变电站防雷方案.doc

变电站防雷方案目 录 第一章 概述………………………………………………………………………3 其次章 雷电危害途径……………………………………………………………4 第三章 雷电入侵变电站建筑物内设备的途径分析……………………………4 第四章 设计方案…………………………………………………………………6 第五章 产品清单…………………………………………………………………12 第六章 产品性能参数……………………………………………………………13第一章 概述雷电灾难亘古有之，雷电这个早已被我们所“克服”的困难，却像突然被注入了新的活力般，让我们在感受科技的同时也品尝了许多突然而至的无奈和苦恼随着现代科学技术的发展，计算机技术(Computer)、限制技术(Control)、通讯技术(Communication)、显示技术(CRT)得到广泛发展和应用，并有机结合构成功能强大的综合自动化限制系统由于这些系统中的许多设备内部集成电路工作电压很低，对瞬态过电压极其敏感，因雷电及各种浪涌会导致的系统瘫痪、设备损坏、甚至造成人员伤亡比比皆是，造成不计其数的经济和物力损失，其间接损失及政治影响更是无法估量。

具体到现代化程度较高的变电站,大规模集成电路为核心的各种设备在变电站爱惜、远动、通讯升级中的运用，其高度集成化的CMOS电路和CPU单元，对瞬间过电压的承受实力大幅降低，很简洁成为受雷电损害的主要设备新设备和系统的投入运行，带来了防雷方面的客观需求，大量的微机爱惜等 在变电站爱惜、远动、通讯的升级中运用，大规模集成电路的耐过电压水平比原来的晶体管电路脆弱了许多，晶体管设备的耐压水平可达到500～1000V，而大规模集成电路的耐压水平不到100V变电站一次系统和二次系统是一个相辅相承的整体，其相互关联，但二次系统的耐过电压水平要比一次系统小的许多许多，假如二次系统的防雷设施不完善，雷电变电站二次系统，造成变电站二次限制部分瘫痪而发生变电站毁灭性的事故从目前的不完全统计数据分析，变电站综合自动化系统因雷电造成的损坏并非个案，而且南宁地区年平均雷暴日高达90.3天/年，因此对于雷电多发地区各系统实行有效的防雷爱惜措施是特殊必要的本方案制定的目的是考虑实际环境因素和用户实际须要而做出一套比较完整而易于操作的防雷设计方案，从而保障变电站综合自动化系统平安地运行我们认为，要做到在建筑物及其内部设备安装了防雷装置以后达到万无一失的水平，从经济角度动身，做到这一点就太奢侈了，而且即使依据国家标准规范设计的防雷装置的防雷平安度也并非100％。

本方案依据国家、国际有关标准，本着平安牢靠， 技术先进，经济合理和特殊化须要原则，以及高度负责的精神，并依据贵单位的具体要求，结合贵单位供应的资料和状况介绍，对现场进行了初步勘查，细心设计，力求将雷击的损害降到最低点第二章 雷电危害途径雷电是一种自然放电现象，按其造成的危害可分为：    (1)直击雷大气中带有电荷的雷云，其对地电压高达几亿伏当雷云与地面凸出物之间电场强度达到空气击穿强度时，就发生放电现象，闪电干脆击在建筑物、其他物体、大地、或者防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力当雷电干脆击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀，从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位上升，有可能向接近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡    (2)雷电感应雷电感应俗称感应雷，它分为静电感应和电磁感应静电感应是带有大量电荷的雷云所产生的电场使金属导体上感应出被电场束缚的相反电荷当雷云对地放电或云间放电时，云层中的电荷在一瞬间消逝了（严格说是大大减弱），那么路上感应出的这些被束缚的正电荷也就在一瞬间失去了束缚，在电势能的作用下，这些正电荷将沿着线路产生大电流冲击。

