变电所防雷保护措施电力及供电系统中，各种电气设备都有一定的绝缘强度。如果超过了设备所能承受的程度， 绝缘就会击穿。引起电气设备绝缘击穿的电压叫过电压。引起过电压的原因有两种：①是 操作过电压，也叫内部过电压;②是大气过电压，也叫外部过电压。操作过电压产生的原 因有很多种，如弧光接地，切断电感或电容都会产生过电压。大气过电压的产生是由雷电现 象引起。因此要抑制大气过电压，防雷措施就显得十分重要。
1 雷电的危害
雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它放电的过程中产生极大的破坏力，雷电的 危害主要是以下几个方面：
1.1 雷电的热效应
雷电产生强大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。
1.2 雷电的机械效应
雷电强大的电动力可以击毁杆塔，破坏建筑物，人畜已不能幸免。
1.3 雷电的闪络放电
雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，断路器跳闸，导致供电线路停电。
2 雷电过电压简介
雷电过电压又称为大气过电压它是由于内的设备或构筑遭受直接雷击或雷电感应而产生的过 电压。由于引起这种过电压的能量来源于外界，固有成为外部过电压。雷电过电压产生的雷 电冲击波，其电压幅值。可高达108V，其电流幅值可高达几十万安，因此对电力系统危 害极大，必须采取有效措施加以防护。
雷电过电压的基本形式有3种：
2.1 雷击过电压(直击雷)
雷电直接击 中电气设备，线路或建筑物，强大的雷电流作用，通过该 物体泄入大地，在该物体上产生较高的电位差，成为直击雷过电压。雷电流通过被击物体时 ，将产生破坏作用的热效应和机械效应，相伴的还有电磁效应和对附近物体的闪络放电。
2.2 感应过电压(感应雷)
当雷云在架空线路上方时，由于雷云先导作 用，使架空线路上感应 出与先导通道符号相反的电荷。雷云放电时，先导通道中的电荷迅速中和，架空线路上的电 荷被释放，形成自由电荷流向线路两端，产生很高的过电压(高压线路可达几十万伏，低压 线路可达几万伏)。
2.3 雷电波入侵
由于直击雷或感应雷而产生的高 电位雷电波，沿架空线路或金属管道侵入变配 电所或用户而造成危害。据统计，供电系统中由于雷电波侵入而造成的雷电事故，在整个事 故中占50%以上。因此，对其防护问题应予以足够的重视。
3 防止感应雷的措施
防止雷电过电压的主要措施是并联避雷器。 3.1 避雷器的简介
电力系统中的电气设备在运行中除承受正常的工作电压以外，有时还遭受操作过电压和雷电 过电压。过电压的数值远超过工作电压，使设备的绝缘寿命缩短，甚至直接遭到破坏。
避雷器是专门用来防止雷电过电压的保护电器，与被保护的电器设备并列连接。它们大量应 用在牵引变电所、接触网和电力机车中。
牵引变电所中电气设备的绝缘水平系由大气过电压决定，因为对于*高电压等级目前为110k V的牵引供电系统，其可能遭受的*大操作过电压常小于雷电过电压的作用值。为防雷害， 在变电所的进线、出线侧都并联装设避雷器以“削减”、“限制”侵入所内的雷电波至较低 于各避雷器的残压水平，并将雷电流泄入大地，从而保护了其保护范围内的设备。而这些设 备也仅需具有能耐较残压值略高的绝缘水平即可不至于损坏。
避雷器的作用就是通过并联放电间隙或非线性电阻，对入侵的流动电波进行削幅。降低被保 护设备所承受的过电压值。避雷器既可用来防护大气过电压也可用来防护操作过电压。
3.2 避雷器的分类
①放电间隙及管型避雷器。②阀型避雷器，包括：间隙不带并联电阻的，如FS型；间隙带 并联电阻的，如FZ,间隙带磁吹的，如FCZ、FCD型。③无间隙氧化锌避雷器。
3.3 结构分析
