据不完全统计,年平均雷暴日数为35~ 45的地区,10kV级配电变压器被雷击损坏的比率占配电变压器总数的4%~10%。损坏的主要原因是变压器装设的保护器和接地引下线接线不妥,如变压器高压侧避雷器利用支架作接地引下线,变压器中性点以及高、低压侧保护器分别接地,低压侧未装设避雷器,接地引下线过长等。 1、杆上变压器防雷装置要求。 ①容量在100kVA以上的变压器一般都采用阀型避雷器作保护;50~100kVA的变压器一般采用两个阀型避雷器和一个角形间隙,也有采用3个阀型避雷器作保护的;50kVA以下的变压器一般采用角形间隙,或两个阀型避雷器和一个角形间隙作保护。 ②多雷地区的10kV Y,yn0或Y,y接线的配电变压器,为防止低压侧雷电侵入波变换到高压侧损坏变压器的绝缘,以及防止反变换波(指变压器高压侧受雷击,避雷器放电,其接地装置上的电压将通过变压器低压绕组变换到高压侧的冲击波)损坏变压器的绝缘,在低压侧宜装设一组低压阀型避雷器(如FS-0. 25型、FS-0.5型)、压敏电阻(如MY-400型、MY-440型)或击穿保险器。 ③对于35/0. 4kV直配变压器,高压侧和低压侧均应装设阀型避雷器。 ④还可在变压器电源入口处装电感线圈(利用电源引入线绕成直径为10cm的线圈,10~ 20匝),用来限制雷电波陡度。线圈的位置应在避雷器引线和变压器引线之间。 2、杆上变压器防雷装置安装要求。 ①高、低压侧避雷器的接地线至变压器铁壳间的连接线均应越短越好。 ②避雷器瓷件应良好无损,瓷套与固定抱箍之间应加垫层。 ③避雷器的安装应牢固,排列整齐,高低一致,相间距离不小于350mm。 ④接地引下线应短而直、连接紧密,采用绝缘线时,其截面积应不小于:上引线,铜绝缘线不小于16mm²;下引线,铜绝缘线不小于25mm²。 ⑤与电气部分连接时,不应使避雷器产生外加应力。 ⑥接地引下线应可靠接地,接地电阻应符合规定。 |
乡镇企业的电气设备及建筑物的防雷,是保障安全用电及避免生命财产遭受损失的一项重要工作。实施时应参照电力规程的有关规定,考虑该地区的落雷频度和被保护设备的性质及建筑物的类别等实际情况,采取*有效、*经济的方法,将雷害抑制到*小的程度。
1、减少直击雷击次数。
①当新造建筑物周围有高层建筑物及高大树木等时,新造建筑物受到直击雷击的次数大为减少。
②采用地下电缆代替架空线路,但此法成本将增大。
③对于易受直击雷的高压架空线路(如35kV、10kV),可架设架空避雷线。
④安装避雷针。一般避雷针的保护角可取60°,重要的设备及过高的建筑物宜取45°以内。
⑤安装避雷带(网)。适用于大面积屋顶的建筑物和仓库等。
2、提高绝缘强度。
提高供电线路及电气设备的绝缘强度,能减少雷击造成的闪络次数,而且即使产生了闪络,对于低压配电系统,续流自然遮断的可能性也大为增加,因此是一项有效的防雷措施。
基于同样理由,各种电气设备及电缆等,在安装、使用中都不应使它的绝缘受损,平时要加强对设备的检修和维护工作。
3、控制受害范围和程度,不使重要设备发生闪络。
①重要设备及线路的绝缘强度应较其他设备及线路高,这样,当雷电波侵入时,这些设备和线路就不易发生闪络。
②在支干线分支处的支线上装设熔断器,并提高干线侧的绝缘强度,以便让闪络发生在有熔断器保护的支线上,由熔断器将续流遮断。
4、防止雷电波侵入。
通常采用阀型避雷器。如采用保护间隙,由于它没有遮断续流的能力,故需要与电源侧的熔断器及遮断器配合。
阀型避雷器的安装位置应这样选择:当电源经高压架空线受电时,应安装在接近受电端,离变压器50m以内;当电源经高压电缆向厂用变压器受电时,应根据该地区的雷击频度,以200~ 500m的间隔安装避雷器;在多雷区,变压器室也应安装避雷器;当采用户内高配柜形式时,在柜内应安装避雷器。
线路末端(多数场合接有变压器)往往是防雷的重要部位。因为雷电波侵入后,经多次反射,会引起该处电位大为升高。
