牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计
35KV变电站防雷接地技术毕业论文设计

XXXXX学校本科生毕业论文(设计)题目:变电站防雷接地技术学习中心:层次:专业:年级:年春/秋季学号:学生:指导教师:完成日期:年月日内容摘要变电站是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所,是联系发电厂与电力用户的纽带,担负着电压变换和电能分配的重要任务。
如果变电所发生雷击事故,会给国家和人民造成巨大的损失。
所以变电所的防雷是不可忽视的问题。
随着电力系统的快速发展,使得电能这一清洁能源在人民生产、生活中得到了普遍使用。
但当高压输电网在为人们提供动力和照明时,不能忽视自然界产生的雷电对高压输变电设备产生的大量危害。
因此,必须加强变电站防雷接地问题的认识与研究。
本论文针对目前变电站设备中防雷接地技术的中存在的问题,针对35KV变电站进行防雷接地保护设计;根据变电站国家防雷接地标准,结合35KV变电站电气接线图以及具体情况,学习利用各种防雷接地装置等,实现对变电站的直击雷防护、雷电侵入波防护以及变电站的接地保护设计。
关键词:变电站;防雷接地;直击雷防护;雷电侵入波防护目录内容摘要 (I)1 绪论 (1)1.1 变电站防雷接地的意义 (1)1.2 变电站防雷接地的研究背景 (1)1.3 本次论文的主要工作 (4)2 变电站的防雷保护 (6)2.1 变电站的直击雷保护 (8)2.2 变电站的侵入波保护 (11)2.3 变电站的进线段保护 (12)2.4 避雷针与避雷线的保护范围的计算 (14)3变电站的防雷接地 (16)3.1 接地概述 (16)3.2 接地电阻 (17)3.3 变电所接地装置 (18)3.4 变电站的接地原则 (18)3.5 降低变电所接地装置工频接地电阻的措施 (18)4 变电所防雷接地设计实例 (20)4.1 变电所的规模 (20)4.2 变电所位置的自然条件 (20)4.3 避雷针的设置及防雷保护校验 (21)4.4 接地装置的设置 (22)5结论 (24)参考文献 (25)附录·····································································错误!未定义书签。
某中心牵引变电所电气系统设计_毕业设计

某中心牵引变电所电气系统设计某中心牵引变电所电气系统设计毕业设计任务书题目某中心牵引变电所电气系统设计学生姓名学号 5 班级专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称讲师一、主要内容1.按规定供、馈电容量与要求确定电气主接线。
2.短路电流计算。
3.牵引变压器容量、型式及台数的选择。
4.母线(导体)和主要一次电气设备选择。
5.配置所需的二次系统。
6.进行防雷与接地的设计。
二、基本要求1.设计计算说明书一份,要求条目清楚、计算正确、文本整洁。
2.绘制出牵引变电所电气主接线图。
三、主要技术指标(或研究方法)1.包含有A、B、C三个牵引变电所的供电系统示意图如图1所示。
图1 牵引供电系统示意图图1中对每个牵引变电所而言,220kV线路为一主一备。
待建牵引变电所为牵引变电所A,220kV线路向220kV地区变电所供电,供电容量为2000MVA。
图1中L1、L2、L3、L4长度分别30km、15km、15km、20km。
线路平均正序电抗X1为0.4Ω/km,平均零序电抗X0为1.2Ω/km。
2.气象资料:本地区最高温度为38℃,最热月平均最高气温29℃,最热月地下0.8m处平均温度为22℃,年主导风向为东风,年雷暴雨日数为20天。
3.地质水文资料:本地区海拔60m,底层以砂黏土为主,地下水位为2m。
4.电源短路容量:电力系统容量分别为3000MVA 、2800MVA。
