变电站防雷接地技术Word格式.docx
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学生:
指导教师:
刘凤丽
完成日期:
2014年11月21日
内容摘要
怎么样做才安全。
必须认识电流对人体的危害,人体触电的形式和触电后脱离电源的方法,同时还得了解电后急救的知识。
关键词:
防雷;
接地保护;
用电安全
目录
内容摘要I
1绪论1
1.1课题研究的意义1
1.2国内处的研究背景1
1.3本次论文的主要工作2
2变电站的防雷保护3
2.1变电站的直击雷保护3
2.2变电站的侵入波保护4
2.3变电站的进线段保护5
2.4避雷针与避雷线6
3变电站的防雷接地7
3.1接地概述7
3.2接地电阻7
3.3变电所接地装置8
3.4变电站的接地原则9
3.5降低变电所接地装置工频接地电阻的措施9
4变电所防雷接地设计实例10
4.1变电所的规模10
4.2变电所位置的自然条件10
4.3变电站接地设计10
5结论13
参考文献14
1绪论
1.1课题研究的意义
1.2国内处的研究背景
当雷电直接击中电力系统的导线部分时,会产生极高的雷电过电压,任何电压等级的设备绝缘都会难以耐受。
变电站对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电站进线段一定距离内架设避雷线,吸引雷电击向自身,减低雷击点的过电压,通过良好接地的装置,将雷电流迅速泄入大地。
1.3本次论文的主要工作
本课题是针对我国农村35KV变电站进行防雷接地保护设计;
根据变电站国家防雷接地标准,结合35KV变电站电气接线图以及具体情况,学习利用各种防雷接地装置等,实现对变电站的直击雷防护、雷电侵入波防护以及变电站的接地保护设计,具有一定针对性和广泛性。
主要研究了以下三方面的内容:
2变电站的防雷保护
变电站遭受雷击的主要原因:
其具体表现形式如下:
(1)直击雷过电压。
雷云直接击中电力装置时,形成强大的雷电流,雷电流在电力装置上产生较高的电压,雷电流通过物体时,将产生有破坏作用的热效应和机械效应。
(2)感应过电压。
当雷云在架空导线上方,由于静电感应,在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷,在雷云对大地放电时,线路上的电荷被释放,形成的自由电荷流向线路的两端,产生很高的过电压,此过电压会对电力网络造成危害。
(3)雷电侵入波。
架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站,是导致变电站雷害的主要原因,若不采取防护措施,势必造成变电站电气设备绝缘损坏,引发事故。
防雷措施总体概括为2种:
①避免雷电波的进入;
②利用保护装置将雷电波引入接地网。
防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。
2.1变电站的直击雷保护
避雷针(线)是接地的导电物,一般高于被保护物体,它们的作用就是将雷电吸引到自己身上,安全并迅速地导入地中。
避雷针通过自身的高度,在其尖端的高突处形成电场的畸变,在雷云电场的作用下,当尖端的电场强度大于空气电离场强时,开始电离空气,形成迎面先导,并与雷云的雷电先驱相遇,完成雷击过程。
为了使雷电流能够顺利下泄,必须有良好的导电通道。
因此,避雷针(线)的基本组成部分是接闪器(引发雷击的部位)、引下线和接地体。
避雷针是防直击雷的有效措施。
过去有人认为避雷针的作用是利用它的尖端放电使大地电荷和雷云中电荷悄悄中和而避免形成雷电。
但实际运行经验证明,避雷针一般不能阻止雷电的形成,而是将雷电吸引到自己身上来并安全导入地中,从而保护了附近的建筑物和设备免受雷击。
避雷针由接闪器、因下线、接地体3部分组成。
独立避雷针还需要支持物,后者可以是混凝土杆,木杆或由角钢、圆钢焊接而成。
接闪器是避雷针的最主要部分,转用来接受雷云放电,可采用直径为10-20mm,长为1-2m的圆钢,或采用直径不小于25mm的镀锌金属管。
引下线是接闪器与接地体之间的连接线,它将接闪器上的雷电流安全引入接地体,所以应保证雷电流通过时不致熔化,引下线一般采用直径8mm的圆钢或截面不小于25mm2的镀锌钢绞线。
如果避雷针本题是采用铁管或铁塔形式,则可以利用其本体做引下线,还可采用预应力钢筋混凝土杆的钢筋做引下线。
接地体是避雷针的地下部分,其作用是将雷电流直接泄入大地.接地体埋设深度不应小于0.6m,垂直接地体的长度不应小于2.5m垂直接地体之间的距离一般不小于5m.接地体一般采用直径为19mm的镀锌圆钢。
2.2变电站的侵入波保护
变电站中限制侵入波的主要设备是避雷器,它接在变电站的母线上,与被保护设备相并联,并使所有设备受到可靠保护。
避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变电所或其他建筑内,一面危及被保护设备的绝缘。
避雷器应与被保护设备并联,装在被保护设备的电源侧。
