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变电所防雷保护系统三道防线

发布时间：2013-10-14 10:37　　文章来源：木森电气技术部　　作者：木森电器　　人气：

变电所是电力系统重要组成部分，也是防雷的重要保护部位。变电所若发生雷击事故将造成大面积的停电，给社会生产和人民生活带来不便。因此变电所的防雷措施必须非常可靠才能确保电力系统安全运行。变电所防雷保护是一个系统工程，它由三道防线组成：
  第一道防线的作用是防止雷直击变电所电力设备。雷击无法阻止只能通过拦截导引改变其入地路径。好的设计和建设能避免破坏性后果。这道防线由拦截受雷（接闪）、引流、接地散流防护系统组成。接闪器有避雷针（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，或这两者结合，对引流线和接地装置都有严格的要求。避雷针对被保护物的保护范围与雷电极性、雷电通道电荷分布、空间电荷分布、先导头部电位、放电定位高度、避雷针的数量和高度、被保护物的高度以及相互之间的位置、当时的大气条件和地理条件等因素都有很大关联。所谓保护范围是指被保护物在此空间范围内遭受雷击的概率在可接受值之内。各种文件规定的不同保护范围只是允许遭受雷击的概率不同而已。企图从一些很不够的条件和参数开发定量求出避雷针不同保护范围绕击率的计算方法如电气几何击距法、滚球法、抛球法等都是有益的。但迄今为止，这些方法算出的避雷针（线）在不同保护范围时的绕击率都是定性的，定量是不可信的。正如前述，避雷针保护范围受很多因素影响，其中一些因素的影响至今无法定量。因此电力行业标准DL／T620－1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中关于避雷针（线）的保护范围仍沿用过去方法，按这种方法计算的保护范围绕击率为0．07次／100所·a，是可以接受的没必要改变，否则会造成混乱和浪费。变电所现行的直击雷防护的可靠性，比沿架空输电线路导线侵入的雷电防护高10倍以上。
  第二道防线为进线保护段。雷击进线保护段首端及以外时，绝大部分雷电流被引入地中，只有很小部分的雷电流沿架空线路导线侵入变电所。雷电波沿架空线路导线传播时，受冲击电晕和大地效应影响而衰减能降到变电所电气装置绝缘强度的允许值。
  变电所的主要危险是来自进线保护段之内的架空线路遭雷击，反击导线或绕击导线产生雷电侵入波，因此进线段又称危险段。加强进线段防雷保护是十分重要的，要求避雷线具有很好的屏蔽和较高的耐雷水平。不管如何，反击和绕击仍是可能的。因此，变电所设防（第三道防线）要求的进线保护段（危险段）愈短愈好，这样允许侵入波的陡度和幅值较大。
  第三道防线期望将侵入变电所的雷电波降低到电气装置绝缘强度允许值以内。我国主要是采用金属氧化物避雷器，西方国家除用金属氧化物避雷器外，还在所有电气装置上安装空气间隙，在金属氧化物避雷器失效后空气间隙可作为后备保护。
  一个完整的变电所防雷保护系统就由以上三道防线构成，三者各负其责，缺一不可。三道防线之间关系密切互相影响，特别是二、三道防线。如果第二道防线能力很强，则可以减轻第三道防线负担，提高变电所耐雷可靠性。如果第三道防线能力很强，则可以缩短第二道防线的长度，提高变电所耐雷可靠性。把这三道防线割裂开来，孤立设置的方法是错误的。现在市场上的各种防雷保护装置实际上只是整个防雷保护系统中的一个保护元件只起某一方面的保护作用，这是不正确的。