选取基准容量为100MVA,在最大运行方式下,电力系统的综合电抗标幺值为0.21、0.23;在最小运行方式下,电力系统的综合标幺值为0.30、0.35。
5.负荷资料:某中心牵引变电所电气系统设计某中心牵引变电所电气系统设计毕业设计开题报告某中心牵引变电所电气系统设计某中心牵引变电所电气系统设计摘要随着现代经济与科技的迅猛发展,电力机车已成为人们出行必不可少的工具之一,而牵引变电所是将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引的电能的场所。
牵引变电所毕业设计

引言牵引变电所供电系统是我们供电专业所学的专业课。
此次的毕业设计主要包括牵引变电所供电系统的主电路得设计此次的毕业设计主要包括牵引变电所供电系统的主电路的设计、牵引变压器容量的计算机选择、电容补偿装置的选择、容量计算及校核。
此次设计有以下特点:一:对于设计中所遇到的一些名词解析的比较详细,力求在掌握的基础上再根据自己所学的知识进行运用。
二:调理清楚,对于各个章节划分较为详细,不至于出现概念混乱。
三:对于设计中所附的图有较深一层的说明,力求做到图与内容的一致,为更简单化理解课程内容做好了铺垫。
四:遇到所计算的例题时,尽量做到精确、合理、有意义,不致例题脱离主题。
此课程的设计会帮助我们对专业知识有更深一步的理解。
1 电气主接线的概述牵引变电所的电气主接线指的是由隔离开关、互感器、避雷器、断路器、主变压器、母线、电力电缆、移相电容器等高压一次电气设备,按工作要求顺序连接构成的接受和分配电能的牵引变电所内部的电气主电路。
他反应了牵引变电所的基本结构和性能,在运行中表明电能的输送和分配关系、一次设备的运行方式,是实际运行操作的依据。
1.1对主接线的基本要求对电气主接线的要求具有:可靠性、灵活性、安全性、经济性,具体如下:①可靠性:根据用电负荷的等级,保证在各种运行方式下提高供电的连续性,力求可靠供电。
②灵活性:主接线应力求简单、明显、没有多余的电气设备;投入或切除某些设备或线路的操作方便。
③安全性:保证在进行一切操作的切换时工作人员和设备的安全,以及能在安全条件下进行维护检修工作。
④经济性:应使主接线的初投资与运行费运达到经济合理。
1.2主接线中对电气设备的简介1.2.1、高压断路器QF:既能切除正常负载,又能排除短路故障。
主要任务:1.在正常情况下开断和关合负载电流,分、合电路;2.当电力系统发生故障时,切除故障;3.配合自动重合闸多次关合或开断电路。
1.2.2、负荷开关QL:只具有简单的灭弧装置,其灭弧能力有限,仅能熄灭断开负荷电流即过负荷电流产生时的电弧,而不能熄灭短路时产生的电流。
牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计

牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计目录1 绪论 (2)2 雷 (1)2.1 雷电 (1)2.1.1 雷电的发生机理 (1)2.1.2雷电放电 (1)2.1.3雷电放电的过程 (3)2.1.4雷电放电的基本形式 (5)2.1.5雷电放电的选择性 (6)2.1.6我国雷电活动分布的规律 (7)2.1.7雷电的危害 (7)2.1.8雷电的防护措施 (9)2.2雷电参数 (14)2.2.1雷电放电的计数模型及等值电路 (14)2.2.2雷电流 (16)3 防雷保护装置 (20)3.1避雷针 (20)3.1.1避雷针保护原理及组成 (20)3.1.2避雷针的保护围 (21)3.2避雷线 (23)3.2.1避雷线保护围 (23)3.3变配电所装设避雷针和避雷线的有关规定 (25)3.3.1避雷针的有关规定 (25)3.3.2避雷线的有关规定 (26)3.4避雷器 (26)3.4.1避雷器的保护原理及要求 (26)3.4.2避雷器的伏秒特性 (27)3.4.3避雷器的分类 (27)4 防雷接地装置 (32)4.1接地装置的概述 (32)4.1.1 