抽水蓄能电站雷电侵入波保护的数值仿真
2006年第1期
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抽水蓄能电站雷电侵入波保护的数值仿真
浙江电力
ZHE J IANG E LECT RIC POWER
Numerical Simulation of Li g htnin g Protection a g ainst I ntrudin g
Wave in Pum p ed-stora g e Pow er Station
陈水明1,康鹏1,何金良1,杨建军2,路剑
3
(1.清华大学电机系,北京
100084; 2.华东勘测设计研究院,浙江
杭州310014
3.江苏抽水蓄能发电有限公司,江苏宜兴214205)
摘要:采用PSCAD/EMT DC 程序计算分析了江苏抽水蓄能电站500kV 变电站雷电侵入波保护的效果,考虑了不同运行方式、不同雷击点的情况,还计算分析了杆塔冲击接地电阻、避雷器的布置及参数对保护效果的影响。计算结果表明,该工程的雷电侵入波保护避雷器的配置和接线方式可以满足安全可靠性的要求。
关键词:雷电;侵入波;避雷器;冲击接地电阻
Abstract :T he schem e of li g htnin g p rotection a g ainst intrudin g w ave in Jian g su p um p ed -stora g e p ow er sta 2tion is anal y zed b y num erical simulation w ith PSCAD/EMT DC in this p a p er.S om e factors ,includin g differ 2ent o p eration m ode and li g htnin g strike location ,are considered ,and the effect of im p ulse g roundin g resis 2tance of tow er and la y out of li g htnin g arrestors on p rotection p ur p ose is also anal y zed.T he calculated results indicate the schem e of li g htnin g p rotection in this p ro j ect is reasonable.
K e y w ords :Li g htnin g ;Intrudin g w ave ;Sur g e arrestor ;Im p ulse g roundin g resistance 中图分类号:T M 863文献标识码:A 文章编号:1007-1881(2006)01-0001-04
0引言
江苏抽水蓄能电站位于江苏省宜兴市西南郊的铜官山,电站装机容量1000MW ,装设4台250MW 的水泵水轮机-发电电动机组,建成后将负担起江苏省和华东电网的调峰、填谷、调频、调相及事故备用等任务。电站以500kV 2回8km 线路接入宜兴变电站。
电站4台发电电动机和4台主变压器(300M VA )组成单元接线,在500kV 侧2台主变压器采用GIS 管道母线组成联合单元,以2回500kV X LPE 电缆接至地面500kV GIS 开关站,500kV 电气主接线为2进2出内桥接线。
500kV 变电站由于电气设备众多,且处于枢纽位置,从可靠性和技术经济性出发,一般需对
500kV 变电站的雷电侵入波进行研究[1～5]
。而本文所讨论的江苏宜兴抽水蓄能电站经500kV
变电站接入华东电网,作为一个电源点,起到调峰填谷的作用,因此非常重要,需结合该500kV 变电站的实际情况,对雷电侵入波的防护进行研究,从而确定避雷器的台数以及布置方式,保障该变电站的安全经济运行。
本文采用PSCAD/EMT DC 程序计算分析了江苏抽水蓄能电站500kV 变电站的雷电侵入波的保护,考虑了不同运行方式、不同雷击点的情况,还计算分析了杆塔冲击接地电阻、避雷器的布置及参数对保护效果的影响。
1
程序计算参数
1.1
架空线路参数
架空线路的导线采用四分裂形式,型号4×LG JQ -300,分裂间距450mm ,导线计算直径23.7mm ,20℃直流电阻0.0997Ω/km;避雷线型号LG J -95/55,计算直径16mm ,
22006年第1期
表1单变单线且不同雷击点时的各处过电压kV
雷击点主变GIS电磁式T V GIS套管电缆
近区雷击点TW1近区雷击点TW2远区雷击点TW31298
1129
956
1384
1182
1025
1382
1162
994
1342
1145
978
1361
1170
1002
20℃直流电阻0.3Ω/km;杆塔塔型TW为开关站A型塔,27m高;TW1为终端塔,J T S1223, 41m高;TW2为双回路耐张塔,S J T14,57m 高;TW3～TW6为双回路悬垂塔,SZT14, 51.3m高;塔TW、TW1、TW2绝缘子串为耐张串,绝缘子型号FC210/170(自贡厂,钢化玻璃绝缘子,盘径×高度×爬距280mm×170 mm×380mm,联数×片数2×33);塔TW3～TW6为垂悬串,绝缘子型号CA882E B(唐山NGK,瓷绝缘子,盘径×高度×爬距300 mm×155mm×450mm,联数×片数1×30); TW、TW1杆塔接地电阻R1取10Ω;TW2～TW6杆塔R2取15Ω;避雷器R3取10Ω。1.2设备参数
GIS(单相式)的波阻抗为60～70Ω(取65Ω),波速300m/μs;电缆型号X LPE,截面800mm2,波阻抗约48.8Ω,直流电阻0.0282Ω/km,交流电阻0.0288Ω/km。
主变B1～B4的入口电容取4000～5000 p F(可取4000p F);电容式电压互感器的入口电容为5000p F;电磁式T V电容为400p F; GIS/空气套管TG的入口电容为1000p F;电缆终端T L的等值电容为500p F。
线路入口采用敞开式氧化锌避雷器BLX1,额定电压444kV;主变采用SF6封闭式氧化锌避雷器BLX2,额定电压420kV,伏安特性和保护水平按国标规定。
GIS的雷电冲击绝缘水平为1550kV(1425 kV);主变为1550kV(1425kV);电缆为1 675kV(1550kV);敞开式避雷器和电容式电压互感器为1675kV(1550kV)。计算以前面的数值为主,下文同时列出括号内的绝缘配合系数。
1.3计算条件
采用雷击线路杆塔发生反击作为雷电侵入波,幅值240kA,负极性, 2.6/50μs波形,总共考虑7基杆塔(第7基杆塔以后用无穷长线代替),定义TW1和TW2为近区雷击点, TW6为远区雷击点。
2计算结果及分析
2.1主要计算内容
雷电侵入波等值计算电路如图1所示(杆塔没有画出,括号内数据为长度,单位为m)。计算时主要考虑了如下几方面的内容:不同雷击点的结果比较;运行方式的比较(考虑了6种运行接线方式,包括单变单线、双变单线、四变单线、单变双线、双变双线、四变双线);杆塔冲击接地电阻的影响;避雷器的布
置及避雷器参数的影响等。
2.2计算结果
2.2.1雷击点的比较
