牵引变电所接地防雷系统的设计

齐鲁工业大学毕业设计题目：牵引变电所接地防雷系统的设计系别：专业：班级：学生姓名：指导教师：完成日期：摘要牵引变电所是铁路供电系统的枢纽，它担负着电网供电的重要任务。雷电具有很强的危害性，因此应该重视牵引变电所的雷电的防护。综合运用高电压技术、电力系统过电压、接地系统及供防雷接地的设计方法，对110kV牵引变电所进行防雷接地设计。引变电所雷击的配电技术等相关的专业知识，采用理论和实践相结合的方法，研究牵，基于常用的形式及防雷接地的几种措施，研究接地装置的类型和降阻方式关键词雷电放电防雷保护装置防雷接地装置牵引变电所目录1绪论..............................................................32雷................................................................12.1雷电........................................................12.1.1雷电的发生机理.........................................12.1.2雷电放电...............................................12.1.3雷电放电的过程.........................................22.1.4雷电放电的基本形式.....................................32.1.5雷电放电的选择性.......................................52.1.6我国雷电活动分布的规律.................................52.1.7雷电的危害.............................................62.1.8雷电的防护措施.........................................72.2雷电参数....................................................122.2.1雷电放电的计数模型及等值电路..........................122.2.2雷电流................................................143防雷保护装置.....................................................183.1避雷针......................................................183.1.1避雷针保护原理及组成..................................183.1.2避雷针的保护范围......................................193.2避雷线......................................................213.2.1避雷线保护范围........................................213.3变配电所装设避雷针和避雷线的有关规定........................233.3.1避雷针的有关规定......................................233.3.2避雷线的有关规定......................................243.4避雷器......................................................243.4.１避雷器的保护原理及要求................................243.4.2避雷器的伏秒特性......................................253.4.3避雷器的分类..........................................254防雷接地装置.....................................................304.1接地装置的概述..............................................304.1.1接地装置组成..........................................304.1.2接地电阻和流散电阻....................................314.1.3对地电压、接触电压和跨步电压..........................324.2接地装置的分类..............................................324.2.1工作接地..............................................334.2.2保护接地..............................................334.2.3防雷接地（如图4-5所示）..............................334.3工程实用的接地装置..........................................344.3.1输电线路的防雷接地....................................344.3.2发电厂和变电站的接地..................................344.4接地电阻的计算和降阻方法....................................354.4.1接地电阻的计算........................................354.4.2接地电阻的降阻方法....................................355110kV牵引变电所防雷保护和接地设计...............................375.1过电压的基本概念及分类......................................375.1.1过电压的定义..........................................375.1.2过电压的分类..........................................375.2牵引变电所容易遭受雷击的地方................................395.2.1直击雷的保护..........................................395.2.2雷电侵入波保护........................................395.3牵引变电所输电线路的防雷保护................................405.3.1输电线路的感应雷过电压................................405.3.2输电线路的直击雷过电压和耐雷水平......................405.3.3输电线路的雷击跳闸率..................................405.4牵引变电所的防雷保护........................................415.4.1牵引变电所直击雷过电压的防护..........................415.4.2牵引变电所侵入波过电压的防护..........................425.4.3牵引变电所内变压器的防护..............................435.5牵引变电所内部防雷接线图....................................435.6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...............................................................471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范围；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内容主要是选择避雷针的支数、高度、装设位置、验算它们的保护范围、应有的接地电阻、防雷接地装置设计等。