阀型避雷器由火花间隙和阀型电阻盘两部分组成。阀型避雷器的阀型电阻盘是一个非线性电 阻，在工频电压下其电阻值非常大，在冲击高压下其阻值非常低。在正常情况下，火花间隙 具有很高的绝缘强度，工频交流电压不能将其击穿，阀型电阻盘上无电流通过；当雷电袭来 时，火花间隙被迅速击穿，在冲击电压作用下，阀盘电阻具有很低的电阻值，雷电流通过阀 型电阻盘流入大地；当雷电流通过后，由于工频电流很小，阀型电阻又恢复了高阻抗的性质 。伏秒特性和伏安特性是阀型避雷器的两个基本特性，磁吹阀型避雷器是采用磁场驱动电流 来提高灭弧性能。
氧化锌避雷器的基本结构是阀片，阀片以氧化锌为主要成份，并添加少量的Bi2O3、Co2O3、MnO2、Sb2O3等金属氧化物添加剂。这种阀片具有优良的非线性和较大的通 流容量。氧化锌阀片在运行电压下呈绝缘状态，通过的电流很小，随着阀片承受电压升高， 电流也随之增强。
角隙避雷器是利用角形空气间隙放电将泪流泄入大地而起到保护作用的。放电时两个间隙中 的电弧因电动力的作用被拉长，在交流过零时被周围空气介质冷却熄灭。
管型避雷器当线路上遭到雷击或产生感应时，大气过电压使管型避雷器的外部和内部间隙击 穿，强大的雷击电流通过接地装置进入地下。同时，由于避雷器内部间隙发生强烈的电弧， 使管内壁的材料燃烧。产生大量的灭弧气体从管口喷出，在电流过零时电弧熄灭。
3.4 型号
3.5 避雷器的选择
110kV侧的避雷器的选择：选择Y10W5-100/295氧化锌避雷器，其参数为：系统标称电压为11 0kV，额定电压100kV，持续运行电压73kV，8/20us雷电冲击残压(峰值)不大于标称放电电流 10kA时295kV(注：资料来源；制造厂：平顶山天鹰集团有限责任公司；价格：0.95万/台)。
27.5kV侧的避雷器的选择：选择Y10W5-40/142氧化锌避雷器，其参数为：系统标称电压为2 7.5kV，额定电压42kV，持续运行电压30kV，8/20us雷电冲击残压不大于标称放电电流10kA 时为140kV(注：资料来源；制造厂：平顶山天鹰集团有限责任公司；价格：0.75万/台)。
4 防止直击雷的措施
防止直击雷的有效措施就是把雷击放电直接引至大地而使电气设备免遭损害。在输电线路中 ，一般采用避雷线来防止直击雷和减轻感应雷。而在变电所设备区一般采用安装避雷针来防 止直击雷。
4.1 避雷针的作用。 避雷针的作用主要有两个：①当云块接近避雷针时，避雷针可以把因静电感应带电，随时 放入空气中与云中的电中和，从而化剧烈的放电为缓和的多次放电，减少雷击。②作为放 电通路，使电从避雷针导线中流入大地。而不至于破坏设备或建筑物。
4.2 避雷针的工作原理
避雷针是根据**放电原理制成的。当导体带电时，**附近的电场特别强，使附近气体电 离导致放电。避雷针针头是尖的。静电感应时避雷针**总是聚集*多的电荷。避雷针对带 电云层形成一个电容器。由于它较尖，电容器极板面积也很小，电容也很小，它所容纳的电 荷也很小。而它又聚集了大部分电荷，所以避雷针于云层之间的空气很容易击穿成为导体， 把雷电引入大地。从而保护了设备或建筑物。
4.3 避雷针的保护范围
避雷针的保护范围与采用的针数及安装高度有关。一般来说针数越多安装的越高保护范围就 越大。
单支避雷针的保护范围通常用下列方法计算：
避雷针在地面上的保护半径为：
——保护半径(m)
——避雷针高度(m)
避雷针在被保护物高度水平面上的保护半径为：
——避雷针在 水平面上的保护半径(m)
——被保护物高度(m)
——高度影响系数 ≤30m时 =1
5 结束语
变电所主要作用是变换电压，还有集中和分配电能流向和调整电压的任务。因此，变电 所是电力系统的重要组成部分，它是防雷的重要保护部位。做好变电所的防雷保护，保证变 电所的正常运行，减少停电的范围和时间，就能给社会生产和人民生活带来许多方便。 |
1、接地极制作安装以“根”为计量单位，其长度按设计长度计算，设计无规定时，每根长度按2.5m计算，若设计有管帽时，管帽量按加工件计算。
