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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 题 目： 变电站防雷接地技术 I变电站防雷接地技术内容摘要变电所是电力系统重要组成部分，因此，它是防雷的重要保护部位。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，这就要求防雷措施必须十分可靠。变电所是电力系统重要组成部分，因此，它是防雷的重要保护部位。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，这就要求防雷措施必须十分可靠。关键词：变电所；防雷保护；接地装置目 录内容摘要I1 绪论11.1课题研究的意义11.2 变电站防雷接地的研究背景11.3 本次论文的主要工作12 变电站的防雷保护22
2、.1 变电站的直击雷保护32.2 变电站的侵入波保护32.3 变电站的进线段保护42.4 避雷针与避雷线的保护范围的计算42.5 变电站差动保护43 变电站的防雷接地63.1 接地概述63.2 接地电阻63.3 变电所接地装置73.4 变电所接地的原则73.5 降低变电所接地装置工频接地电阻的措施74 变电所防雷接地设计实例94.1 变电所的规模94.2 变电所位置的自然条件94.3 避雷针的设置及防雷保护校验94.4 接地装置的设置165 结论17参考文献18附 录191 绪论1.1 课题研究的意义雷电一直是影响电力系统安全稳定运行的重要原因，对于处在雷电频发地区的电力设备来说，防雷保护就显
3、得至关重要。我国是雷电活动十分频繁的国家，全国有21个省会城市雷暴日都在50天以上，最多可达134天。据不完全统计，我国每年因雷击造成人员伤亡达30004000人，损失财产50100亿元人民币。随着社会经济发展和现代化水平的提高，特别是信息技术的快速发展，雷电灾害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大1.2 变电站防雷接地的研究背景长期以来，国内外学者在雷电活动规律、雷击线路物理过程方面做了大量的研究工作，建立起较为完善的输电线路防雷理论体系。雷电流幅值、波形、地闪密度以及线路落雷次数对于分析线路防雷性能极为重要。上世纪70年代中期发展起来的基于磁场定位和时差定位原理的雷电定位系统，使雷电测
4、量更为准确和及时。目前，雷电定位系统组成的雷电监测网络已在我国和北美、日本、韩国、欧洲等世界许多国家得到运用，它能帮助电力部门实现故障定位、分类、准确计算地面落雷密度等雷电参数，但雷电数据分散性较大，需要长期统计雷电数据。但总体上变电站的防雷安全形势不容乐观，主要表现在：一是社会公众防雷安全意识不强,对雷电灾害的危害性认识不够,存在侥幸心理；二是随着社会经济的发展,雷电灾害的危害途径增多,防雷安全理念已发生巨大变化,不仅要有传统的防御直击雷,还要防感应雷的新时代,而许多措施仍然停留在传统的防雷阶段。变电站是电力系统防雷的重要保护设施，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
5、生活。为保证电力系统的安全运行，电力系统应根据被保护物的重要性和危险程度的不同，对于直接雷、雷电感应、雷电侵入波应采取相应的防雷保护措施。因此要求变电站的防雷保护措施必须十分可靠。1.3 本次论文的主要工作 本次论文主要研究110KV变电站的防雷接地部分的设计。172 变电站的防雷保护变电站遭受雷击的主要原因：雷电是雷云层接近大地时，地面感应出相反电荷，当电荷积聚到一定程度，产生云和云之间以及云和大地之间放电，迸发出光和声的现象。供电系统在正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压作用之下，但是由于雷击的原因，供配电系统中某些部分的电压会大大超过正常状态下的数值，通常情况下变电站雷击有两种情