接地装置组成 (32)4.1.2接地电阻和流散电阻 (33)4.1.3对地电压、接触电压和跨步电压 (34)4.2接地装置的分类 (34)4.2.1工作接地 (35)4.2.2保护接地 (35)4.2.3 防雷接地(如图4-5所示) (35)4.3工程实用的接地装置 (36)4.3.1输电线路的防雷接地 (36)4.3.2发电厂和变电站的接地 (36)4.4接地电阻的计算和降阻方法 (37)4.4.1接地电阻的计算 (37)4.4.2接地电阻的降阻方法 (37)5 110kV牵引变电所防雷保护和接地设计 (39)5.1过电压的基本概念及分类 (39)5.1.1过电压的定义 (39)5.1.2过电压的分类 (39)5.2牵引变电所容易遭受雷击的地方 (41)5.2.1直击雷的保护 (41)5.2.2雷电侵入波保护 (41)5.3牵引变电所输电线路的防雷保护 (42)5.3.1输电线路的感应雷过电压 (42)5.3.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平 (42)5.3.3输电线路的雷击跳闸率 (42)5.4牵引变电所的防雷保护 (43)5.4.1牵引变电所直击雷过电压的防护 (43)5.4.2牵引变电所侵入波过电压的防护 (44)5.4.3牵引变电所变压器的防护 (45)5.5牵引变电所部防雷接线图 (45)5.6牵引变电所防雷接地装置主视图 (45)结论 (46)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)1 绪论电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业,它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业,它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力,其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。
牵引变电所的防雷保护毕业设计

牵引变电所的防雷保护毕业设计一、前言随着牵引变电所的不断发展,越来越多的客户对牵引变电所的防雷保护设计提出了更高的要求。
每一个牵引变电所都有自己的防雷保护设计,但是这些防雷保护设计的有效性都不同,因此,本文将介绍牵引变电所的防雷保护设计,以便更好地理解牵引变电所的防雷保护设计。
二、牵引变电所的防雷保护设计1、建立防雷接地系统防雷接地系统是牵引变电所的重要组成部分,它的作用是将雷电的能量引导到地面,从而保护牵引变电所的设备免受雷电的破坏。
防雷接地系统的设计应符合国家标准,并且应根据变电所的实际情况来进行设计。
2、安装防雷放电装置防雷放电装置是牵引变电所的重要组成部分,它的作用是捕获雷电的能量,防止雷电对牵引变电所的设备造成破坏。
防雷放电装置的设计应符合国家标准,并且应根据变电所的实际情况来进行设计。
3、安装防雷分级系统防雷分级系统是牵引变电所的重要组成部分,它的作用是将雷电的能量引导到合适的位置,从而保护牵引变电所的设备免受雷电的破坏。
防雷分级系统的设计应符合国家标准,并且应根据变电所的实际情况来进行设计。
4、安装防雷屏蔽系统防雷屏蔽系统是牵引变电所的重要组成部分,它的作用是把雷电的能量屏蔽在牵引变电所的某个部位,从而保护牵引变电所的设备免受雷电的破坏。
防雷屏蔽系统的设计应符合国家标准,并且应根据变电所的实际情况来进行设计。
三、结论牵引变电所的防雷保护设计是一项重要的工程,它的设计应符合国家标准,并且应根据变电所的实际情况来进行设计。
此外,牵引变电所的防雷保护设计还应考虑到牵引变电所的工作环境,以便更好地保护牵引变电所的设备。
四、参考文献[1] 陈明建,牵引变电所防雷保护设计,铁道出版社,2016.[2] 郭晓燕,牵引变电所防雷保护技术,中国电力出版社,2015.[3] 李明,牵引变电所防雷保护设计实践,中国电力出版社,2014.。