由经验可知,雷击TW1时最为严重,以单变单线为例的计算结果如表1所示。计算时近区杆塔的冲击接地电阻取10Ω,远区杆塔的冲击接地电阻取15Ω。计算结果可知,雷击近区雷击点TW1时各设备上的过电压最高,雷击远区雷击点TW6时各设备上的过电压最低。
2.2.2运行方式的比较
分析时考虑以下6种运行接线方式:单变单线、双变单线、四变单线、单变双线、双变图1雷电过电压分析等值计算电路
浙江电力
2006年第1期3
表3远区杆塔接地电阻3种阻值下雷击TW1时
各处过电压kV
R1/ΩR2/Ω
各节点电压/kV
主变GIS电磁式T V GIS套管电缆
1010
15
20
1248
1298
1343
1315
1384
1446
1320
1382
1455
1298
1342
1412
1315
1361
1417
表2多种运行方式下不同雷击点时各处过电压kV
运行
方式
雷击点主变GIS电磁式T V GIS套管电缆
双变单线近区雷击
点TW1
12411265124812701242远区雷击
点TW6
904956923901945
四变单线近区雷击
点TW1
11891223121412351210远区雷击
点TW6
871938906892929
单变双线近区雷击
点TW1
12521273126512861261远区雷击
点TW6
908973942929967
双变双线(双变同组)近区雷击
点TW1
12521273126512861261
远区雷击
点TW6
908973942929967
双变双线(双变不同组)近区雷击
点TW1
12051232125512571246
远区雷击
点TW6
896963927912956
四变双线近区雷击
点TW1
11451195118712041175
远区雷击
点TW6
854912886867895
表4近区杆塔接地电阻4种阻值下雷击TW1时
各处过电压kV
R1/ΩR2/Ω
各节点电压/kV
主变GIS电磁式T V GIS套管电缆
5
7
10
15
15
1008
1129
1298
1622
1074
1225
1384
1461
1097
1234
1382
1319
1007
1148
1342
1273
1060
1185
1361
1441
双线、四变双线。单变单线的结果如表1所示,其它如表2所示。
分析比较各种情况表明,雷击TW1时(近区雷击)单变单线方式情况最为严重。四变双线时的分流路径最多,过电压幅值也最低。2.2.3杆塔接地电阻的影响
TW、TW1接地电阻为R1,TW2～TW6接地电阻为R2。以单变单线为例,R1为10Ω时,改变远区杆塔的接地电阻,单变单线运行方式,雷击TW1,计算结果如表3所示。由表可见,远区杆塔的接地电阻增加时,各点处的过电压略有增加,但影响很小。
近区杆塔接地电阻不同时雷击TW1时的计算结果如表4所示。由表可见,近区杆塔的接地电阻增加时,各点处的过电压增加很多,近区杆塔的接地电阻取15Ω时,GIS及主变超过了对应的BILW。因此,近区杆塔的冲击接地电阻取7Ω、远区杆塔的冲击接地电阻控制在15Ω内比较适宜。
2.2.4避雷器的配置
计算时将GIS内部的避雷器的位置改变,如将GIS避雷器布置在GIS内各点或布置在连接电缆的上端,相应的过电压都会增加。分析表明,目前的GIS配置是比较合理的。
前面的计算是基于线路避雷器和GIS避雷器的额定电压分别取444kV和420kV时的计算结果,近区杆塔冲击接地电阻为7Ω、远区杆塔冲击接地电阻为15Ω时,有一定的配合裕度。如果适当提高GIS避雷器的额定电压,选为444kV,1号主变、一回线路运行时,雷击近区雷击点TW1时的计算结果如表5所示。变电所内部的雷电过电压增加不多,配合裕度仍然很大。
1号主变、一回线路运行时,不同GIS避雷器额定电压时避雷器的放电电流如表6所示,线路侧避雷器的雷电放电电流约15.5
陈水明,等:抽水蓄能电站雷电侵入波保护的数值仿真
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表7单线单变近区雷击时的绝缘配合裕度
设备主变
GIS 电磁式T V GIS 套管
电缆
绝缘水平BIL
/kV
1550(1425)1550(1425)1550(1425)1550(1425)1675(1550)配合系数
1.15 1.20 1.05 1.20 1.15保证耐压BILW
/kV
1348(1239)1292(1188)1476(1357)1292(1188)1456(1348)U max /kV
10451139137611231107配合裕度1/%
32.6(26.7)26.5(20.1)11.2
27.5(21.2)33.9(28.5)配合裕度2/%22.5(15.7)
11.8(4.1)
7.3
13.1(5.5)
24.0(17.9)
注:配合裕度1=×100%,配合裕度2=×100%。
BIL -U m ax BIL
BILW -U m ax
BIL W 表5单变单线且GIS 避雷器的额定电压为444kV 时
各处过电压
kV
雷击点
主变1B
GIS 电磁式T V
GIS 套管电缆
近区雷击点TW 1
1134
1245
1248
1161
1194
表6单变单线且不同GIS 避雷器额定电压时
避雷器的放电电流
kA
GIS 避雷器额定电压
线路避雷器
GIS 避雷器线路避雷器444kV
GIS 避雷器420kV
15.4
7.8
线路避雷器444kV
GIS 避雷器440kV
15.6 6.5
[1][2][3][4][5]浙江电力
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kA ,GIS 避雷器的额定电压为444kV 时流过的雷电流为6.5kA ,而额定电压为420kV 时流过的雷电流为7.8kA ,避雷器能够安全运行。GIS 避雷器的额定电压降低时流过的雷电流略
有增加。
2.3绝缘配合裕度
表7为以单线单变近区雷击最高侵入波过电压为依据的配合裕度计算结果。可以看出,江苏抽水蓄能电站500kV GIS 变电站竣工后的雷电侵入波保护避雷器的配置和接线方式的条件下,变电所内各设备在240kA 的雷电流的作用下的雷电过电压的绝缘配合有较大的裕度,可保证变电所的安全运行。如果降低一级绝缘强度,则电磁式T V 上的过电压超过了其BILW 。
3结论和建议
(1)根据本项目的研究结果,江苏抽水蓄能电站500kV GIS 变电站竣工后的雷电侵入波保护避雷器的配置和接线方式的条件下,变电所内各设备在240kA 的雷电流的作用下的雷电过电压的绝缘配合有较大的裕度,可保证变
电所的安全运行。
(2)在所有运行方式下,以单变单线小方式下的雷电过电压最为严重,因此应以此方式下的过电压作为绝缘配合的基础。
(3)尽管GIS 避雷器的额定电压取420kV 或444kV 都可满足绝缘配合的要求,但建议
GIS 避雷器的额定电压取420kV ,线路避雷器的额定电压取444kV 为宜。
(4)近区杆塔的冲击接地电阻取7Ω、远区杆塔的冲击接地电阻控制在15Ω内比较适
宜。参考文献:
收稿日期:2005-07-12
作者简介:陈水明,男(1968-),浙江杭州人,博士,副教授,从事电力系统过电压及电磁环境的教学与研究工作。
浅谈雷电的危害与防护措施