6、况：一是雷直击于变电站的设备上，二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站。其具体表现形式如下：（1）直击雷过电压。雷云直接击中电力装置时，形成强大的雷电流，雷电流在电力装置上产生较高的电压，雷电流通过物体时，将产生有破坏作用的热效应和机械效应。（2）感应过电压。当雷云在架空导线上方，由于静电感应，在架空导线上积聚了大量的异性束缚电荷，在雷云对大地放电时，线路上的电荷被释放，形成的自由电荷流向线路的两端，产生很高的过电压，此过电压会对电力网络造成危害。（3）雷电侵入波。架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站，是导致变电站雷害的主要原因，若
7、不采取防护措施，势必造成变电站电气设备绝缘损坏，引发事故。防雷措施总体概括为2种:避免雷电波的进入;利用保护装置将雷电波引入接地网。防雷保护措施应根据现场常见的雷击形式、频率、强度以及被保护设施的重要性、特点安装适宜的保护装置。雷电放电特征分析在众多的闪电类型中, 其中云地闪(俗称落地雷)与人类的关系最密切, 因此将其作为分析的对象。在对地的雷电放电(即云地闪)中, 最常见的雷电是自雷云向下开始发展先导放电的。据统计, 无论放电的次数, 还是放电的电荷量, 约90% 的雷是负极性的。雷电是一种恐怖而又壮观的自然现象，这不仅在于它那划破长空的耀目闪电和令人震耳欲聋的雷鸣，重要的是它给人类生活带来
8、巨大的影响。且不说雷电促成有机物质的合成可能在地球生命起源中占有一定的地位，以及雷电引起的森林火灾可能启发了远古人类对火的发现和利用；仅在现代生活中，雷电威胁人类的生命安全，常使航空、通讯、电力、建筑等许多部门遭受破坏，就一直引起人们对于雷电活动及其防护问题的关注。雷电放电是一种气体放电现象，由其引起的过电压，叫做大气过电压。它可以分为直击雷过电压和感应雷过电压两种基本形式。雷电放电是由于带电荷的雷云引起的。雷云带电原因的解释很多，但还没有获得比较满意的一致的认识。一般认为雷云是在有利的大气和大地条件下，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
9、分裂带电，轻微的水沫带负电，被风吹得较高，形成一些局部带正电的区域。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形成了强大的电场，其电位差可达数兆伏甚至数十兆伏。随着雷云的发展和运动，一旦空间电场强度超过了大气游离放电的临界电场强度（大气中约30kV/cm，有水滴存在时约10kV/cm）时，就会发生云间或对大地的火花放电；放出几十乃至几百安的电流；产生强烈的光和热（放电通道温度高达15000至20000），使空气急剧膨胀振动，发生霹雳轰鸣。这就是闪电伴随雷鸣，叫做雷电之故。大多数雷电发生在雷云之间，它对地面没有什
10、么直接影响。雷云对大地的放电虽然只占少数，但是一旦发生就有可能带来严重的危险。这正是我们主要关心的问题。2.1 变电站的直击雷保护防止雷闪直接击在建筑物、构筑物、电气网络或电气装置上。直击雷防护技术主要是保护建筑物本身不受雷电损害，以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地的过程中对建筑物内部空间产生影响的防护技术，是防雷体系的第一部分2.2 变电站的侵入波保护变电站对侵入波的防护的主要措施是在其进出线上装设阀型避雷器，避雷器装设在被保护物的引入端，其上端接在线路上，下端接地，一般安装在变电站母线上。阀型避雷器的基本元件为火花间隙和非线性电阻。目前，SFZ系列阀型避雷器，主要用来保护中等及大
11、容量变电站的电气设备。FS系列阀型避雷器，主要用来保护小容量的配电装置。变电站中限制侵入波的主要设备是避雷器，它接在变电站的母线上，与被保护设备相并联，并使所有设备受到可靠保护。2.3 变电站的进线段保护要限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的波度，就必须对变电站进线实施保护。当线路上出现过电压时，将有行波导线向变电站运动，起幅值为线路绝缘的50%冲击闪络电压，线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多。因此，在接近变电站的进出线上加装避雷线是防雷的主要措施。如不架设避雷线，当遭受雷击时，势必会对线路造成破坏。变电站进线保护是在靠近变电站出线架12km线路上所采取的可靠的防雷保护措施，变电站
