横担线路,可不提高绝缘子爬距等级。
　　(3)110kV、35kV及以上架空线路中电缆长度大于50m时应在两端设避雷器,小于50m时,可在任一端装设。其接地端与电缆金属外皮连接。
　　(4)110~35kV及以上架空、电缆闭塞及贯通回路应设一次重合痼装置。
　　(5)110~35kV柱上断路器、负荷开关、电容器,应在电源侧装设避雷保护,其接地线应与柱上断路器等的金属外壳连接。
　　(6)同级电压电力线路相互交叉或与较低电压线路或弱电线路交叉时,交叉档两端的钢筋混凝土杆或铁塔均应接地。
　　4)变电所、送变所防雷设计应满足以下要求:
　　(1)110kV~35kV及以上变电所应在架空进线段1~2km内装设架空地线。当采用电缆引入时应在电缆与架空线连接处设避雷器。
　　(2)110kV~35kV送变电所的每段母线上和每路架空进、出线上,都应装设避雷器。当采用电缆引入(出)应在电缆与架空连接出装设避雷器。
　　5)杆架式或落地式送变电台防雷设计应满足以下要求:
　　(1)220kV或110kV送电变压器,进线段可不架设架空地线,其高、低压侧均应装设避雷器保护。
　　(2)35kV送电变压器,应在高压侧装设一组避雷器保护。多雷区亦在低压侧亦装设一组避雷器保护。强雷区和对供电的送电变压器低压侧应装设一组避雷器保护。
(3)避雷器应靠近变压器装设,其接地线应变压器低压侧中性点及金属外壳连在一起接地。
　　6)供电线路防雷设计应满足以下要求:
　　(1)35kV交流送变电线路和分支线路应采用TN-S系统的接地型式。
　　(2)进出建筑物的电源线路应采用电缆线路埋地敷设引入控制设备机房。当采用架空线路转换为电缆埋地引入时,其电缆长度就不小于25m。
　　(3)低压送变电线路的始端,应在电力总送变控制内装设第一级电源保护器防护,可将防雷件装在低压断路器后的相线上。
　　7)变电所、开闭所、分区所和自耦变压器所的每组母线上都宜装设金属氧化物避雷器,高雷区及以上地区,宜在馈电线首端加设雷圈或采用进线段保护。避雷器应以最短的接地线与配电装置的主接地网连接,同时应在其附近装设集中接地装置。
　　8)自耦变压器必须在两条出线上装金属氧化物避雷器,作为过电压保护装置。
　　9)在高雷区、强雷区,接触网在下列地点应采用避雷器防护:
　　(1)分相和战场端部的绝缘区段关节。
　　(2)长度大于200m的供电线或自耦变压器供电线连接到接触网上的接线处。
　　10)共用接地系统的接地干线的材质宜采用钢材耐腐长效降阻剂包封(等电位接地子板的进、出线除外)改善土壤的电阻阻率,导体截面积应满足热稳定和机构强度的要求,并符合下列规定:与接地网连接的接地干线,可用铜排或热度(渗)锌扁钢,铜排的截面积不小于50mm2,热镀(渗)锌扁钢的截面积不小于200mm2。厚度均不小于4mm,用降阻剂包封。
　　11)应在建筑物地网四周及垂直接地体处设置相关标志。
　　2 供电系统接地
　　1)供电系统的设计应采取以下措施,改善电源回流的分配、降低变压器电位接触电压和跨步电压。
　　(1)选用有利于改善牵引回流分配、降低变压器电位的供电制式。
　　(2)利用接触网支柱单引活性电极等自然接地体。
　　(3)pW线或NF线的连接必须通过扼流变压器芯线圈中性连接贯通地线与完全向连接连接点、pW线或NF线的引下线与扼流电压器或空芯线圈中性点连接宜在同一里程。
　　(4)为平衡回流、降低变电变压器电位,更具需要也可间隔300~500m将上、下行pW线或NF线并联。