防雷及過電壓保護
二、本章相關規程規範1.《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》DL/T6202.《建築物防雷設計規範》GB500572.《高壓輸變電設備的絕緣配合》GB311.13.《建築物電氣裝置》GB/T16895.11(第4部分:安全防護第44章:過電壓保護第446節:低壓電氣裝置對高壓接地系統接地故障的保護)
13防雷及過電壓保護?13.1電力系統過電壓的種類和過電壓水準13.1.1系統運行中出現於設備絕緣上的電壓13.1.1.1系統運行中出現於設備絕緣上的電壓有:(1)正常運行時的工頻電壓;(2)暫時過電壓(工頻過電壓、諧振過電壓);(3)操作過電壓;(4)雷電過電壓;13.1.1.2相對地暫時過電壓和操作過電壓的標麼值如下:(1)工頻過電壓的1.0p.u=Um/;(2)諧振過電壓和操作過電壓的1.0p.u.=Um/注:Um為系統最高電壓;p.u.為過電壓標麼值。
13.1.1.3系統最高電壓的範圍:(1)範圍Ⅰ,3.6≤Um≤252kV;(2)範圍Ⅱ,Um252kV。系統的標稱電壓(Un)和系統最高工作電壓(Um)見13-1表13-1系統標稱電壓和系統最高工作電壓單位:kV(有效值)Un3610203566110220330500Um3.67.2122440.572.512625236355013.1.2電氣設備在運行中承受的過電壓(略)13.1.3電力系統的過電壓水準13.1.3.1工頻過電壓的允許水準
110kV及以下電力系統的工頻過電壓一般不超過下列數值:110kV1.3p.u.35-66kVp.u.3-6kV1.1p.u.13.1.3.2操作過電壓的允許水準目前,在選擇配電裝置及電氣絕緣水準時,計算用操作過電壓水準如下:相對地:110kV(直接接地系統)3.0p.u.66kV及以下(除低電阻接地系統外的非直接接地系統)4.0p.u.35kV及以下(低電阻接地系統)3.2p.u.相間:3~110kV相間操作過電壓取相對地過電壓的1.5倍。
13.2交流電氣裝置過電壓保護設計要求及限制措施13.2.1雷電過電壓及其對保護設計的要求13.2.1.1雷電過電壓(1)設計和運行中應考慮直接雷擊、雷電反擊和感應雷電過電壓對電氣裝置的危害。(2)架空線路上的雷電過電壓。1)距架空線路S65m處,雷雲對地放電時,線路上產生的感應過電壓最大值可按式(13-2-1)計算Ui≈25(13-2-1)式中Ui——雷擊大地時感應過電壓最大值,kV;I——雷電流幅值(一般不超過100),kA
hc——導線平均高度,m;S——雷擊點與線路的距離,m。線路上的感應過電壓為隨機變數,其最大值可達300~400kV,一般僅對35kV及以下線路的絕緣有一定威脅。2)雷擊架空線路導線產生的直擊雷過電壓,可按式(13-2-2)確定Us≈100I(13-2-2)式中Us——雷擊點過電壓最大值,kV。雷直擊導線形成的過電壓易導致線路絕緣閃絡。架設避雷線可有效地減少雷直擊導線的概率。3)因雷擊架空線路避雷線、杆頂形成作用於線路絕緣的雷電反擊過電壓,與雷電參數、杆塔型式、高度和接地電阻等有關。
宜適當選取杆塔接地電阻,以減少雷電反擊過電壓的危害。(3)變電所內的雷電過電壓來自雷電對配電裝置的直接雷擊、反擊和架空進線上出現的雷電侵入波。13.2.1.2變電所的直擊雷過電壓保護(1)變電所的直擊雷過電壓保護可採用避雷針或避雷線。下列設施應設直擊雷保護裝置:1)屋外配電裝置;2)油處理室、燃油泵房、露天油罐及其架空管道、裝卸油臺、易燃材料倉庫等建築物;3)乙炔發生站、制氫站、露天氫氣罐、氫所罐儲存室、天然氣調壓站、天然氣架空管道及其露天貯罐。
(2)為保護其他設備而裝設的避雷針,不宜裝在獨立的控制室和35kV及以下變電所的屋頂上。但有用鋼結構或鋼筋混凝土結構等有遮罩作用的建築物的車間變電所可不受此限制。(3)露天佈置的GIS的外殼不需裝設直擊雷保護裝置,但應接地。(4)變電所有爆炸危險且爆炸後可能波及變電所內主設備或嚴重影響供電的建築物(如制氫站、露天氫氣貯罐、氫氣罐儲存室、易燃油泵房、露天易燃油貯罐、架空易燃油管道、裝卸油臺和天然氣管道以及露天天然氣貯罐等),應用獨立避雷針保護,並應採取防止雷電感應的措施。(5)13.2.1.2(1)中所述設施上的直擊