避雷器应与变压器外壳和变压器低压中性点(在中性点不接地系统中,是指击穿保险器的接地端)共用接地装置。
5、低压电器及电子设备的保护(主要对付雷电侵入波)。
①使用有金属外皮的电力电缆和控制电缆,并将其两端的金属外皮接地。
②尽量降低接地电阻。
③使用隔离变压器。
④对于重要的设备,除了在设备外部采取抑制雷电侵入波的措施外,还可在设备内部再安装压敏电阻等避雷器。
⑤对于不允许完全停电的场合,可以考虑配备紧急用电源,以完全代替防雷对策。
随着电力系统容量的增加和自动化水平的不断提高,农电系统的众多县级电力局已使用了相当数量的计算机、RTU和其他微电子设备。这些微电子器件的工作电压仅几伏,传递信息的电流小至微安级,极易受雷电流产生的瞬变电磁场干扰,甚至损坏。而微电子器件中TTL数字电路的抗冲击能力*弱,10V、30ns脉宽的冲击电压就可使TTL电路损坏。 1、雷电流入侵途径。 雷电可以通过电磁感应、沿电力线和通信线等侵入微电子系统。约有25%的雷电流会通过电力线侵入,约有5%的雷电流会通过通信电缆侵入,约有50%的雷电流会通过接地系统分流,约有20%的雷电流会通过水管、天然气管分流人地,当然这些金属管必须接地良好。 2、主要防雷措施。 ①尽量降低侵入电源的过电压。在电力线上分区加装避雷器,通过多级避雷措施后可将侵入设备的残压限制到一个合理水平。如在变压器低压侧加装通流容量大于40kA的三相电源避雷箱,在进入机房的配电柜处加装中等容量的三相电源避雷箱,*后在计算机等网络设备处就近加装单相电源避雷箱。所有的避雷器都**加装在防雷区的交界处,并应就近与该区等电位接地排相连。 对于电源,具体防雷方法可采用四级保护。第一级用三极气体放电管将大的雷电流限制到后续保护系统可允许的范围;第二级用限流模块;第三极用压敏电阻;第四级用TVS管(即瞬态电压抑制器),使输出的钳位电压达到规定的要求。利用上述四级保护后,UPS或被保护电源一般不会因雷击而损坏。 TVS管的显著特点为:响应速度快(10-12 s级),瞬时吸收功率大(数千瓦),漏电流小(10-9A级),击穿电压偏差小(±5%UBR与±10% UBR两种),钳位电压较易控制(钳位电压Uc与击穿电压UBR之比为1.2~1.4),体积小等。它对保护装置免遭静电、雷电、操作过电压、断路器电弧重燃等各种电磁波干扰十分有效,是微电子设备过电压保护的**器件。 ②在信息传输线上采取防雷措施。信息传输线的雷电防护原理与电源线是基本相同的,只不过通过信息传输线的雷电流和工作电流均较小,这样放电器、耦合阻抗的体积都较小,可以在一个避雷器内实现多级防雷措施。另外无线传输网络的天线工作在变电房区,电磁环境恶劣,应加装天线避雷器。目前避雷器的动作电压为7~220V。 ③采取合理的接地网和屏蔽。应尽量利用建筑物的钢筋框架形成环形接地网,以减小雷电电磁干扰,同时能有效地分流雷电流,减轻线路避雷器的负担。如果配电房距机房不足30m,应将配电房的地网与机房地网相连。所有从室外进入的金属导体(包括水管、气管、电缆屏蔽层)应在进人防雷区的交界处就近直接接地,不能直接接地的导体(如电力线、传输线等)应通过避雷器接地,电力、通信电缆应穿金属管并埋地(大于0. 6m)进入机房,穿管埋地的距离应大于10m。金属管两端应良好接地。室内设备的金属部分应可靠接地,所有的接地必须接在同一个接地基准点(即汇流排或均压环)上,以保证室内设备不会因为地电位升高而产生电位差。 接地装置的接地电阻越小,过电压值越低。因此,在经济合理的前提下应尽可能降低接地电阻值,其具体要求如下: 通信调度楼,接地电阻为1~5Ω;通信站(楼),5~ 10Ω;独立避雷针,10~ 30Ω;配电变压器,小于100kVA时为10Ω,大于或等于100kVA时为4Ω。以上低数值为一般土壤的要求,高数值为高土壤电阻率土壤的要求。 |