12、进线保护具体措施视变电站的线路情况而定。2.4 避雷针与避雷线的保护范围的计算雷击只能通过拦截导引措施改变其入地路径。接闪器有避雷针、避雷线。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，或两者结合，对引流线和接地装置都有严格的要求。2.5 变电站差动保护主变的差动保护是主变的主保护之一。它的可靠性对主变安全运行和系统供电可靠性起着极为重要的作用。变压器的差动保护与其它差动保护一样,都是利用比较被保护原件各端电流的幅值和相位的原理构成。变压器差动保护是利用比较变压器两侧电流的幅值和相位的原理构成的。把变压器两侧的电流互感器按差接法接线，在正常运行和外部故障时，流入继
13、电器的电流为两侧电流之差，其值接近为零，继电器不动作；在内部故障时，流入继电器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。变压器的差动保护都是利用比较被保护原件各端电流的幅值和相位的原理来进行保护判断、动作的。并不分什么差流、差压（没听说有差压）为了防止变压器受其它因素的影响而误动作，随着技术的发展，差动保护又出现比率制动特性差动保护、双斜率比例差动保护、小波变换原理等等新的差动保护，但归根到底都是在差动保护这个基础上的发展。雷闪直接对电气设备放电引起的过电压称为直击雷过电压，其极性与雷电流的极性相同为负。直击雷过电压的幅值可达上千千伏以上，很显然，大多数击于输电线或电气设备上的都会产生
14、闪络，可能导致火灾或爆炸。但对于高压配电线路，往往受厂房和高建筑物的屏蔽，所以遭受直击雷的几率较小。装设避雷针是直击雷防护的主要措施, 避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷击的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上, 并安全导人地中, 从而保护了附近绝缘水平比它低的设备免遭雷击。变电站装设避雷针时, 应该使站内设备都处于避雷针保护范围之内。此外, 装设避雷针时对于35KV变电站必须装有独立的避雷针, 并满足不发生反击的要求；对于110KV及以上的变电站, 由于此类电压等级配电装置的绝缘水平较高, 可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上, 因此, 雷击避雷针所产生的高电位不会造成电气设备的反击事故
15、。3 变电站的防雷接地接地装置的设计对于电力系统的安全运行至关重要。变电站接地系统的合理与否是直接关系到人身和设备安全的重要问题。随着电力系统规模的不断扩大，接地系统的设计越来越复杂。变电站接地包含工作接地、保护接地、雷电保护接地。工作接地即为电力系统电气装置中，为运行需要所设的接地；保护接地即为电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设的接地；雷电保护接地即为为雷电保护装置向大地泄放雷电流而设的接地。变电站接地网安全除了对接地阻抗有要求外，还对地网的结构、使用寿命、跨步电位差、接触电位差、转移电位危害等提出了较高的要求。3.1 接
16、地概述 接地就是将电力或建筑电气装置、设施中某些导电部分，经接地线接至接地极。接地根据工作内容划分为以下几种：1工作接地工作接地是为系统正常工作而设置的接地。如为了降低电力设备的绝缘水平，在及以上电力系统中采用中性点接地的运行方式，在两线一地的双极高压直流输电中也需将其中性点接地。除主设备的接地外，在微电子电路中，根据电路性质不同，还有各种不同的工作接地比如直流地、交流地、数字地、模拟地、信号地、功率地、电源地等。2防雷接地为了避免雷电的危害，避雷针、避雷线和避雷器等防雷设备都必须配以相应的接地装置以便将雷电流引入大地。3安全接地为了保证人身的安全，将电气设备外壳设置的接地。任何接地极都存在着
17、接地电阻，正因为如此，当有电流流过接地体时，在接地电阻上的压降将引起接地极电位的升高电流在地中扩散时，地面会出现电位梯度。3.2 接地电阻 接地电阻的定义、简介及计算。接地电阻就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。3.3 变电所接地装置常用自然接地体包括埋在地下的上、下水管道、建筑物及构筑物混凝土基础内的钢筋和骨架、埋地电缆的金属外皮及穿绝缘导线的金属管等。 自然接地体一般距离长，在大地土壤接触面积大，其散流电阻小，有时还能起到人工接地体