牵引变电所的防雷保护毕业设计

牵引变电所的防雷保护毕业设计本文档旨在介绍牵引变电所的防雷保护毕业设计的背景和目的。
牵引变电所作为铁路电气化系统的重要组成部分,具有重要性和保障铁路运行的必要性。
然而,受自然环境和气候的影响,牵引变电所常常面临雷电灾害的威胁,因此,进行有效的防雷保护是至关重要的。
防雷保护设计旨在保护牵引变电所、设备和人员免受雷电击穿、感应电压和电磁辐射等可能产生的危害。
通过合理的设计和安装防雷装置,可以降低雷电对牵引变电所造成的损害,并确保设备的正常运行。
因此,深入研究牵引变电所的防雷保护是一项具有重要意义的毕业设计。
本文将探讨牵引变电所防雷保护的相关理论基础和设计方法,以及实际应用中可能遇到的问题和解决方案。
通过研究和分析,将提出一套有效的防雷保护方案,以保障牵引变电所的安全运行。
请注意,本文所涉及的内容均为普遍性原则和方法,具体实施需参考相关法规和标准。
本节将概述与牵引变电所防雷保护相关的理论知识,包括雷电起因、防雷保护原理等内容。
以下是对一些有权威性的文献或理论的引用支持:雷电起因:雷电是由云层内部产生的强电场引起的自然现象。
其形成过程是云内部的正电荷和负电荷沿云内的气流分离,形成巨大的电位差。
当这个差异变得足够大时,会产生放电现象,即雷霆和闪电。
防雷保护原理:牵引变电所的防雷保护主要通过以下几个原理来实现:均压原理:通过引入导体,使其与地电位趋于相等,以达到防雷保护的目的。
屏蔽原理:利用金属导体屏蔽电磁波的传播,阻止雷电等电磁波进入牵引变电所内部。
涌流原理:通过合理设计接地系统和导体连接方式,将雷电的沿地电流导入地下,防止损害设备和结构。
动作原理:采用避雷装置和电气设备的动作机构,及时引导和分散雷电沿着合适的路径传递,避免对设备和系统造成严重的影响。
以上是牵引变电所防雷保护毕业设计相关理论的简要概述。
在实施毕业设计时,可以进一步深入研究和应用这些理论,以保证牵引变电所的安全防雷措施的有效性和可靠性。
设计一个符合牵引变电所的特点和要求的防雷保护方案。
110kV牵引变电所防雷接地设计

第1章 雷1.1雷电雷击时的等值电路雷击地面由先导放电转变为主放电的过程可以用一根已经充电的垂直导线突然于被击物体接同来比拟,如图1.1(a )所示。
图中Z 是被击物体于大地(零地位)之间的阻抗,σ是先导放电通道中电荷的线密度,开关S 未闭合之前相当于先导放电阶段。
当先导通道到达地面或与地面目标上发出迎面先导相遇时,主放电即开始,相当于开关S 合上。
此时将有大量的正、负电荷沿先导通道逆向运动,并使其中来自雷云的负电贺中和,如图1.1(b )所示。
与此同时,主放电电流即雷电流i 流过雷击点A 并通过阻抗Z ,此时A 点电位u 也突然升至u iZ =。
显然,电流i 的数值于先导通道的电荷密度σ及主放电的发展速度v 有关,并且还受阻抗Z 的影响。
因为先导通道的电荷密度很难测定,主放电的发展速度也只能根据观测大体判断,唯一容易侧知的量是主放电以后(相当于S 合上以后)流过阻抗Z 的电流i 。
因此利用雷电放电过程简化成一个数学模型,进而用到彼德逊等值电路[如图1.1(c)、(d)所示]以求得比较统一的分析方法。
图1.1(c)、(d)中Z 为主放电通道的波阻抗。
0u 和0i 则式从雷云向地面传来的行波的电压和电流。
S A ZZ(a)(b)(c)(d)(a)模拟电路 (b )主放电电路 (c )主放电通道电路 (d )等值电路图1.1 雷击放电计算模型1根据雷电放电的等值电路,可知流经被击物体的波阻抗为Z 时的电流Z i 与雷电流i 的关系为:0Z Z i iZ Z=+ (1-1) 1)幅值雷电流的幅值与气象、自然等条件等有关,只有通过大量实测才能正确估计其概率分布规律。