浅谈雷电的危害与防护措施 雷电是一种自然放电现象，具有很大的破坏性。雷电发生后会产生危险的过电压和过电流造成电力设施设备的绝缘损坏引发短路及过电流、过电压事故的发生，还会造成人身和财产的重大损失。因此，做好防雷电措施是非常必要的。 标签：雷电；危害；防护措施 前言 雷电是一种大气中的放电现象。大气中的雷云在过程形成中，由于积累了大量的正负电子，当这些正负电子积累到了一定的程度并且发生碰撞后就会发生激烈放电现象。同时，伴有强烈的闪光和轰鸣声。这就是雷电形成的原因。因此，根据雷电的产生和造成危害的特点，可采取必要的预防措施，防止雷电给电力设施设备及人身安全造成危害。 1 雷电的种类及其危害 自然界中雷电按照其危害的方式分有；直击雷、感应雷及雷电侵入波。按其形状分有线型、片型及球型三种。雷电的危害就是雷电的破坏效应；主要有电效应、热效应和机械效应。当雷电发生时会产生数十万甚至数百万的冲击电压，而冲击能迅速击穿电力设施设备的绝缘保护造成电力线路短路而毁坏电力设备。甚至还会引起火灾和爆炸事故的发生。巨大的雷电电流通过导体，在极短的时间内能转换成热能使金属物体迅速熔化，产生火花，火花飞溅引起火灾和爆炸。遭到雷击的物体通过巨大的雷电流，能瞬间产生大量的热量，使物体内部的水分或其他液体迅速气化，以至物体剧烈膨胀而遭到破坏或爆炸。以上雷电发生的破坏是综合出现的，其中以伴有的爆炸和火灾的出现是最为严重的。 2 防雷装置 防雷电伤害的装置主要有；避雷针、避雷线、避雷网、避雷带及避雷器等。完整的避雷置应由接闪器、引下线和接地装置组成。避雷针主要用来保护露天的变配电设备、建筑物和构筑物。避雷线主要用来保护电力线路。避雷网和避雷带主要用来保护建筑物。避雷器主要用来保护电力设施设备。避雷针、避雷线、避雷网及避雷带实际上就是接闪器，是用来接受雷击的金属导体。当发生雷电时，吸引雷电接受雷击放电。接闪器一般是采用圆钢或扁钢制成，所用材料尺寸应符合技术规定的要求。避雷线应采用截面积不小于35平方厘米的镀锌钢绞线。并且接闪器的保护范围可根据模拟试验及运行经验来确定。防雷装置的引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。也是采用圆钢或扁钢制成。接地装置主要是将雷电流通过接闪器及引下线泄入大地。接地装置制作时采用圆钢的最小直径为10mm、扁钢的最小厚度为4mm，最小面积为100平方毫米；角钢的最小厚度为4mm，钢管的最小壁厚为3.5mm。
雷电的防护及数值计算
1.6雷电的防护 GB50057-94中对雷防提出的总则（第1.0.1条）规定: “为使建筑物(含构筑物,下同)放雷设计因地制宜地采取放雷措施,防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和文物、财产损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。” ————注意，这里提的是“防止或减少”而不是一概要求“防止”，同时也提出考虑安全可靠、技术先进和经济的合理要同时考虑。在标准的条文说明中指出：“有人认为，建筑物安装防雷装置后就万无一失了。从经济的观点出发，要达到这点是太浪费了，因此特指出“或减少”，以示不是万无一失，因为按照本规范设计的防雷装置的安全度不是100% 。 1.6.1直击雷的防护 防直击雷的外部装置包括接闪器（避雷针、避雷带、避雷线、避雷网）、引下线、接地装置，另外也包括屏蔽措施，通过这些装置迅速地将把雷电流泄放放入地。 1.6.2 电涌的防护 为保护设备安全和抑制各种雷电感应引起的浪涌过电压，必须采取系统有效的保护措施，即在电源线信号线上加装浪涌抑制器。 1.6.3等电位连接 为防护雷电流引起电磁感应和地电位反击的破坏作用，所有允许连接的设备金属外壳，接地的金属管线和导体间应进行的等电位连接。是防雷电引起的电磁感应、地电位反击的重要措施(但不允许连接的导体之间防反击是以保持足够的距离实现——防闪络)。从实质上讲电涌保护也是一种瞬间的等电位连接，是用SPD器件把不能连续与地连接的通电导体（电源线、信号线）与地连接起来。 1.6.4屏蔽 用于防护雷电引起的电磁脉冲辐射的破坏作用。 1.6.5防闪络措施 对于不能采取等电位连接和使用点涌保护器防护时，通过保持距离抑制雷电引起的地点位反击和电磁感应等的破坏作用。（下图为基站防雷系统图）
雷电侵入波对变电站安全运行的影响及防护技术研究
雷电侵入波对变电站安全运行的影响及防护技术研究 发表时间：2016-08-23T14:41:57.730Z 来源：《电力设备》2016年第11期作者：常筱萌杨金刚王威[导读] 随着国民经济的发展，人们的生产和生活加大了电力负荷，所以越来越的人关注变电站的安全运行问题。 常筱萌杨金刚王威 （国网邯郸供电公司河北邯郸 56035）摘要：变电站作为电力系统的重要组成部分，对输电和变电都起着重要作用。在变电站中有许多昂贵的电气设备，如果遭受雷击，那么将直接影响电气设备运行，甚至出现设备损坏的情况，造成不必要的经济损失，因此应就雷电侵入波对变电站安全运行的影响进行分析，不断完善其防护技术，从而保证电力系统安全稳定运行。 关键词：雷电侵入波；变电站；安全运行；防护技术 随着国民经济的发展，人们的生产和生活加大了电力负荷，所以越来越的人关注变电站的安全运行问题。近些年，变电站设备安全运行受到了雷电侵入波的影响，出现大批变电站电气设备、电力设施损害的事件。变电站作为重要的供电系统枢纽，如果遭遇雷击事件，则会直接影响人们日常生产和生活，所以对变电站的防雷保护就成为我国电力行业安全运行的重要的工作。在现代社会迅速发展过程中，由于变电站在原有的基础上增添了许多现代电子设备，因此变电站遭受雷击的概率也随着增加，所以必须给予变电站防雷技术更多的重视。 一、雷电侵入波对变电站安全运行的影响在变电站运行过程中发生雷电波入侵时，如果入侵的电压不高且入侵点较变电站距离较远，有可能损坏电子设备，发生大范围停电的现象；如果入侵点距离变电站较近时，入侵的雷电波则会经由输电线路传送至变电站，在变电站中的设备上出现雷击过电压的情况，进而损坏绝缘体，导致电路线发生短路，使得变电站设备损坏，甚至出现设备起火的情况。如果变电站出现漏电和火灾的问题，那么将造成严重的经济损失，甚至威胁人身安全。除此之外，在传输雷电入侵波的过程中，通过多种线路端点，这些端点不仅参数不同，且具有不同的波阻抗，雷电波会出现折射与反射的情况，使得电压值陡然提升，对设备的危害也随之加大。如果要对雷电侵入波的防护技术进行研究，那么了解雷电波的影响因素和侵入途径是关键。雷电会通过雷电绕击、雷电直击、感应过电压、雷电反击四种方式对变电站造成危害。通常来讲，雷电入侵波直击变电站的关键设备所产生的危害是最严重也是最直接的，但是关键设备通常会设置避雷针，所以产生的危害也会相对降低。需要注意的是，雷电通过雷电绕击或雷电直击所击中的变电站设备金属导线，此时金属导线会被贯入超大电流（200-300kA），超大电流以雷电入侵波的态势并以最快速度向线路延伸，至变电站设备方向移动，严重影响变电站设备安全运行，这也是雷电入侵波的形式中的一种。如：在未下过雨的干燥大地上，其电阻率比较高，而深埋于地下的电缆，其电阻率与干燥大地的电阻率相差较大，则此地极易受到雷电入侵波的侵害，通过雷电绕击或雷电直击的方式从导线延伸的位置侵害变电站，进而造成雷电事故。