电磁感应是雷击发生在供电线路旁边，或击在避雷针上会产生强大的交变电磁场，此交变电磁场的能量将感应于线路并最终作用到设备上由于避雷针的存在，建筑物上落雷机会反倒增加，内部设备遭感应雷危害的机会和程度一般来说是增加了，对用电设备造成极大危害因此，避雷针引下线通体要有良好的导电性，接地体确定要处于低阻抗状态3）雷电波侵入由于雷击，在架空线路或空中金属管道上产生的冲击电压沿线路或管道的两方向快速传播的雷电波称为雷电波入侵其传播速度为300 m／μs(在电缆中为150 m／μs)可以导致设备损坏、人员伤亡、建筑物损坏或电气系统故障，严峻者还可导致火灾和爆炸第三章 雷电入侵变电站建筑物内设备的途径分析由于变电站设备处在一个强电和弱电系统形成的错综困难的电磁环境中，高压开关设备的操作切换，雷电闪击，一次设备短路接地，二次回路切换，人员及邻近物体的静电放电和无线电辐射等产生的电磁干扰可能通过各种耦合进入变电站综合自动化系统形成浪涌其中雷击路上引起的上万伏的过电压、过电流及极强的交变电磁场是损坏设备的主要缘由，雷电入侵建筑物内设备的途径有配电线路、通信（讯）线路、电磁感应、地电位反击等四种途径，具体分析如下：3-1：延配电线路引入的雷电过电压雷电波通常是通过变电站接近的线路侵入母线，再经过变压器高、低压绕组间的静电和电磁耦合，进入低压出线， 途中经过了线路避雷器，母线避雷器等多级削峰，再经过变压器低压出线的平波作用， 电压幅值大为下降。

但由于雷电波的波峰幅值和能量很大， 虽然雷电波在经过上述避雷器后，大部分能量得以消退，但仍有部分雷电波以幅值相对很高且作用时间很短的低能量尖峰脉冲的形式通过变压器的低压出线，加到变电站内全部的380 V沟通回路中220V等直流线路因进出高压场等缘由也是引入雷电的主要线路3-2：延通信（讯）线路引入雷击通信（讯）线路（通信线路一般包括一般有载波线、线、限制线等）由于变电站的通信电缆出线较长，感应雷电通过远控系统电缆及信号电缆侵入,以很高的电压干脆加在二次设备上,该过电压轻则使设备加速老化，重则干脆将设备损坏对于电力系统来讲，RS485、RJ45网线、GPS及微波载波等馈线等都是引入雷电的通信（讯）线路3-3：电磁感应上述两条途径是有形的途径，而电磁场是空间传播的看不到的东西，这里的雷电电磁场是指雷击引起的电磁场变更，该瞬变电磁场使各种线路产生感生电动势，从而危害设备，该电磁场也可使设备内的线路板内部线路产生感生电动势，使设备损坏试验表明，设备（包括设备近距离的连接线）处在2.4GS的电磁场中时设备会永久性损坏，设备（包括设备的近距离连接线）处在0.07GS的电磁场中时设备会产生误动作雷电电磁场的危害最终还是使设备及线路感应到过电压。