我国现行标准推荐雷电流幅值分布的概率如下:lg 88IP =-(1-2) 我国西北地区内蒙古等雷电活动较弱,雷电流幅值较小,P 可按下式计算: lg 44IP =- (1-3) 2)波形实测结果表明,雷电流的幅值、陡度、波头、波尾虽然每次不同,但都是单极性的脉冲波,电力设备的绝缘强度实验和电力系统的防雷保护设计,要求将雷电流波形等值为典型化、可用公式表达、便于计算的波形。
地铁牵引降压混合变电所毕业设计论文

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
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牵引变电所接地防雷系统的设计毕业设计目录1 绪论 (3)2 雷 (1)2.1 雷电 (1)2.1.1 雷电的发生机理 (1)2.1.2雷电放电 (1)2.1.3雷电放电的过程 (2)2.1.4雷电放电的基本形式 (3)2.1.5雷电放电的选择性 (5)2.1.6我国雷电活动分布的规律 (5)2.1.7雷电的危害 (6)2.1.8雷电的防护措施 (7)2.2雷电参数 (12)2.2.1雷电放电的计数模型及等值电路 (12)2.2.2雷电流 (14)3 防雷保护装置 (18)3.1避雷针 (18)3.1.1避雷针保护原理及组成 (18)3.1.2避雷针的保护围 (19)3.2避雷线 (21)3.2.1避雷线保护围 (21)3.3变配电所装设避雷针和避雷线的有关规定 (23)3.3.1避雷针的有关规定 (23)3.3.2避雷线的有关规定 (24)3.4避雷器 (24)3.4.1避雷器的保护原理及要求 (24)3.4.2避雷器的伏秒特性 (25)3.4.3避雷器的分类 (25)4 防雷接地装置 (30)4.1接地装置的概述 (30)4.1.1 接地装置组成 (30)4.1.2接地电阻和流散电阻 (31)4.1.3对地电压、接触电压和跨步电压 (32)4.2接地装置的分类 (32)4.2.1工作接地 (33)4.2.2保护接地 (33)4.2.3 防雷接地(如图4-5所示) (33)4.3工程实用的接地装置 (34)4.3.1输电线路的防雷接地 (34)4.3.2发电厂和变电站的接地 (34)4.4接地电阻的计算和降阻方法 (35)4.4.1接地电阻的计算 (35)4.4.2接地电阻的降阻方法 (35)5 110kV牵引变电所防雷保护和接地设计 (37)5.1过电压的基本概念及分类 (37)5.1.1过电压的定义 (37)5.1.2过电压的分类 (37)5.2牵引变电所容易遭受雷击的地方 (39)5.2.1直击雷的保护 (39)5.2.2雷电侵入波保护 (39)5.3牵引变电所输电线路的防雷保护 (40)5.3.1输电线路的感应雷过电压 (40)5.3.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平 (40)5.3.3输电线路的雷击跳闸率 (40)5.4牵引变电所的防雷保护 (41)5.4.1牵引变电所直击雷过电压的防护 (41)5.4.2牵引变电所侵入波过电压的防护 (42)5.4.3牵引变电所变压器的防护 (43)5.5牵引变电所部防雷接线图 (43)5.6牵引变电所防雷接地装置主视图 (43)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录 (47)1 绪论电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业,它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业,它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力,其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。
变电所是电力系统重要组成部分,是联系发电厂和电力用户的中间环节,因此,它是防雷的重要保护部位。