除此之外，雷电反击也会产生雷电入侵波，但这种雷电入侵波并非直接产生，而是在大地表面有某些突出物体被雷电所击中时，此范围内的地网电位迅速上升，假如该地附近恰好敷设了地下电缆线，因电缆线一般敷设的距离比较远，所以其地网电位一般较低，那么在该区域内地网电位与电缆之间会出现较大的电位差，当出现的电位差达到一定的程度时，则会将电缆绝缘层、土壤全部击穿，产生的雷电入侵波超出限定容许值的范围时，则会损害与电缆线路相连接的变电站设备。感应雷也是雷电入侵波的一种，其主要的入侵原理就是电能通过静电感应或电磁感应两种方式的辐射，使得电子设备出现了感应过电压放电，致使电子设备受到大范围损害。静电感应属于通常存在于导体和雷云之间的异号电位，雷云和导体之间存在的等量电荷是相反的，且两者之间的电荷量相差较大。假如以感应雷击中部位为地表，那么当发生雷击后，此雷击位置与其他电位形成相对的模式（空穴点位），外围的电荷则向雷击位置集中过来，致使设备处发生起火的情况，绝缘层逐渐被烧毁，最终导致电子设备损害。 二、雷电侵入波的防护技术（一）变电站站内设置防雷措施变电站的功能主要体现在主控室、高压室、通讯室三个部分，此类设施处于户外防雷设置的保护中，在施工设计的过程中，应考虑其防雷网、女儿墙、钢筋布置等方面的特殊性，应设置为法拉第笼形式的防雷装置。除此之外，此类建筑物中的通讯用电、设备用电、照明等电缆通常是经由竖井或地下电缆沟引入的，而建筑物的整体包括了幕墙、门窗、管道、灯线等都有良好的接地，电缆接入的两端通常要做屏蔽接地的处理，把变电站中的主接地网与地网相连接，防止主地网和其他各地网在通过内外电压时，电位差会对耐受水平较低的设备产生反击。 （二）有针对性的设置户外防雷装置避免雷电直击的有效措施就是设置避雷线或避雷针，但是避雷装置不能随意设置，如果避雷装置与变电站的距离太近，则极易产生雷电反击，进而造成雷电事故。与此同时，变电站应根据不同设备的需求设置不同种类的避雷装置，一方面可以减少资金的投入，另一方面可以取得更好的避雷效果。如：35KV变电站应在其进线和出线处设置避雷线，其长度为1.0-2.0km；750KV变电站属于超高压线路，其绝缘程度较高，避雷措施出现反击概率比较小，但因其具有较高的线路杆塔，则容易出现雷电绕击的情况，进而产生雷电侵入波，因此须额外设置防雷措施，保证雷电波入侵时的电压低于绝缘程度，而高压输电变电站的避雷措施应设置避雷针架构，且设置在接地装置集中的位置。另外，在户外设置防雷措施时，还应考虑气候条件，对形成雷云概率较小或受到雷击较少的地域，应按照其地域特点来设置避雷措施。如果某地只有很小概率会遭受雷击，但因设置了避雷措施后反而增加了遭受雷击的概率，这样一来不但增加避雷装置投入资金，而且还未起到应有的避雷效果，因此在安装避雷装置时，应根据地域的实际情况考虑避雷装置设置方式。避雷器作为一种预防雷击的有效设备，不仅可以使输电线路免受雷击，而且能够免受感应雷的危害。对于变电站附近的多种输电线路，其中最容易受到雷电侵入威胁的是35kV及其以下的输电线路，所以应对其给予更多的防雷保护，而避雷器是最好的选择，避雷器能够与架空避雷线结合使用，在避雷线的两端可以设置管型避雷器。而对于10kV的低压输电线路，其防护应选用氧化锌型或一组阀型避雷器。（三）加强管理所有进出管线
雷击对自动化设备的危害及防护措施
编号：SM-ZD-75332 雷击对自动化设备的危害 及防护措施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
雷击对自动化设备的危害及防护措 施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、雷电的危害 出现雷击时，雷电流会沿变电站的接地网散流，支线上的雷电流和各点电位差异很大，连接在不同等电位地网上的自动化设备，如果其间有电信号联系，那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。由于直击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射，会出现导致设备过电压放电。显然，这种雷危害是大面积的，变电站二次设备损坏多数都是由此情况产生，特别是自动化设备对雷电等电磁脉冲和过电压过电流的耐受能力很低，就会在设备的绝缘薄弱处造成击穿。而且电力系统针对自动化设备防雷工作滞后，这些设备遭受雷击损坏极高，后果也越来越严重。近年来在电力系统中多次发生因雷电造成综合自动化设备损环，使测控装置误动、拒动，或使远动工作站“罢工”，更严重的
第一部分 雷电的基础知识
第一部分雷电的基础知识 一、雷电灾害的严重性 雷电发生时，伴随着电闪和雷鸣，雷霆万钧、令人生畏。在全球范围内，雷电发生的频率是很高的，每秒钟就有上百次雷电；每天约有800多万次雷电；一年中平均发生30多亿次雷电。实际上，对于我们每个人来讲遭受雷击的概率极少，但碰到雷电这种天气现象的情况是很多的，因雷击而死亡的人数全球每年可达上万人。在雷鸣电闪的时候，它所产生的冲击波和火光以及雷电电流，常会导致建筑物倒塌、引发火灾以及造成电力、通信和计算机系统的瘫痪事故，给国民经济和人民生命财产带来巨大的损失。在20世纪末，联合国组织的国际减灾十年活动中，把雷电灾害列为最严重的十大自然灾害之一。美国将雷电列为排名第二的天气杀手。 二、雷电的产生 雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就
是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。 三、雷电危害方式 雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速发展，带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。 雷击造成的危害主要有四种： 1、直击雷 带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直击雷。它的破坏力十分巨大，若不能迅速将其泻放入大地，将导致放电
第一节 雷电种类及危害
《电气防火及火灾监控》电子教材
第一节 雷电种类及危害
雷电是自然界的一种大气放电现象。当地面上的建筑物和电力系统内的电气设备遭受直接雷击 或雷电感应时，其放电电压可达数百万伏至数千万伏，电流达几十万安培，远远大于发、供电系统 的正常值。因此，其破坏性极大。不仅能击毙人畜，劈裂树木，击毁电气设备，破坏建筑物及各种 工农业设施，还能引起火灾和爆炸事故。 我国每年雷击死亡约 3000 人，受伤致伤约 6000 人，由于雷击引发的火灾、设备损毁等带来的 经济损失约 70 亿人民币。《重庆晚报》载 2004 年 6～11 月，仅重庆市因雷击损失 2 个亿，《江南 时报》载南京市每年雷击损失 1 亿元。
一、雷电起因