18、无法起到的效果，尤其在等电位连接上，自然接地体在不少情况下是与电气设备的金属外壳相连，在发生接地故障时，接地故障电流从一开始就从自然接地体流散，在加上自然接地体在地下纵横交错，如果可靠连接起来，能起到分流，均压，等电位连接等作用，从而可降低跨步电压和接触电压，并节省投资。自然接地体的工频接地电阻都可以实测的。3.4 变电站的接地原则变电站接地网设计时应遵循以下原则：1. 尽量采用建筑物地基的钢筋和自然金属接地物统一连接地来作为接地网；2. 尽量以自然接地物为基础，辅以人工接地体补充，外形尽可能采用闭合环形；3. 应采用统一接地网，用一点接地的方式接地。3.5 降低变电所接地装置工频接地电阻的措
19、施列举几个方面进行说明。分析对比几种降阻措施，给出接地网计算公式。1. 接地引线电阻，是指由接地体至设备接地母线间引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关。2. 接地体本身的电阻，其电阻也与接地体的几何尺寸和材质有关。3. 接地体表面与土壤的接触电阻，其阻值怀土壤的性质、颗粒、含水量及土壤与接地体的接触面积及接触紧密程度有关。4. 从接地体开始向远处（20米）扩散电流所经过的路径土壤电阻，即散流电阻。决定散流电阻的主要因素是土壤的含水量。5. 垂直接地体的最佳埋置深度是指能使散流电阻尽可能不而又易于达到的埋置深度。决定垂直接地体的最佳深度，应考虑到三维地网的因素，所谓三维地网，是指垂直
20、接地体的埋置深度与接地网的等值半径处于同一数量级的接地网。6. 接地体的通常设计，是用多根垂直接地体打入地中，并以水平接地体并联组成接地体组，由于名单一接地体埋置的间距仅等于单一接地体长度的两倍左右，此时电流流入名单一接地体时，将受到相互的限制而妨碍电流的流散，即等于增加名单一接地体的电阻，这种影响电流流散的现象，称为屏蔽作用。7. 化学降阻剂的应用,化学降阻剂机理是，在液态下从接地体向外侧土壤渗出，若干分钟固化后起着散流电极的作用。4 变电所防雷接地设计实例4.1 变电所的规模 拟建的110KV变电所。 系统供电到110kv母线上，35，10kv侧无电源，系统阻抗归算到110kv侧母线上UB
21、=Uav SB=110MVA 系统110kv侧参数 X110max=0.0765 X110min=0.162 110kv最终两回进线四回出线，每回负荷为45MVA，本期工程两回进线，两回出线。 35kv侧最终四回出线，全部本期完成，其中两回为双回路供杆输电Tmax=4500h，负荷同时率为0.85 10kv出线最终10回，本期8回Tmax=4500 h，负荷同时率0.85，最小负荷为最大负荷的70%，备用回路3 MW，6 MW，cos=0.85计算 负荷增长率为2%4.2 变电所位置的自然条件变电站地处坡地土壤电阻率=1.79*10000/cm2温度最高平均气温+33，年最高气温40，土壤温度
22、+15海拔1500m污染程度：轻级年雷暴日数：40日/年4.3 避雷针的设置及防雷保护校验设置保护的目的虽然供电系统中有可能遭受短路电流破坏的一次设备都进行了短路动、热稳定度的校验，但这只能保证它们在短时间（13S）内能承受住短路电流的破坏。时间一长，就会无一例外地遭受破坏。而在一个供电系统中，要想完全杜绝电路事故是不可能的。因此设置一定数量的保护装置是完全必要的，以便在短路事故发生后一次设备尚未破坏的数秒内，切除短路电流，使故障点脱离电源，从而保护短路回路内的一次设备，同时迅速恢复系统其他正常部分的工作。对保护装置的要求:动作要可靠，动作速度要快，应能有选择地动作，应有足够的灵敏度。变压器的
23、继电保护对于变电站的变压器，通常应装设过电流保护。当过电流保护的动作时间大于0.50.7S时，应加装电流速断保护。对于容量在400MVA以上的变压器，还应装设瓦斯保护。第二节.定时限过电流保护该保护装置的动作时间是恒定的，与通过该保护装置的电路电流的大小无关。该保护装置的动作电流按下式整定。 式（4-1）式中，为可靠系数，对DL型电流继电器，取1.2；为接线系数，取1；为返回系数，DL型电流继电器，取0.85；为电流互感器的电流比；为被保护线路在正常情况下的最大负荷电流，按下式计算： =（1.53）I1NT 式（4-2）式中, I1NT为被保护变压器的一次额定电流.该保护装置的灵敏度应按被保护
