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                    变电站110KV高压线路防雷整改工程

                    发布时间:2014年4月17日 15:26    来源:原创    作者:佚名    关注:1252
                     

                    变电站现场情况及雷击原因分析

                    1、现场情况简述

                    1)某变电站位于市郊,当地年雷暴日为62d/年,属于高雷区。

                    2110KV独立变电站, 110KV线路由水泥杆和铁塔支撑绵延数十公里经山区引入变电站,线路采用穿管埋地进入变电站。线路经过的山坡为阳坡,易遭雷击。

                    3110KV线路铁塔支撑处已架设避雷线,且铁塔接地良好,接地电阻小于10欧。线路中水泥支撑杆未做防雷措施。高压线路易遭雷击,据统计2013年内已遭雷击三次。

                    2、雷击原因分析

                    1所在地年雷暴日为62d/年,雷电活动强烈,雷雨天气较多。

                    2)高压线路是从山区引过来的,山区地形复杂,地势较高,容易遭受雷击。根据当地实际情况,山区存在矿产,易引雷。且高压线通过山区的阳坡,阳坡湿度大,气流运动强烈,易产生雷电。

                    3)防护措施存在漏洞

                       变电站110KV高压线路从山区架设到变电站之间水泥杆支撑处未做直击雷防护措施;

                    整条高压线在进入变电站之前未安装路避雷器,导致线路上感应的雷电流或从远处传过来的雷电流无法向大地泄放;接地措施仅在铁塔处进行了完善,水泥杆架设出未做任何处理。

                    变电站内磷酸Ⅰ回与磷酸Ⅱ回支路安装的避雷器规格为200KA,通流容量过大,避雷器启动电压要求较大,不适合做末端防护。

                    4)接地电阻值相对较大

                       按照电力行业标准(规程)《DL/T620交流电气装置过电压保护和绝缘配合》中的110-500kV线路的杆塔尺寸和绝缘子的50%雷电冲击绝缘水平,对不同杆塔接地电阻计算出各自的耐雷水平如下表。
                                                   
                     110500kV线路耐雷水平与杆塔接地电阻的关系


                    电力标准得出结论:110KV线路耐雷水平与接地电阻成反比。接地电阻越小,线路耐雷水平越高。目前接地电阻小于10欧,耐雷水平不够高,建议临近变电站3公里线路接地电阻控制在4欧姆以内。

                    解决方案

                    方案一

                    (一).设计思路

                    1. 确定建筑物防雷类别

                      依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》,该变电站属于第二类建筑物。

                    2. 高压线路防直击雷设计

                     1)架设避雷线

                      避雷线是高压和超大高压输电线路最基本的防御措施,其主要目的是防雷直直导线,此外避雷线对雷击有分流作用,可以减少对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。

                     2)架设避雷针

                        避雷针可以有效地防止雷击高压线路,减少里击电磁脉冲的产生。

                    3. 高压线雷电电磁脉冲防护

                       高压线铁塔支撑处安装高压浪涌保护器,及时泄放雷电流,防止雷电流进入变电站。

                     

                    4. 降低杆塔接地电阻

                       高压线路耐雷水平与接地电阻成反比。接地电阻越小,线路耐雷水平越高。按照防雷要求将高压线路铁塔、水泥杆等支撑物良好接地,接地电阻小于4欧姆。

                    (二)、方案组成

                    本方案包括两大部分:

                    第一部分:高压线避雷器的安装,及时泄放雷电流,防止雷电流进入变电站。

                    第二部分:防雷地网制作,标准的地网是为防雷提供雷电流的最终去处地网的好坏直接影响到防雷的效果

                    (三)、方案达到的目的

                    保障变电站高压线路设施正常稳定运行、人员不受雷击损害。

                    (四)、方案具体内容

                    1.高压线避雷器的安装

                    高压线上方装有避雷线,一般不会遭到直接雷击。但由于雷击的不确定性,雷电没有直接击中电线而是击中附近的地面,在电线上会因为电磁感应产生较高的感应电压沿线路传输。根据相关规范要求,我公司设计在铁塔支撑处安装高压浪涌保护器用于泄放雷电流。

                     

                    2、地网系统设计

                    依据相关规范,铁塔及水泥支撑杆接地电阻不得大于4Ω。当地土壤电阻率为600Ω.m,本方案设计为环形闭合地网,四周增设六条水平延伸体。环形闭合地网距铁塔或水泥杆5米,由40*4热镀锌扁钢和50*5*1000热镀锌角钢垂直敷设组成;水平延伸体由40*4热镀锌扁钢和50*5*1000热镀锌角钢及500*400接地模块组成(单位毫米)。

                    方案二

                    (一).设计思路

                    1. 确定建筑物防雷类别

                      依据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》,该变电站属于第二类建筑物。

                    2. 高压线路防直击雷设计

                     1)架设避雷线

                      避雷线是高压和超大高压输电线路最基本的防御措施,其主要目的是防雷直直导线,此外避雷线对雷击有分流作用,可以减少对导线的屏蔽作用还可以降低导线上的感应过电压。

                     2)架设避雷针

                        避雷针可以有效地防止雷击高压线路,减少里击电磁脉冲的产生。

                    3. 高压线雷电电磁脉冲防护

                       高压线铁塔支撑处安装高压浪涌保护器,及时泄放雷电流,防止雷电流进入变电站。

                    4. 降低杆塔接地电阻

                       高压线路耐雷水平与接地电阻成反比。接地电阻越小,线路耐雷水平越高。按照防雷要求将高压线路铁塔、水泥杆等支撑物良好接地,接地电阻小于10欧姆。

                    (二)、方案组成

                    本方案包括三大部分:

                    第一部分:直击雷防护,高压线路上坡段水泥支撑杆处架设2米长Ф20(毫米)的避雷针来防护高压线免遭直击雷侵害。

                    第二部分:高压线避雷器的安装,在变电站附近3个支撑处安装高压线避雷器,及时泄放雷电流,防止雷电流进入变电站。

                    第三部分:防雷地网制作,标准的地网是为防雷提供雷电流的最终去处,地网的好坏直接影响到防雷的效果

                    (三)、方案达到的目的

                    保障变电站高压线路设施正常稳定运行、人员不受雷击损害。

                    (四)、方案具体内容

                    1直击雷防护

                    由于高压线路上坡段为阳坡易遭雷击,我公司设计每间隔60米在该段的水泥支撑杆上架设2米长避雷针,防护高压线免遭直击雷侵害。

                    2.高压线避雷器的安装

                    高压线上方装有避雷线,一般不会遭到直接雷击。但由于雷击的不确定性,雷电没有直接击中电线而是击中附近的地面,在电线上会因为电磁感应产生较高的感应电压沿线路传输。根据相关规范要求,我公司设计在变电站附近3个支撑杆上安装高压线避雷器用于泄放雷电流防止雷电流进入变电站(见下图)。

                     

                    3、地网系统设计

                    依据相关规范,铁塔及水泥支撑杆接地电阻不得大于4Ω。当地土壤电阻率为600Ω.m,本方案设计为环形闭合地网,四周增设六条水平延伸体。环形闭合地网距铁塔或水泥杆5米,由40*4热镀锌扁钢和50*5*1000热镀锌角钢垂直敷设组成;水平延伸体由40*4热镀锌扁钢和50*5*1000热镀锌角钢及500*400接地模块组成(单位毫米)。

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