雷云是产生雷电的基本条件。雷云的形成必须是具备以下三个基本条件： （1）空气中应有足够的水蒸气； （2） 有使潮湿的空气能够有上升并开始凝结为水珠 的气象或地形条件； （3）使气流能强烈持久地上升。 在闷热的天气里，空气中的水蒸气已接近饱和，地 面的气温变化不均， 使带有大量水蒸气的空气强烈上升， 在气流上升过程中，水珠就会分裂为水滴。在快速分裂 过程中， 水滴就带上了电荷， 如图 7—1 所示， 使带正(或 负)电荷的水滴下降，带负(或正)电荷的水滴上升。等到 一定数量的电荷聚集在一个区域时，这个区域的电势就逐渐上升，在它附近的电场强度达到足以使 附近空气绝缘破坏的强度(约 25~30 kV／cm)时，就发生强烈的放电现象，出现耀眼的闪光。 以上简述，是雷云电荷分离过程一个称为“雨滴分裂作用”理论，这个分离过程是重复好多次， 也就是说水滴可以分裂，再增大，再分裂等等。 还有其他理论、学说等等。但到目前为止，还没有一个理论，可以将全部雷电现象解释清楚。 只有将不同理论综合起来，才能对雷电现象给以较完善的解释。 图 7—1 雷云中水滴分裂带电的过程
二、雷电种类
（一）直击雷 有时雷云较低，周围又没有带异性电荷的云层，而在地面 上突出物(树木或建筑物)感应出异性电荷， 雷云就会通过这些物 体与大地之间放电，这就是通常所说的雷击。这种直接击在建 筑物或其他物体上的雷电叫做直击雷。如图 7—2 所示。由于受 直接雷击，被击物产生很高的电位,而引起过电压，流过的雷电 流又很大(达几十千安甚至几百千安)， 这样极易使设备或建筑物 损坏，并引起火灾或爆炸事故。当雷击于对地绝缘的架空导线 上时，会产生很高的电压(可高达几千千伏)，不仅会常常引起线 路的闪络放电，造成线路发生短路事故，而且这种过电还会以 图 7－2 雷云对烟筒放电
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雷电的危害性分析及其预防措施
雷电的危害性分析及其预防措施 雷电是自然界中雷云之间或是雷云与大地之间的一种放电现象。其特点是电压很高、电流很大、能量释放时间短，具有很大的危害性。雷电会造成电力系统大面积停电、森林大面积烧毁、建筑物毁坏、油库爆炸起火、通讯系统瘫痪以及家电设备损坏等等。 1雷电理论 1.1雷云结构和雷电的放电机理 雷云的典型结构是中部有强烈的上升气流，在这种气流的作用下，带正电的冰晶与带负电的水滴开始分离，形成一部分带正电荷，一部分带负电荷的雷云。由于异性电荷的不断积累，不同极性的云块之间电场强度不断增大，当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成了云间放电。不同级性的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光和热，并发出一种强光，称之为“闪”，所发出的热，使附近的空气突然膨胀，发出霹雳的轰鸣，称之为“雷”。 由于雷云负电的感应、使附近地面积聚正电荷，从而使地面与雷云之间形成强大的电场。当某处积聚的电荷密度很大，造成电场强度达到雷云与地面之间空气游离的临界值时，就为雷云对地放电打到地面上的闪电即为“落雷”。如果落雷击中人员、建筑物、机电设备和森林树木而造成的危害，这种现象为“雷击事故”。 1.2雷电活动强度 雷电活动的强度是因地区而异的，有的地区强，有的地区弱，某
一地区的雷电活动强度通常用“年平均雷电日”这一数字表示。我国年平均雷电日分布大致可划分4个区域，其中长江以北大部分地区年平均雷电日在15~40d。年平均雷电日这一数字只能给人们提供某一地区雷电活动的概括情况，雷电活动的强弱程度与落雷概率是两个不同的概念。事实上，即使是在同一地区，雷电活动也是有所不同的，有些地方受局部气象条件的影响，雷电活动可能比邻近地区强得多。 1.3雷击的选择性 雷害事故的统计资料说明，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的，这个规律称为雷击的选择性。 地面上建筑物的性质和形状对雷电的发展是有影响的，当地面上电场不断增强时，在高大建筑物的尖顶和边缘上电场强度最大，构成雷电发展的良好条件。在旷野中，即使建筑物并不很高，但是由于它比较孤立、突出，因而较容易遭受雷击。金属结构的建筑物或内部有大型或大量金属物体的厂房，由于具有良好的导电性能，也较易遭受雷击。
雷电防护安全要求及检测规范
ICS 13.260 K 09 SZJG 雷电防护安全要求及检测规范 第4部分：医疗电气设备及场所 Safety requirements and inspection of lightning protection in building- Part 4：Medical electrical equipment and premises （征求意见稿） 深圳市质量技术监督局 发布
目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 安全要求 (2) 5 检测 (4)
前言 SZJG 28《雷电防护安全要求及检测规范》分为五个部分：——第1部分：通则 ——第2部分：学校 ——第3部分：油（气）站（库） ——第4部分：医疗电气设备及场所 ——第5部分：低压电气系统和电子系统机房 本部分为SZJG 28的第4部分。 本部分依据GB/T 1.1-2009编制。 本部分由深圳市气象局提出。 本部分由…归口。 本部分起草单位：深圳市防雷中心。 本部分主要起草人：
雷电防护安全要求及检测规范 第4部分：医疗电气设备及场所 1 范围 本部分规定了医疗电气设备及场所雷电防护的安全要求及检测。 本部分适用于医疗场所及其附属的电气、电子装置的雷电防护。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 9706.1-2007 医用电气设备第1部分：安全通用要求 GB 16895.22-2004 建筑物电气装置第5-53部分：电气设备的选择和安装 GB 16895.24-2005 建筑物电气装置第7-710部分：特殊装置或场所的要求医疗场所 GB/T 17626.9-2011 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验 GB/T 18802.12-2006 低压配电系统的电涌保护(SPD) 第12部分：选择和使用导则 GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范 GB/T 50719-2011 电磁屏蔽室工程技术规范 JGJ／T 16-2008 民用建筑电气设计规范 QX/T 10.2 -2007 电涌保护器第2部分：在低压电气系统中的选择和使用原则 QX/T 10.3 -2007 电涌保护器第3部分：在电子系统信号网络中的选择和使用原则 SZJG 28.1-2009 雷电防护安全要求及检测规范第1部分：通则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本部分。 3.1 医疗电气设备medical electrical equipment 与特定的电源只有1个连接点的电气设备，用它对患者在医疗监护下进行诊断、医疗或监测，以及：——对患者有躯体的或电的接触，及/或 ——向患者或自患者传输电能，及/或 ——检测这些输向患者或自患者输出的电能。 [GB 9706.1-2007,术语2.215] 3.2 医疗电气系统 多台设备的组合，其中至少有一台是医疗电气设备，它们之间有功能性连接或用多插口的移动式插座板互相连通。 注：该系统包括有制造厂家规定的为操作该系统所需要的附件。 [GB16895.24-2005,术语710.3.8] 3.3 电子系统