当线路上出现危及设备绝缘的雷击过电压时,避雷器的火花间隙就被击穿,或由高阻变为低阻,使过电压对大地放电,从而保护了设备的绝缘。
2、排气式避雷器
金属氧化物避雷器又称为压敏避雷器。
它是一种没有火花间隙只有压敏电阻片的阀型避雷器。
压敏电阻片是由氧化锌或氧化铋等金属氧化物烧结而成的多竟晶半导体陶瓷元件,局有理想的阀特性。
在工频电压下,它呈现极大的电阻,能迅速有效地阻断工频续流,因此无需火花间隙来熄灭由工频续流引起的电弧,而且在雷电过电压作用下,其电阻又变的很小,能很好的泄放雷电流。
目前金属氧化物避雷器已广泛用于低压设备防雷保护。
随着其制造成本的降低,它在高压统中的应用活越来越广泛。
2.3变电站的进线段保护
要限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的波度,就必须对变电站进线实施保护。
当线路上出现过电压时,将有行波导线向变电站运动,起幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压,线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。
因此,在接近变电站的进出线上加装避雷线是防雷的主要措施。
如不架设避雷线,当遭受雷击时,势必会对线路造成破坏。
变电站进线保护是在靠近变电站出线架1~2km线路上所采取的可靠的防雷保护措施,变电站进线保护具体措施视变电站的线路情况而定。
2.4避雷针与避雷线
雷击只能通过拦截导引措施改变其入地路径。
接闪器有避雷针、避雷线。
小变电所大多采用独立避雷针,大变电所大多在变电所架构上采用避雷针或避雷线,或两者结合,对引流线和接地装置都有严格的要求。
1、避雷针
2、避雷线
3、避雷器
避雷器是用来限制沿线路侵入的雷电压(或因操作引起的内过电压)的一种保护设备。
避雷器主要作用是降低入侵的雷电波,使之能够达到电气系统设备绝缘强度允许值以内。
我国主要的避雷器是采用金属氧化物式避雷器。
3变电站的防雷接地
3.1接地概述
接地就是将电力或建筑电气装置、设施中某些导电部分,经接地线接至接地极。
接地根据工作内容划分为以下几种:
3.安全接地
为了保证人身的安全,将电气设备外壳设置的接地。
任何接地极都存在着接地电阻,正因为如此,当有电流流过接地体时,在接地电阻上的压降将引起接地极电位的升高电流在地中扩散时,地面会出现电位梯度。
3.2接地电阻
接地电阻的定义、简介及计算。
3.3变电所接地装置
3.4变电站的接地原则
变电站接地网设计时应遵循以下原则:
3.应采用统一接地网,用一点接地的方式接地。
3.5降低变电所接地装置工频接地电阻的措施
列举几个方面进行说明。
分析对比几种降阻措施,给出接地网计算公式。
7.化学降阻剂的应用,化学降阻剂机理是,在液态下从接地体向外侧土壤渗出,若干分钟固化后起着散流电极的作用。
4变电所防雷接地设计实例
4.1变电所的规模
拟建的35KV变电站位于我国大多数农村,采用设计安装避雷针对变电站直击雷的防护,而对变电站雷电侵入波的防护则设计安装避雷器。
4.2变电所位置的自然条件
4.3变电站接地设计
(4-2)
(1)选择接地体及确定接地装置型式选角钢L50×
50×
5,长3.5m做垂直接地体;
并选扁钢40mm×
5mm做水平接地体,构成以垂直接地体为主的复式接地装置。
接地装置在距变电站建筑物外墙1.5m处,呈环路闭合的长孔型布置,中间加一条均匀带。
垂直接地体间距取6~7m,沿闭合环路垂直打入地中,上端用扁钢连接,扁钢埋地0.5~0.7m。
高、低压配电装置角钢基础及变压器底部钢轨均通过不少于2根的接地线连接到接地装置上。
变电站各室出入口敷设帽檐式均压带或铺设沥青路面(变电站无自然接地体)。
(4)接地装置计算
1)单根垂直接地体的接地电阻
(4-3)
2)初定垂直接地体根数,确定屏蔽系数因闭合接地装置的周长L=[(1.5×
2+50)+(1.5×
2+40)]×
2=192m,接地体间距a=6~7m,故垂直接地体根数约为n=L/a=32~27.5根
实取n=30根
按n=30及
,查得
(5)接地装置的接地线(即连接扁钢)热稳定性校验
(4-4)
实选接地线40×
5=200mm2>
Smin合格
(6)防雷接地
35KV变电站用独立避雷针,避雷针接地引下线埋在地中部分与配电装置构架的接地导体埋在地中部分在土壤中的距离大于3m,变电站电气装置的接地装置采用水平接地极为主的人工接地网,水平接地极采用扁钢50mm×
5mm,垂直接地极采用角钢50mm×
5mm,垂直接地极间距5m~6m,主接地网接地装置电阻不大于4Ω,主接地网埋于冻土层1m以下。
人工接地网的外缘应闭合,外缘各角应做成圆弧形。
5结论
参考文献
1.颜伟忠.《电工学》(土建类)高等教育出版社
2.刘介才.《工厂供电》工厂供电.机械工业出版社,1998.89-90.
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- 关 键 词:
- 变电站 防雷 接地 技术