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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目： 变电站防雷接地技术
学习中心：浙江建设职业技术学院奥鹏学习中心[26] 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2013年 春 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 2015年 6月 7日
变电站防雷接地技术
内容摘要
变电所是电力系统的重要组成部分，随着变电站的综合自动化设备发展和应用，雷击危害加大，加强变电站防雷接地安全措施非常重要。变电站的防雷接地设计要以具体的工程状况为基础，收集变电站所在地区的环境、气象和地质的相关资料，分析具体的环境条件及变电站的特点，才能正确选择防雷装置的形式和布置，做好防雷和接地保护。本文主要介绍了一般性质的防雷措施，并通过案例，介绍了该措施在实际工程中的应用情况。
关键词：防雷；接地；变电站
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变电站防雷接地技术
目 录
内容摘要 ····························································································· I 1 绪论 ······························································································· 1
1.1 课题研究的意义 ······································································· 1 1.2 变电站防雷的研究背景 ······························································ 2 1.3 本次论文的主要工作 ································································· 3 2 变电站的防雷保护 ············································································ 4
2.1 变电站的直击雷保护 ································································· 4 2.2 变电站的侵入波保护 ································································· 5 2.3 变电站的进线段保护 ································································· 6 2.4 避雷针与避雷线的保护范围的计算 ··············································· 6 3 变电站的防雷接地 ············································································ 8
3.1 接地概述 ················································································ 8 3.2 接地电阻 ················································································ 9 3.3 变电所接地装置 ······································································· 9 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 ···································· 10 4 变电所防雷接地设计实例 ································································· 11
4.1 变电所的规模 ········································································ 11 4.2 避雷针的设置及防雷保护校验 ··················································· 11 5 结论 ····························································································· 13 参考文献 ··························································································· 14
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变电站防雷接地技术
1 绪论
1.1 课题研究的意义
雷电灾害是十种最严重的灾害之一。全球每天约发生800万次雷电，每年因雷击造成的人员伤亡、财产损失不计其数。据美国国家雷电安全研究所关于雷电造成的经济损失影响的一份调查报告表明，美国每年因雷击造成的损失约50。60亿美元，每年因雷击造成的火灾3万多起，50％野外火灾与雷电有关；30％的电力事故与雷电有关；4／5石油产品储存和储藏罐事故是由雷击引起的；由于雷电和操作过电压造成电力装置的损失约占80％。据德国一家重要的电子保险公司1996年到1997年对8722件案例损坏原因的分析，雷电浪涌造成的理赔1996年占26．6％，1997年占31．68％。
我国是雷电活动十分频繁的国家，全国有21个省会城市雷暴日都在50天以上，最多可达134天。据不完全统计，我国每年因雷击造成人员伤亡达3000．4000人，损失财产50—100亿元人民币。近年来，随着社会经济发展和现代化水平的提高，特别是信息技术的快速发展，雷电灾害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大12l。如1990年7月30日郑(州)、三(门峡)微波干线大沟口微波站因雷击而损坏38块盘，损失十分严重。
雷电也是一直危害电力系统安全可靠运行的重要因素之一。随着科学技术的发展，避雷器制造水平的提高以及金属氧化物避雷器的推广使用使变电站一次高压部分的雷电过电压的保护得到了保证。但另一方面，随着电力系统自动化程度的提高，以微电子为主要元件的控制、保护、信号、通信、监控等设备得到普遍应用16l，在一些大型发变电站中，即使在采样和计量系统中也普遍采用。由于常规电磁保护的装置单元多为单元件的电阻、电感和电容等，耐热容量大，对尖峰脉冲的耐受能力也比较强，所以能承受高能的雷电暂态冲击，而对于运行电压只有几伏，信号电流只有微安级的这些电子设备来说，就不一定经受的住。电气和电子技术是现代物质文明的基础，虽然其迅猛发展促进了生产力的发展，但同时也带来了麻烦问题：一方面，电气和电子设备的广泛应用造成了严重的环境电磁噪声干扰；另一方面，电子技术J下向高频率、高速度、微型化、网络化和智能化方向发展，电磁干扰、特别是雷电干扰对这些设备和系统的影响越来越突出，对这些设备造成的损坏事故的发生率逐年增高。电子信息系统受损后，除直接损失外，间接损失往往很难估量．这是90年代以来雷电灾害最显著的特征。
当人类进入电子信息时代后，雷电灾害的特点与以往有极大的不同，可以概
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变电站防雷接地技术
括为：
(1)受灾面积大大扩大，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特别是与高新技术关系最密切的领域，如航天航空、国防、邮电电信、计算机、电子工业、石油化工、金融证券等。
(2)从二维空间侵入变为三维空间侵入。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落，无孔不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击雷、感应雷转变为防雷电电磁脉冲(LEMP)。
(3)雷灾的经济损失和危害程度大大增加了。雷电袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，但由此产生的间接经济损失和影响却是难以估计的。
(4)雷电灾害的主要对象已集中在微电子器件设备上。雷电本身并没有变，而是科学技术的发展，使得人类社会的生产生活状况变了。微电子技术应用渗透到各种生产和生活领域，微电子器件极端灵敏这一特点很容易受到无孔不入的雷电干扰的作用，造成微电子设备的失控或者损害。
我国实测到的雷电流最大可达200kA以上，一般低于100kA。这样大的电流无论是沿建筑物钢筋结构、避雷线(针)流入大地或是大地中的电流都可能在附近导线上感应出能量很强的浪涌，对用电设备造成干扰。因此，变电站系统的雷电防护是一件关系到我国电网安全稳定运行的关键，有必要对其进行深入研究。
1.2 变电站防雷的研究背景
变电站是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。为保证电力系统的安全运行，电力系统应根据被保护物的重要性和危险程度的不同，对于直接雷、雷电感应、雷电侵入波应采取相应的防雷保护措施。因此要求变电站的防雷保护措施必须十分可靠。
科学技术不断发展，避雷器制造水平得到了很大的提高，金属氧化物避雷器被广泛推广使用，使得对变电站中一次部分的雷电过电压的保护得到了保证。另一方面，大规模、高精度集成模块制成的微电子为主要元件的控制、保护、信号、通信、监控等设备在电力系统中的使用也越来越广泛，特别是在一些大型发变电站中，即使在采样和计量系统中也普遍采用，它们大大提升了电力系统自动控制水平。相对其应用程度来说，与这些高精度的二次设备的保护研究并没有得到相应的重视。当变电站遭遇雷击时，一次系统的雷电过电压将通过避雷针、避雷器等设备导入地网之中，从而保护一次设备。常规电磁保护的装置单元多为单元件的电阻、电感和电容等，耐热容量大，对尖峰脉冲的耐受能力也比较强，所以能
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