2021新版雷电防护措施安全常识
2021新版雷电防护措施安全常 识 Understand the common sense of safety, you can understand what safety issues should be paid attention to in daily work, and enhance your awareness of prevention. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0634
2021新版雷电防护措施安全常识 按照防护范围可将安装弱电设备的建筑物的防雷措施分为两类,外部防护和内部防护? (1)外部防护外部防护是指对安装弱电设备的建筑物本体的安 全防护,可采用避雷针?分流?屏蔽网?均衡电位?接地等措施,这种防护措施人们比较重视?比较常见,相对来说比较完善?弱电设备的外 部防护首先是使用建筑物的避雷针将主要的雷电流引人大地;其次 是在将雷电流引人大地的时候尽量将雷电流分流,避免造成过电压 危害设备;第三是利用建筑物中的金属部件以及钢筋可以作为不规 则的法拉第笼,起到一定的屏蔽作用,如果建筑物中的设备是低压电子逻辑系统?遥控?小功率信号电路的电器,则需要加装专门的屏蔽网,在整个屋面组成不大于5m-5m,6m-4m的网格,所有均压环采用避雷带等电位连接;第四是建筑物各点的电位均衡,避免由于电位差危
害设备;第五是保障建筑物有良好的接地,降低雷击建筑物时接点电位损坏设备? (2)内部保护内部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护,其措施有:等电位联结?屏蔽?保护隔离?合理布线和设置过电压保护器等措施.从EMC(电磁兼容)的观点来看,防雷保护由外到内应划分为多级保护区?最外层为0级,是直接雷击区域,危险性最高,主要是由外部(建筑)防雷系统保护,越往里则危险程度越低?保护区的界面划分主要通过防雷系统?钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层而形成,从0级保护区到最内层保护区,必须实行分层多级保护,从而将过电压降到设备能承受的水平?一般而言,雷电流经传统避雷装置后约有50%是直接泄人大地,还有50%将平均流人各电气通道(如电源线,信号线和金属管道等)? 5电脑通信网络弱电设备的防雷措施 随着电脑通信设备的大规模使用,雷电以及操作瞬间过电压造成的危害越来越严重?以往的防护体系已不能满足电脑通信网络安全的要求?应从单纯一维防护转为三维防护,包括:防直击雷,防感应
雷电的危害及预防措施
雷电是大自然中最壮观的自然现象之一，它是一把锋利无比的双刃剑，具有巨大的能量及破坏力。其电压可高达几十万伏甚至数百万伏，瞬时电流可高达数十万安培，放电时温度高达30000℃。世界各地每年遭受雷击而造成破坏的重大事故不计其数，仅我国每年就有数万人遭受雷击伤亡。因此，我们必须了解和掌握防雷知识，采取切实可行的防雷措施，才能有效地避免或减少雷电事 故的发生。 雷电的主要危害 根据雷电产生的危害特点，它的破坏作用主要是雷电流引起的。通常雷电以三种形式出现，即直接雷击、感应雷击和雷电波。一般人所说的雷击是由直接雷造成的，由于它瞬间放出的电流相当大，产生的高温高压引起爆炸、火灾和建筑物倒塌，造成人畜伤亡事故。1998年6月30日南京市栖霞区一农民受雷击身亡；次日江苏大丰滩涂的雷击事故中2人死亡、7人受伤；7月10日贵州省威宁县云贵乡50多名农民在临街新建的砖房中避雨时遭受雷击，造成14人当场死亡、42人受伤的惨剧；这几起雷击事故都是因直接雷造成的。 感应雷的主要危害是由电流沿着金属导线或导体形成雷电冲击波，并进入建筑物内造成用户的仪器设备或家用电器的损坏，在一定的条件下还会造成人员伤亡和火灾等重大雷击事故。在雷击事故中90%是感应雷造成的，例如，十年前震惊中外的山东黄岛油库大火就是由感应雷引起的。随着现代化高科技的迅速发展，在电子设备、供电设备、通信广播、计算机网络的信息传输 等领域都是感应雷的主要袭击对象。 雷电波是由于雷击而在架空线路或空中金属管道上产生的冲击电压，沿线路或管道的两个方面迅速传播，其传播速度为300m/us（在电缆中为150m/us）,若侵入建筑内可造成配电装置和电气线路绝缘层击穿产生短路或使建筑物的易燃易爆物品燃烧和爆炸。1994年5月广州市《南方日报》社近百台微机被雷击毁就是因为雷电波侵入所致。 造成雷电击事频繁发生的原因，除了不可抵御的自然现象外，人们的防知识缺乏、防雷意识淡薄是主要原因。有的人认为避雷针是万能的灵丹妙药，有了它就会任凭电闪雷鸣而安然无恙，有的单位舍不得花这笔钱来搞防雷工程，有的单位即使安装了避雷设施，但安置不规范或长期得不到维护、保养，成了引雷入室的祸根；雷雨期间，野外作业及行走不能及时地离开所处环境的最高点；有人甚至跑到大树下、屋檐下躲雨，室内人员甚至打开门窗观赏雨景或收看电视、打电话，对家用电器电源插头不及时拨掉，从而导致雷电击伤亡悲剧频发。 预防雷击事故的措施 为了避免或减少雷击事故的发生，保证人畜及建筑物的安全，对建筑物而言，首先把好建筑设计第一关，按建筑物的功能综合考虑防雷避雷设施，特别要考虑清理到室外附加在屋顶上的霓虹灯、广告牌、金属旗杆、微波塔及共用天线等潜在的不安全因素；其次把好施工质量检查监督及竣工关，严格按照国家规定的标准验收建筑物的避雷设施。对共用天线、居民住宅楼的总电源、电子计算机网络用户以及架空电话线用户等应加装专用避雷器，并在每年雷雨季节到来之前，对 这些避雷装置进行一次安全性能检测维修。 对于个人和家庭而言，首先要多了解防雷知识，增强防雷意识，积极采取预防措施，避免雷电击伤人。其次，要用自已已掌握到的防雷知识，宣传教育身边的人；雷雨期内，在野外行走时，要尽量离开所处环境的最高点，跑到低洼处或干脆趴下，不要在大树、电线杆、高架铁塔、烟囱
雷电的种类及其危害(宣传版报)
防雷知识 一、遇雷雨时，注意避雷的情形： (1)应该留在室内，并关好门窗；在室外工作的人应躲入建筑物内。 (2)不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器，不宜使用水龙头。 (3)切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离电线等带电设备或其它类似金属装置。 (4)减少使用电话和手提电话。 (5)切勿游泳或从事其它水上运动，不宜进行室外球类运动，离开水面以及其它空旷场地，寻找地方躲避。 (6)切勿站立于山顶、楼顶上或其它接近导电性高的物体。 (7)切勿处理开口容器盛载的易燃物品。 (8)在旷野无法躲入有防雷设施的建筑物内时，应远离树木和桅杆。 (9)在空旷场地不宜打伞，不宜把羽毛球、高尔夫球棍等扛在肩上。 (10)不宜开摩托车、骑自行车。 二、雷电的危害形式： 闪电可分为云内闪、云际闪和云地闪。前者对飞行器危害大，后者对建（构）筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大。地球上每天约发生８００万次云地闪电，平均每秒１００次。 雷电流总是选择距离最近，最易导电的路径向大地泄放，凡是空气中导电微粒较多、地面上高耸物体、地面与地下的电阻率较小的地