2、接地母线敷设，按设计长度以“m”为计量单位计算工程。接地母线、避雷线敷设均按延长米计算，其长度按施工图设计水平和垂直规定长度量另加3.9%的附加长度(包括转弯、上下波动、避绕障碍物、搭接头所占长度)计算，计算主材费时应另增加规定的损耗率。
3、接地跨接线以“处”为计量单位，按规程规定凡需作接地跨接线的工程内容，每跨接一次按一处计算，户外配电装置构架均需接地，每副构架按“一处”计算。
4、避雷针的加工制作、安装，以“根”为计量单位，独立避雷针安装以“基”为计量单位。长度、高度、数量均按设计规定。独立避雷针的加工制作应执行“一般铁件”制作子目或按成品计算。
5、半导体少长针消雷装置安装以“套”为计量单位，按设计安装高度分别执行相应子目。装置本身由设备制造厂成套供货。
6、利用建筑物内主筋作接地引下线安装以“10m”为计量单位，每一柱子内按焊接两根主筋考虑，如果焊接主筋数超过两根时，可按比例调整。
7、断接卡子制作安装以“套”为计量单位，按设计规定装设的断接卡子数量计算，接地检查井内的断接卡子安装按每井一套计算。
8、高层建筑物屋顶的防雷接地装置应执行“避雷网安装”定额，电缆支架的接地线安装应执行“户内接地母线敷设”子目。
9、均压环敷设以“m”为计量单位，主要考虑利用圈梁内主筋作均压环接地连线，焊接按两根主筋考虑，超过两根时，可按比例调整 。长度按设计需要作均压接地的圈梁中心线长度，以延长米计算。
10、钢、铝窗接地以“处”为计量单位(高层建筑六层以上的金属窗，设计一般要求接地)，按设计规定接地的金属窗数进行计算。
11、柱子主筋与圈梁连接以“处”为计量单位，每处按两根主筋与两根圈梁钢筋分别焊接连接考虑。如果焊接主筋和圈梁钢筋超过两根时，可按比例调整，需要连接的柱子主筋和圈梁钢筋“处”数按规定设计计算。
12、降阻剂的埋设以“kg”为计量单位。
13、接地网的调试规定如下：
(1)接地网接地电阻的测定。一般的发电厂或变电站连为一个体的母网，按一个系统计算；自成母网不与厂区母网相连的独立接地网，另按一个系统计算，虽然*后也将各接地网联在一起，但应按各自的接地网计算，不能作为一个网，具体应按接地网的试验情况而定。
(2)避雷针接地电阻的测定。每一避雷针有单独接地网(包括独立的避雷针、烟囱避雷针等)时，均按一组计算。
(3)独立的接地装置按组计算。如一台柱上变器压有一个独立的接地装置，即按一组计算。 |
1、外部防雷与内部防雷相结合
现在一般的LED路灯外部都是导体材料，本身就相当于一个避雷针，在设计上必须安装引下线和地网，这些系统构成外部防雷系统。该系统可避免LED路灯因直击雷引起火灾及人身安全事故。内部防雷系统是指路灯内部通过接地、设置电压保护等方式对设备进行保护。该系统可防止感应雷和其他形式的过电压侵入，造成电源毁坏、这是外部防雷系统无法保证的。这两者之间是相辅相成的，互为补充。内部防雷系统在很多器件上例如外壳、进出保护区的电缆、金属管道等都要连接外部防雷系统或者设置过压保护器，并进行等电位连接。
2．防雷等电位连接
为彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，电源线、信号线、金属管道等都要用过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处也要进行局部等电位连接，各个局部等电位连接处要互相连接，*后与主等电位处相连。
3．设置雷电保护区
目前LED路灯除了电源设备外，还会设置一些通信设备用于控制路灯的开关及亮度，这些设备及电源都需要安置在雷电保护区内，保护区域直接受外壳屏蔽。此处的电磁场要弱得多。
4．高质量保护设备——防雷模块和过压保护模块
防雷器的作用是在*短时间(纳秒级)内将被保护系统连入等电位系统中，使设备各端口等电位。同时将电路中因雷击而产生的巨大脉冲能量经短路线释放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而起到保护设备的作用。
3.1 避雷器的简介