雷电具有很强的危害性,因此应该重视牵引变电所雷电的防护。
如果变电所发生雷击事故,将造成大面积的停电,给社会生产和人民生活带来不便,影响了国民经济的发展。
变电所是电力系统防雷的重要保护对象,如果发生雷击事故,将造成大面积的停电,严重影响社会生产和人民生活。
所以变电所的防雷措施必须十分可靠。
本设计第一节主要讲了雷电的形成,雷电对变电所的危害,变电所遭受雷击的基本形式(1)雷电直接击中变电所设备上,这种雷击称为“直击雷”(2)雷电对变电所设备、线路或其他物体产生静电感应或电磁感应而引起的,这种雷击又称“感应雷”或“闪电感应”(3)架空线路遭受直接雷击或间接雷击而引起的过电压波,沿线路侵入变电所或其他建筑物,这种雷击又称为“雷电波侵入”或“闪电感应”。
以及牵引变电所防雷击的一些措施例如:(1)3~10kV变电所的典型防雷在每路进线端和每段母线上,均装有阀型避雷器。
如果进线是有一段引入电缆的架空线路,则在架空线路终端的电缆头处装设阀型避雷器或管型避雷器,其接地端与电缆头外壳相连后接地。
避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起接地。
(2)35~110kV变电所防雷在变电所进线段1~2km的杆塔上架设避雷线。
在木杆或木横担的钢筋混凝土杆线路进线段的首端,装设一组管型避雷器Fl变电所的进线隔离开关或断路器,在雷雨季节可能处于开路状态,而线路侧又带电时,则必须在靠近隔离开关或断路器QFl处装设一组管型避雷器F2变电所母线上,装设阀型(或氧化锌)避雷器F3。
如为母线分段的两路进线时,则每路进线和每段母线均应按这种标准方案施设保护。
第二节主要讲了防雷保护装置如:避雷针、避雷线的保护原理及保护围;避雷器的组成及典型的几种避雷器等。
第三节主要讲了牵引变电所的防雷接地装置电力系统中各电气设备的接地按其不同的作用可分为工作接地、保护接地和防雷接地。
(1)保护接地:将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与大地连接。
高压设备要求的保护接地电阻一般为(1~10)Ω。
(2)防雷接地:专门传导雷电流的工作接地。
防雷接地主要由过电压保护的需要决定,一般为4~30Ω。
(3)工作接地:将电力系统的某一点与大地连接。
这种接地可分为直接接地或经特殊装置接地。
工作接地的接地电阻一般为(0.5~5)Ω。
最后一节则讲了110kV牵引变电所防雷保护和接地设计。
主要包括过电压的一些概念,以及牵引变电所过电压的防护等知识。
(1)牵引变电所直击雷过电压的防护对于直击雷必须装设避雷针或避雷线对直击雷进行保护。
牵引变电所的直击雷防护设计容主要是选择避雷针的支数、高度、装设位置、验算它们的保护围、应有的接地电阻、防雷接地装置设计等。
(2)牵引变电所侵入波过电压的防护其主要防护措施是在牵引变电所装设阀型避雷器或氧化锌避雷器以限制入侵雷电波的幅值。
基于常用的防雷接地的设计方法,对110kv牵引变电所进行了详细的防雷接地设计。
设计中,结合当地现状,综合考虑了气候、地形、环境等多种因素,给出了较好的防雷接地保护方案。
通过对牵引变电所的防雷接地设计,全面剖析了电力系统中如何让提高牵引变电所的防雷水平,从而有效地降低牵引变电所的雷击事故,减少雷电对电网安全运行的影响。
2 雷2.1 雷电2.1.1 雷电的发生机理雷电是一种自然现象。
主要是天空中的饱和水蒸汽,由于上升气流的作用而使水滴分裂,水滴分裂过程的同时,微细水滴带有不同的电荷,使带正(或负)电荷的水滴上升,带电荷的小水滴漂浮在空中,就形成雷云。
雷云中的电荷一般不是在云中均匀分布的,而是集中在几个带电的中心。
雷云越集越多,也就是电荷越积越多,到达一定程度后,足以击穿与大地或地面上的建筑物与电气设备之间的空气时,就会发生强烈的放电,同时发出强烈的电光和巨响。