段容易落雷。 雷电侵入地面的建（构）筑物、设备、人、畜等会造成灾害，其形式主要有： 直接雷击（包括直击雷、侧击雷）——在雷电活动区内，雷电直接通过人体、建（构）筑物、设备等对地放电产生的电击现象为直接雷击。 间接雷击——雷电流通过静电感应、电磁感应、电磁脉冲辐射、雷电过电压入侵、雷电反击等（统称感应雷）形式侵入建（构）筑物内，使建（构）筑物、设备部件损坏或人身伤亡。 雷电灾害的严重性表现在它具有巨大的破坏性上，其特点是雷电放电电压高，闪电电流幅值大，变化快，放电时间短，闪电电流波形陡度大。雷电的破坏作用在于强大的电流、炽热的高温、猛烈的冲击波、剧变的电磁场以及强烈的电磁辐射等物理效应，给人类社会带来极大的危害，造成人员伤亡、巨大破坏、起火爆炸、严重损失。雷电灾害波及面广，人类社会活动、农业、林业、牧业、建筑、电力、通信、航空航天、交通运输、石油化工、金融证券等各行各业，几乎无所不及。随着高科技的发展，雷电灾害显得越来越严重。 三、雷电的形成： 雷电是一种极为宏伟壮观的自然现象，是一门古老而富有神秘色彩的科学。雷电孕育了地球的生命，又促成了地球上的文明，功莫大焉！但是，雷电的巨大破坏力，又给人类社会带来惨重的灾难。而人类与自然的斗争从未停息过，与雷电的斗争是卓有成效的。随着社会
雷电安全及防护
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机械设备是现代化工业中不可缺少的生产设备，它是各行各业解放劳动力。提高生产率的有力工具，也是现代工业的基础，在生产的人机环境系统中，机械与人相比，具有人所不或替代的优点，具体表现在： ①输出功率大，可长期稳定操作，不易疲劳，生产率高； ②自动化程度高； ③准确性和速度比人好； ④灵敏度反应能力高； ⑤耐用性强，可在人不适宜的环境下操作； ⑥可靠性高，不会受外界因素的影响； ⑦运转速度快，可连续运行； ⑧能同时完成多种作业，适应性强； 由于机械设备所需人的操纵，监控和维护，机械设备的运转是处于人机环境之中，从安全的角度出发，要保证人、机、环境的安全，必须协调人机关系，保证人、机的本质安全，遵守人机之间的安全规律，保证系统安全。因此，有必要对机械安全有一个系统全面的了解。木工机械安全及防护 从原木到成品的生产过程中，使用各种木工机械。如再剖带锯机、纵锯圆锯机、横截圆锯机、平刨机、压刨机、铣床、磨床等。由于木工机械在其它机械行业中较通用，如铸造等 1．木工机械的常见事故 （1）手与转动刀具按触或与工件接触的伤害。由于木材强度低，材质软，加工省力，容易切割。木工机械的转速很高，通常为5000~1200r/min，因而，木工机械转动惯量大，难以制动，刀具更加锋利，操作人员易使手受到伤害。 （2）对于手工推送木料的机床，由于木料的缺陷（节疤、空道）加工缺陷（倒丝级）会使切割阻力发生突变；由于木料过短、窄、薄而没有足够的支承部位。操作者姿势不正确，当木料受冲击，震动而弹跳、侧倒或意外开裂时，操作者推动对木料控制，致使推压木料的
建筑物电源线路雷电波侵入防护
建筑物电源线路雷电波侵入防护 雷电防护理论都是在一定的物理条件下成立，科技的发展正在改变着我们身边的物理条件，使防雷理论的发展可分为机械时代、电气时代和电子信息时代三大时期。雷害问题从过去的以直击雷的形式击毁地上的人和物为主发展成为以通过金属线传输的雷电波为主；其防雷方法由简单的避雷针、避雷带防护转变为ＡＤＢＳＧＰ方法。 雷电波侵入是指直击雷或感应雷从输电线、通信电缆、无线电天线等金属的引入线引入建筑物内，发生闪击而造成的雷击事故。这种事故的发生率很高，而且往往事故严重。 美国能源部系统在１９９０～１９９８年期间由于雷电引起事故高达４６１起，其中电源线路过电压造成的物理性装备损失约占８０％左右，计算机安全部门在１９９８年内，雷电波侵入使１０万台计算机受损，价值１．２亿美元；１９９６年６月６日，重庆市农业银行大厦的 计算机网络设备因雷击损失１０７万元，其下属的信托证券公司证券部通信网络中断数小时，引起股民恐慌；１９９９年８月２０日，万盛电信局遭雷击，由于雷电波侵入造成该区电信设备损坏，９５％以上电话（１．１万余门）中断信号，经济损失高达２５０万元；２０００年８月１１日，石坪桥卫星发送台遭雷击，致使全市９５％寻呼台陷入瘫痪；２００２年３月１２日和５月２３日，渝北区双凤加油站两次遭雷击，均是雷电波从电源线引入造成加油机被雷击坏：因
此，研究雷电波侵入及防护非常有必要。 １雷电波侵入及危害 １．１雷电波侵入的方式 雷电波侵入的方式通常有三种：其一是直击雷击中金属导线，让高压雷电波以波的形式沿着导线两边传播而引入室内；第二种是来自感应雷的高电压脉冲，即由于雷云对大地放电或雷云之间迅速放电形成的静电感应和电磁感应，他们在各种电线中感应出几ｋＶ到几十ｋＶ的高电位，以波的形式沿着导线传播而引入室内的；第三种是由于直击雷在房子或房子附近入地，因其通过地网入地时，在地网上会发生数十千伏到数百千伏的高电位，这高电位通过电力线的零线、保安接地线和通信系统的地线，也是以波的形式传入室内，并沿着导线传播到别处，殃及更大范围。其示意图如图１、图２所示。 １．２雷电波侵入的危害 １．２．１直击雷（雷电直击）的雷电波侵入危害 所谓直击雷，是指雷电直接击中了架空电线或埋地电缆，雷电流以１／２０～１／２的光速以波的形式向线路两端移动，对电力设备及用电设施构成危害。雷击时电流高达几十千安，最高达２００～３００ｋＡ，一般在２０～４０ｋＡ，其时间甚短，一般仅为１０～１００μｓ。 雷击架空线路导线产生的直击雷过电压： ＵＳ≈１００Ｉ
雷电与防护复习资料
防雷保护区：划分防雷保护区是根据建筑物的隔墙、房间和设备，金属立面、钢筋和金属外壳等把需要防雷的空间分成不同的防雷保护区域，称之为防雷保护区。 LPZ0A：受直接雷击和全部雷电电磁场威胁的区域，区域的内部系统可能受到全部或部分雷电浪涌电流的影响； LPZ0B:直接雷击的防护区域，区域内物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，区域内的雷击电磁场随距雷击点距离的增加而衰减，区域的内部系统可能受到全部或部分雷电浪涌电流的影响； LPZ1：由于分流和边界处SPD 的作用使浪涌电流受到限制的区域，该区域的空间屏蔽可以衰减雷击电磁场。 LPZn区：由于分流和边界处附加SPD的作用使浪涌电流进一步受到限制的区域，该区域的附加空间空间屏蔽可以进一步衰减雷击电磁场。 屏蔽保护：发生雷击时，由雷电流产生的脉冲电磁场会通过各种途径以及在大气中辐射进入电子、电气、信息系统所在的空间。这些设备对电磁干扰很敏感，对雷电暂态电涌过电压的耐受能力很差，为了保护电子信息系统免受雷电电磁脉冲和电磁场的侵害，需要采有阻挡、分离功能的措施，屏蔽是其中重要的防护措施之一 屏蔽吸收：是指通过金属屏蔽体与防雷系统的等电位连接使屏蔽体与泄流入地的引下线、接地体等电位，等同于泄流入地。 屏蔽反射或折射：是指雷电电磁波在线路传输中，常会遇到线路突然改变的情况。