对于电力系统来讲，电力建筑物内的钢筋（当作引下线用）、变电站布线层内进出高压场地和连接室内外的各种金属线路都是发生雷电感应的通道3-4：地电位反击当变电站或线路遭受雷击后， 雷电流会经避雷装置流人接地网，假如接地网的接地电阻偏大或接地网的均压效果不好时，在强大的雷电流作用下，会使接地网的局部电位显著抬高，并由此导致电地位对设备反击而损坏设备从平安及运行稳定等角度来考虑，电气设备必需接地，假如雷击时，设备的接地线路为高电位，而设备的某处因某种缘由为低电位，则地线对设备上该点的电位差全部由设备承受，这事实上是地线对设备某点的过电压，该过电压也是轻则使设备加速老化，重则干脆将设备损坏地反击是设备接地线路对设备某点的电位差，假如，设备不存在低电位点则不存在电位差，单是地线高电位只能说是“水涨船高”，没有电位差也就没有过电压，当然设备也就不会损坏第四章 设计方案一、设计依据依据国际电工委员会IEC标准和中国国家标准与行业标准及规范的要求，变电站综合自动化系统必需有完整完善的防浪涌爱惜措施，保障该系统能正常运作设计依据如下：1) 国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）2) 国家标准《低压配电设计规范》 GB50054-953) 国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-20044) IEC61024－1《建筑物防雷》标准5) IEC61312-1《雷电电磁脉冲的防护》第一部分 通则6) IEC61312-2《雷电电磁脉冲的防护》其次部分 建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地7) IEC61312-3《雷电电磁脉冲的防护》第三部分 浪涌爱惜器的要求8) IEC61312-4：1998《雷电电磁脉冲的防护》第四部分 现有建筑物内设备的防护9) GA173-1998《计算机信息系统防雷爱惜器》10) 国家标准《计算机站场地技术条件》GB2887-89l11) 电力行业举荐标准《沟通电气装置的过电压爱惜和绝缘协作》DL/T620-199712) 电力行业举荐标准《沟通电气装置的接地》DL/T621-199713) 《广西电网二次系统防雷接地技术规范》（探讨稿）二、现场状况依据《XX二次系统防雷技术规范》供应的要求进行设计三、爱惜对象本方案爱惜对象将依据《XX二次系统防雷技术规范》的要求，为前提进行设计，但因要求中未涉及到具体的设备及参数，因此本方案，最终还需以实际设备为准，可由双方确认修改。

四、设计原则平安牢靠：由于建筑物内人员的平安性和设备的重要性，假如雷击对其造成损害，则由此所造成的影响将特殊大依据国际、国内标准和自身丰富的阅历，依据中国国情和贵单位的具体状况，对本项目进行平安化的设计和评审，以确保系统的平安牢靠技术先进：在现有条件下，尽量接受当今国际、国内最先进和成熟的技术和产品，对建筑物、信息系统等起到最好的爱惜，能够最大限度地适应今后技术和业务发展的变更 经济合理：依据设计要求和现场实际状况，在确保平安牢靠的前提下，对产品材料进行优化组合，力求最优性价比，并不一味追求产品单项指标和档次五、设计思路针对可能的雷电波入侵途径，我们应当在接闪、分流、接地、屏蔽、合理布线、等电位连接等六个方面做完整的、多层次的防护，其中等电位连接最为重要系统防雷包括外部防雷和内部防雷两个方面：外部防雷以避雷针(带、网)、引下线、接地装置为主，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针(带、网)、引下线等泄放入地内部防雷系统是为爱惜建筑物内部的人员和设备的平安而设置的通过加装SPD（电源SPD、信号SPD）等方法，使建筑物、设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体，将内部设施因雷击所感应到的雷电流泄放入地，确保人员和设备的平安。

综合防雷系统示意如下：六、具体防雷措施（1）防直击雷：本方案不考虑直击雷部分 (2) 防雷电感应及雷电波侵入:电源系统 1、配电变压器低压侧应安装避雷器避雷器的接地端子与变压器的外壳、中性线以及电力电缆的铠装层应就近接地 可选：ASP PPS-I/3-100BA2、进入变电站室内的低压电力电缆应走电缆沟或接受带金属外皮的电缆或干脆穿金属管埋地引入,其金属管长度不宜小于15m3、当供电系统接受TN-S方式，低压电力电缆引入机房后，在沟通稳压器内或沟通配电屏（箱）内，相线及中性线应分别对地加装限压型SPD; 当供电系统接受TN-C-S方式，低压电力电缆引入机房后，在沟通稳压器内或沟通配电屏（箱）内，相线应分别对地加装限压型SPD可选：ASP ASafe-25/44、 变电站配电变压器低压侧或低压电缆引入配电室或配电屏终端入口处，应具有标称放电电流不小于20kA的限压型SPD；低压。