24、线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流来校验： 式（4-3）已知 Ki(110)=750/5=150, Ki(35)=1000/5=200, Ki(10)=6000/5=1200 (110)=449.8,(35)=899.8,(10)=1732校验:110KV级： (110)=(1.21)/(0.85150) 449.8=4.2整定为5A (110)=(11670)/(1505)=2.21.5 校验合格35KV级： (35)=(1.21)/(0.82200) 899.8=6.35 整定为7A (35)=(13330)/(2007)=2.41.5 校验合格10KV级： (10)=(1.21)
25、/0.851200) 1732=12.2 整定为13A (10)=(123910)/120013)=1.531.5 校验合格第三节.电流速断保护变压器的电流速断保护的速断电流按下式整定： 式中 为变压器的电压比。电流速断保护的灵敏度按下式校验： 1.5第四节.瓦斯保护瓦斯保护装置接线由信号回路和跳闸回路组成。变压器内部发生轻微故障时，继电器触点闭合，发出瞬时“轻瓦斯动作”信号。变压器内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，强烈的油流冲击挡板，继电器触点闭合，发出重瓦斯跳闸脉冲，跳开变压器各侧断路器。变压器严重漏油使油面降低时，继电器动作，同样发出“轻瓦斯动作”信号。第一节.变电所的保护对象变电
26、所中的建筑物应装设直击雷保护装置，诸如屋内外配电装置，主控室等。1. 避雷针设置原则电压为110及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在屋外配电装置的构架上，安装避雷针的构架支柱应该与配电装置接地网相连接。在避雷针的支柱附 近，应设置辅助的集中接地装置，其接地电阻不应大于10。由避雷针与配电装置接地网上的连接处起，至变压器与接地网上的连接处止，沿接地线距离不得小于15m。在变压器构架上，不得装避雷针。2. 主控室及屋内配电装置对直击雷的防雷措施 若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地； 若屋顶有钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地； 若结构为非导电体屋顶采用避雷保护，避雷带网格为810
27、m，每格 1020m设引下线接地；上述接地可与总接地网联接，并在连接处加装集中接地装置，其接地电阻应不大于10。3. 防雷保护装置防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有:避雷针避雷线避雷器和防雷接地等装置。4. 避雷针避雷针由金属制成，其保护原理是当雷云放电时使地面电场畸变,在避雷针的顶端形成局部场强集中的空间以影响雷电先导放电的发展方向，使雷电对避雷针放电,再经过接地装置将雷电流引入大地，从而使被保护物体免受雷击。 避雷针的设计一般有以下几种类型： 单支避雷针的保护； 两针避雷针的保护； 多支避雷针的保护； 变电所直击雷
28、保护的基本原则：一是独立避雷针（线）与被保护物之间应有一定的距离，以免雷击针（线）时造成反击。是独立雷针的接地装置与被保护物之间也应保持一定的距离Sd以免击穿，在一般情况下，SK不应小于3m。有时由于布置上的困难Sd无法保证，此时可将两个接地装置相联，但为了避免设备反击，该联接点到35KV及以下设备的接地线入地点，沿接地体的地中距离应大于15m，因为当冲击波沿地埋线流动15m后，在500m时，幅值可衰减到原来的22%左右，一般不会引起事故了。5. 避雷器避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量的接受器,它与别保护设备并联运行,当作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,限
