变电所的防雷保护与接地装置的设计

第9章 变电所的防雷保护与接地装置的设计

第10章 变电所的防雷保护与公共接地装置的设计

10.1 变电所的防雷保护

由设计任务书中气象资料得知，化纤工厂所在地区的年雷暴雨日数为20天。虽然发生雷暴的几率不属于高频地区，但是雷电过电压产生的雷电冲击波对供电系统的危害极大，因此必须对雷电过电压加以防护。

10.1.1 直击雷防护

根据GB50057-1994有关规定，在总降压变电所和车间变电所Ⅲ（其所供 负荷为核心负荷，且靠近办公区和生活区，考虑防雷保护）屋顶可装设避 雷带，避雷带采用直径8mm 的圆钢敷设，并经两根引下线(直径8mm)与变 电所公共接地装置相连，引下线应沿建筑物外墙敷设。

10.1.2 雷电波入侵的防护

1.35kV 架空线路上，在距总降压变电所1km 的范围内，可架设避雷线。

2.在35kV 电源进线的终端杆上装设FZ-35型阀式避雷器。其引下线采用

25mm ×4mm 镀锌扁钢，下边与公共接地装置焊接相连，上面与避雷器接

地端螺栓相连。

3.在35kV 总降压变电所主变压器的高压侧，装设JYN1-35-102型高压开

关柜，其中配有FZ-35型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电 波入侵对主变压器造成的危害。

4.在10kV 车间变电所的高压配电室的母线上，装设GG-1A(F)-54型高压开

关柜，其中配有FS-10型避雷器，靠近主变压器配置，其用来防护雷电 波入侵对主变压器造成的危害。

10.2 变电所公共接地装置的设计

10.2.1.接地电阻的要求

根据GB50057-1994规定，对于1kV 以上的小接地电流系统，公共接地装置的接地电阻应满足以下条件:

E

E I R 250≤且Ω≤10E R 式中E I 的计算可根据下列经验公式计算:

350

)35(cab oh N E l l U I += 式中，N U 为电网的额定电压，单位kV ；oh l 为与N U 侧有电联系的架空线路长度，单位为km ；cab l 为与N U 侧有电联系的电缆线路长度，单位为km 。

1.总降压变电所公共接地装置的接地电阻计算:

A km kV l l U I cab oh N E 9.1350

)019(35350)35(=+⨯=+=

Ω=≤6.1319.1250A

V R E 因此总降压变电所公共接地装置的接地电阻可选为Ω=10E R 。

2. 车间变电所I 公共接地装置的接地电阻计算:

A km kV l l U I cab oh N E 58.1350

)45.0350(10350)35(=⨯+⨯=+= Ω=≤23.15858.1250A

V R E 因此车间变电所I 公共接地装置的接地电阻可选为Ω=10E R

10.2.2. 接地装置的设计

1.总降压变电所接地装置的设计

① 现初步考虑采用直径50mm 、长2.5m 的镀锌钢管接地体，围绕变电所建

筑四周，距变电所墙角2～3m ，垂直打入地下，管间距5m ，管顶距离地面0.6m ， 管间用40mm ×4mm 的镀锌扁钢焊接。

② 根据设计任务书中给定的地质水文资料，经查相关资料得砂质粘土土

质的电阻率为m ⋅Ω=100ρ，则单根钢管的接地电阻

Ω=⋅Ω=≈405.2/100/)1(m m l R E ρ

式中，l 为钢管接地体的长度，单位为m 。

③ 确定接地钢管数和最终接地方案

根据Ω=ΩΩ=410/40/)1(E E R R ，考虑到管子之间的电流屏蔽效应，初

选6根直径50mm 、长2.5m 的钢管作接地体。以6=n 和25.2/5/==m m l a （a 为钢管的管间距，单位为m ）查有关资料可得71.0=E η（E η为多根接地体并联时的利用系数）。利用逐步渐进法求得

61071.040)

1(≈Ω

⨯Ω==E E E R R n η 因此可选择6根直径50mm 、长2.5m 的镀锌钢管作接地体，用40mm ×4mm 的镀锌扁钢焊接，环形布置。

2. 车间变电所II 接地装置的设计

由于车间变电所I 公共接地装置的接地电阻为Ω=10E R ，因此其接地装置可按总降压变电所配置，也可选择6根直径50mm 、长2.5m 的镀锌钢管作接地体，用40mm ×4mm 的镀锌扁钢焊接，环形布置。