雷电电磁波从波阻抗较大的架空线进入波阻抗小的电缆以及在线路中间或末端接入电阻、电感、电容或非线性元件（这些通称为集总参数），雷电电磁波将在参数突变的边界处发生折射和反射等电位连接：等电位连接是将各防雷区的金属和系统以及在一个防雷区内部的金属物和系统，在界面处作等电位连接，建立一个三维的连接网络，即为防雷等电位连接。 暂态等电位连接：作等电位连接，建立一个三维的连接网络，即为防雷等电位连接。 在一些特殊场合，各金属体之间不允许作永久性的常规等电位连接，只有在它们之间出现短暂的高电位差时才能进行暂时的等电位连接，而在暂态高电位差消失后，彼此之间又需恢复不连接的开断隔离状态，这就是暂态等电位连接。 通流容量：避雷器的通流容量是指避雷器允许通过雷电波最大峰值电流量。 漏电流：将合适的避雷器接到电源上，在正常情况下，应该是没有电流通过的，但是，实际上除空气间隙外，各种避雷器接到规定等级的。电网上总有μA数量级的电流通过，这电流称为漏电流。 响应时间：所谓响应时间是指避雷器两端加上的电压等于压敏电压时，由于阀片内的齐纳效应和雪崩效应需要延迟一段时间后，阀片才能完全导通，这段延长的时间叫做响应时间或时间响应。 续流：在雷电过电压作用下，避雷器开始动作导通后，就形成了相导线对地的近似短路。当避雷器两端的过电压消失后，正常运行电压又继续作用在避雷器两端，处于导通状态的避雷器中继续流过工频接地电流，称为工频续流。 电涌保护器：限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。它至少含有一非线性元件。 过电压：峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压。过电压又分为短时过电压（工频过电压）和瞬态过电压投切过电压）。 IT系统：电力系统与大地间不直接连接，电器装置的外露可导电部分，通过保护接地线与接地体连接。I:表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。T表示负载侧电气设备进行接地保护。残压：所谓残压是指雷电波通过避雷器时避雷器两端最高瞬时电压。它与所通过的雷电波峰值电流和波形有关 1、简答 1、防雷保护区 雷电电磁脉冲在空间传播是逐渐衰减的，尤其是碰到金属网络体或金属平面物后，会有明显的衰减。信息系统通常都安放在有钢筋骨架的现代化大楼内，甚至是有专门的金属屏蔽网的房屋内。在这些不同空间，雷电电磁脉冲衰减特性不同，因此影响、干扰、损坏建筑物以及建筑物内部电子仪器设备的能力是不同的。为防止或减少雷电对建筑物及建筑物内部电子设备的危害，设计安全可靠、技术先进、经济合理的防雷措施，需要将保护的空间划分为不同
雷电对变电所的危害及防护
雷电对变电所的危害及防护 摘要：变电所电子设备受雷击影响概率大，应当引起重视。采取分区、分级，重点防护，可起到事半功倍的效果。 关键词：雷击防雷电子设备变电所 一前言 人类社会步入信息时代，各类先进的电子设备由于大量和广泛的运用，其遭受雷击危害机率大大增加。尤其是变电所内电子设备，依附于处在受避雷针保护范围内的一次设备，受雷击影响概率更大。且采用传统防雷措施，其防护多有不当，应当引起重视。 二雷击危害的几种方式 2.1 雷的直击和绕击 雷云单体浮在大地上空，其所带电荷拖着地表相反电荷犹如一个影子随风移动。如果途经变电所的避雷针或地表其它突出物，地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中。闪电开始之前先是雷云底部的始发先导按间歇分级跃进方式向地表发展，当距地面50～100m时，由避雷针等地表突出物电场畸变集中的地方产生垂直向上的迎面先导。两者相接，进入直击或绕击的主放电阶段。 通常当地面上突出物的高度为h，雷云正下方的平均电场强度大于和等于580h-0.7kV/m时，则该突出物将容易受到直击雷。原因是高为h的避雷针可影响雷云单体向下的始发先导发展方向的半径，用公式表述为: R=16.3h0.61m 。该式还表明，地表安装独立避雷针后，将会在其附近出现大量的散击，甚至对避雷针进行直击，对受避雷针保护范围内的物体进行绕击。[1] 一次雷击主放电一般为几万安培到十几万安培。瞬间高热和电动力，会造成混凝土杆炸裂，小截面金属熔化，引起火灾和大爆炸，金属导体连接部分断裂破损，建筑物倒坍，电气设备损坏。 2.2 雷电反击 直击雷电流通过地表突出物的电阻入地散流。假如地电阻为10Ω，一个30kA的雷电流将会使地网电位上升至300kV。如果受雷击变电所输电线路来自另一个不同地网的变电所，那么上升的地电位与输电线上的电位将形成巨大反差，导致与输电线路相连的电气设备的损坏。不仅仅是输电线路、动力电缆，凡是引进变电所的金属管线都会引起雷电反击。 另一种雷电反击，对变电所的电子设备危害也不容忽视。雷电流沿变电所的接地网散流，支线上的雷电流和各点电位差异很大。连接在不同等电位地网上的电子设备。如果其间有电信号联系，那么超过其容许承受能力的地电位差将导致设备损坏。 2.3 感应雷 直击雷放电的能量通过电磁感应和静电感应方式向四周辐射，导致设备过电压放电，则为
雷电对电气设备的危害及其防护
雷电对电气设备的危害及其防护 由于变电所和架空线直接相连接，而线路的绝缘水平又比变电所内的电气设备高，因此沿着线路侵入到变电所的雷电波的幅值很高。如果没有相应的保护措施，就有可能使变电所内的主变压器或其它电气设备的绝缘损坏。而变电所一旦发生雷击事故，将使设备损坏，造成大面积停电，给工农业生产和人们的日常生活带来重大损失和严重影响。所以，对于变电所而言，必须采取有效的措施，防止雷电的危害。变电站的防雷保护措施有： 1、装设避雷针保护整个变电所建筑物免受直接雷击 避雷针可以防护直击雷。避雷针可以单独立杆，也可以利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔；但变压器的门型构架不能用来装设避雷针，以防止雷击产生的过电压对变压器发生闪络放电。 选择独立避雷针的安装地点时，避雷针及其接地装置与配电装置之间应保持合适距离：在地上，由独立避雷针到配电装置的导电部分之间，以及到变电所电气设备与构架接地部分之间的空气隙一般不小于5m。在地下，由独立避雷针本身的接地装置与变电所接地网间最近的地中距离一般不小于3m。 2、装设架空避雷线及其他避雷装置作为变电所进出线段的防雷保护 这主要是用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所损坏了主变电所的这一关键设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。 35kV电力线路，一般不采用全线装设架空避雷线的方法来防直击雷，但为防止变电所附近线路上受到雷击时雷电沿线路侵入变电所破坏设备，需在变电所进出线1km~2km段内装设架空避雷线作为保护，使该段线路免遭直接雷击。为使上项保护段以外的线路受雷击时侵入变电所内的过电压有所限制，一般可在架空避雷线的两端装设管型避雷器，其接地电阻不得大于10Ω。 对于电压35kV、容量3200KV A以下的一般负荷变电所，可采用简化的进出线段保护接线方式。对于10kV以下的高压配电线路进出线段的防雷保护，可以只装设FZ型或FS型阀型避雷器，以保护线路断路器及隔离开关。 3、装设阀型避雷器对沿线路侵入变电所的雷电波进行防护 变电所的进出线段虽已采取防雷措施，且雷电波在传播过程中也会逐渐衰