随着雷云的发展和运动,一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度(大气中约为30kV/cm,有水滴存在时约为10kV/cm)时,就会发生云间或对大地的火花放电。
雷电放电包括雷云对大地,雷云对雷云和雷云部的放电现象。
大多数雷云放电都是在雷云与雷云之间进行的,只有少数是对地进行的。
在防雷工程中,主要关心的是雷云对大地的放电。
雷云对大地放电虽然只占少数,但它是造成雷害事故的主要因素。
2.1.2雷电放电雷电放电是由带电荷的雷云引起的放电现象。
一般认为雷云是在某种大气和大地条件下,由强大的潮湿的热气流不断上升进入稀薄的大气层冷凝的结果。
强烈的上升气流穿过云层,水滴被撞分裂带电。
轻微的水沫带负电,被风吹得较高,形成大块的带负电的雷云;大滴水珠带正电,凝聚成雨下降,或悬浮在云中,形成一些带正电的区域。
雷云的底部大多数是带负电,它在地面上会感应出大量的正电荷。
这样,在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间,或者雷云和大地之间就形成了强大的电场,其电位差可达几兆伏甚至几十兆伏。
随着雷云的发展和运动,一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度时,就会发生雷云之间或雷云对地的放电。
直接击向地面的放电通常是从负电荷中心的边缘开始,故90%左右是负极性的雷。
大多数雷电放电发生在雷云之间,对地面上的设备和建筑没有什么直接影响。
雷云对地的放电虽占少数,但危害是十分严重的,是造成雷电事故的主要因素。
要避免产生雷电事故,就必须对雷电的放电过程、活动规律和雷电参数加以研究。
2.1.3雷电放电的过程雷电放电过程可分为先导放电、主放电和余辉放电三个主要阶段。
(1)先导放电雷云下部大部分带负电荷,故绝大多数的雷击是负极性的。
雷云中的电荷一般是集中在几个带电中心。
测量数据表明,雷云的上部带正电荷,下部带负电荷。
直接击向地面的放电通常从负电荷中心的边缘开始。
雷云带有大量电荷,由于静电感应作用,在雷云下方的地面或地面上的物体将感应聚集与雷云极性相反的电荷,雷云与大地间就形成了电场。
当雷云附近的电场强度达到足以使空气游离的强度(约25~30kv/cm)时,就发展局部放电。
当某一段空气游离后,这段空气就由原来的绝缘状态变为导电性的通道,称为先导放电通道。
若最大场强方向是对地的,放电就从云中带电中心向地面发展,形成下行雷。
先导通道是分级向下发展的,每级先导发展的速度相当高,但每发展到一定的长度(约25m~50m)就有一个(30~90)μs的间歇。
所以它的平匀发展速度10m/s,出现的电流不大。
先导放较慢(相对于主放电而言),约为(1~8)×5电的不连续性,称为分级先导,历时约0.005~0.01s。
在先导通道发展的初始阶段,其发展方向受到一些偶然因素的影响并不固定。
但当它发展到距地面一定高度时(这个高度称为定向高度),先导通道会向地面上某个电场强度较强的方向发展,这说明先导通道的发展具有“定向性”,或者说雷击有“选择性”。
(2)主放电当先导接近地面时,地面上一些高耸的突出物体周围电场强度达到空气游离所需的场强,会出现向上的迎面先导,当先导通道的头部与迎面先导上的异号感应电荷或与地面之间的距离很小时,剩余空气间隙中的电场强度达到极高的数值,造成空气间隙强烈地游离,最后形成高导电通道,将先导头部与大地短接,这就是主放电阶段的开始。
由于其电离程度比先导通道强烈的多,电荷密度很大,故通道具有很高的导电性。
主放电的发展速度很高,约为(2×107 ~1.5×108)m/s,所以出现极大的脉冲电流,并产生强烈的光和热使空气急剧膨胀震动,出现闪电和雷鸣。
主放电的过程极短,只有50~100µs,它是沿着负的下行先导通道,由下而上逆向发展,故又称“回击”,其速度高达2.0亿~1.5亿m/s。
(3)余辉放电主放电完成后,云中的剩余电荷沿着主放电通道继续流向大地,形成余辉放10~10A,持续时间较长(0.03~0.05s)。