29、制过电压,保护电气设备.在电力系统中广泛采用的主要是阀式避雷器。根据额定电压(正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压，也是使用该避雷器的电网额定电压)和灭弧电压有效值(指避雷器应能可靠地熄灭续流电弧时的最大工频作用电压)选择。6. 防雷接地“防雷在于接地”,这句话含义说明各种防雷保护装置都必须配以合适的接地装置。将雷电泄入大地，才能有效地发挥其保护作用。接地是指将地面上的金属物体或电气回路中的某一节点通过导体与大地保持等电位,电力系统的接地按其功用可分三类:工作接地:根据电力系统正常运行的需要而设置的接地，它所要求的接地电阻值约在0.5-10的范围内。保护接地:不设这种接地，电力系统也能正常运
30、行,但为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地,它是在故障的条件下才发挥作用的,它所要求的接地电阻值处于1-10的范围内。防雷接地:用来将雷电流顺利泄入大地,以减小它所引起的过电压,它的性质似乎介于前两种接地之间,它防雷保护装置不可缺少的组成部分，它有些像工作接地;但它又是保障人身安全的有力措施,而且只有在故障下才发挥作用，它又有些像保护接地,它的阻值一般在1-30的范围内。由此可见,接地电阻取10较合适。查接地装置 (冲击系数)与 (接地装置的冲击利用系数)表,选用一字形的接地体。 查得: 0.45 式（4-4）(式中:冲击电流下的电阻; 工频电流下的电阻) 0.45104.5 式（4-
31、5）7. 雷电侵入波保护因为雷击线路机会比雷击变电所多，所以沿线路侵入变电所的雷电过电压行波是很常见的。又因为线路的绝缘水平要比变压器或其它设备的冲击试验电压高许多，所以变电所对行波的保护十分重要。雷电侵入波保护是利用阀型避雷器以及与避雷器相配合的进线保护段。第三节. 本设计的防雷保护方案变电所是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因此,变电所实际上是完全耐雷的。变电所的雷害事故来自两个方面:一是雷直击变电所;二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对
32、雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度。为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大，则有可能在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上，有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。按实际运
33、行经验校验后，我国标准 目前推荐和应满足下式要求: 0.20.1h, 0.3 式（4-6） 0.24.50.1 0.34.5在对较大面积的变电所进行保护时,采用等高避雷针联合保护要比单针保护范围大。因此，为了对本站覆盖,采用四支避雷针。被保护变电所总长108.5m,宽79.5m,查手册，门型架构高15m。避雷针的摆放如图所示。 图（4-1） 79.5m;108.5m 135m 所以,需要避雷针的高度为: 1534.3m四只避雷针分成两个三只避雷针选择.验算:首先验算123号避雷针对保护的高度:12号针之间的高度：34.323m15m23号针之间的高度：34.318.815m13号针之间的高度:
34、 34.334.31915.1m15m由上可见,对保护物的高度是能满足要求的。对保护宽度:12号针的保护宽度:1.5 ()1.5(2315) 12023号针之间的宽度:1.5 ()1.5(18.815) 5.70由此可见,对保护物的宽度是能满足要求的。所以,123针是满足要求的。由于4针的摆放是长方形,所以，134针也是满足要求的。即,四只高度选为35m的避雷针能保护整个变电所。第四节. 接地装置无论是工作接地还是保护接地，都是经过接地装置与大地连接，接地装置包括接地体和接地线两部分。1.接地体（网）待设计变电所为长方形，则接地网也可取为长方形，若取直径为48mm，长为250cm的钢管作接地体
35、，埋深0.8m,接地体之间连接一般用镀锌扁钢，应保证接地地电阻R4。2.接地线接地线是连接接地体和电气设备接地部分的金属部分的金属导体，一般接地采用截面积不小于4mm12mm的扁钢，直径不 应小于6mm的圆钢。4.4 接地装置的设置在变电站集中安装了最重要的电气设备和电气装置，如变压器、断路器及各种控制屏、保护柜等。这些设备需要避雷针（线）和避雷器来实现防雷保护；同时，这些电气设备带电运行时，还要考虑值班人员的人身安全。因此，在变电站就需要有良好的接地装置，以实现综合满足工作接地、保护接地及防雷接地等的要求。在实际工程中，为保证安全及工作需要，一般是统一敷设接地网，而在避雷针（线）和避雷器附近
36、下面，在加设一组集中的防雷接地体，加强泄放雷电流作用，从而构成了变电站完整的接地装置。变电站的接地装置要充分利用自然接地体，若自然接地体满足不了接地电阻值要求，则要加设人工接地体，而且多数是敷设以水平接地体为主的人工接地体。对大电流接地系统的变电站，不管自然接地体情况如何，必须装设人工接地体。对面积较大的接地网来说，装设水平人工接地体对均压、散流、降阻以及减小跨步电压和接触电压效果最好。变电站的接地网常采用40mm4mm的扁钢或直径为20mm的圆钢排列成方孔形或长孔形，埋地0.60.8m，在北方应埋在冻土层以下，其面积与变电站的面积相同或稍大，埋在变电站的围墙外侧，距墙1.52m，四周外缘应闭
37、合，外缘各角做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于接地网内均压带间距的一半。网内敷设的均压带间距一般取310m，可以等间距布置，也可以不等间距布置，但应按一定规律变化。5 结论本文在分析和研究雷电过电压放电过程及其机理的基础上，重点对农村某35KV变电站进行防雷保护设计。结合各种防雷装置的防护原理，采用设计安装避雷针对变电站直击雷的防护，而对变电站雷电侵入波的防护则设计安装避雷器。同时结合基本接地常识与变电站接地标准对此35KV变电站进行接地保护设计。在国家防雷接地标准下，根据理论与计算可以得到如下结论： （1）本文以现在防雷接地保护较弱的农村35KV变电站为设计对象，具有一定的广泛性与实际意义。 （
38、2）根据避雷针保护范围，分别采用两根等高或四根等高避雷针对整个变电站实施直击雷防护，确定所需避雷针高度，从而根据经济、技术等因素选择所采用方案。 （3）对变电站雷电侵入波的防护，不仅要正确安装内部避雷器，还要对变电站进线段（12km内)防雷保护接线。当然，还要对被保护设备与避雷器之间的安装距离 进行校核,即雷电防护要有一定裕度。 （4）建议采用的变电站防雷电侵入波方案为： a、各线路入口装设一组51KV氧化锌避雷器。 b、两条母线上均装设一组51KV氧化锌避雷器。 c、电压互感器上装设一组0.8KV氧化锌避雷器。（5）接地网如图6-1，选用角钢L50505，长3.5m做垂直接地体，需要30根；
39、并选扁钢40mm5mm做水平接地体，构成以垂直接地体为主的复式接地装置。参考文献1 范锡普.发电厂电气部分（第二版）.水利电力出版社.2 李光琦.电力系统暂态分析.水利电力出版社. 3 贺家李等.电力系统及电保护原理. 水利电力出版社.4 水利电力部西北电力设计院.电力工程电力设计手册.水利电力出版社.5 杨宛辉等.发电厂电气部分.设计计算资料.西北工业出版社.6 杨宛辉等.发电厂、变电所电气一次部分设计参考图册.7 电力系统继电保护与自动装置整定计算. 水利电力出版社.8 高电压配电装置设计技术规程SDJ5-85. 中国电力出版社.9 电力系统技术导则（试行）SD131-84. 中国电力出版社.10 电力系统设计技术规程（试行）SD131-84. 中国电力出版社.11 变电所总布置设计技术规定（试行）SDGJ63-84. 中国电力出版社.12 导体和电器选择设计技术规定SDGJ14-86. 中国电力出版社.13 电力设备过电压保护设计规程SDJ7-79. 水利电力出版社.14 并联电容器装置设计技术规程SDJ25-85.（试行）. 水利电力出版社.15 电力设备接地设计技术规程SDJ8-97. 水利电力出版社.