楊官印

摘 要：近年來(lái)，鐵路事業(yè)取得了飛速的發(fā)展，原來(lái)的燃?xì)鈾C(jī)車(chē)基本已全被電力機(jī)車(chē)所取代。電力機(jī)車(chē)的供電系統(tǒng)由牽引變電所負(fù)責(zé)提供，目前鐵路的快速發(fā)展，牽引變電所也為了更好的為機(jī)車(chē)提供動(dòng)力支持，無(wú)論變電所的容量和功能都得以大規(guī)模的提升，這就對(duì)其防雷保護(hù)有了更好的要求。本隨著現(xiàn)代鐵路的飛速發(fā)展，牽引變電所的容量日益增加，功能日益強(qiáng)大，對(duì)其防雷技術(shù)的要求也日益提高。文章從過(guò)電壓的概念入手，對(duì)防雷保護(hù)的主要設(shè)備進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)變電所的防雷接地進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：牽引變電所；防雷保護(hù)；設(shè)備；接地

前言

目前鐵路已實(shí)現(xiàn)了電氣化，電氣化鐵路的安全運(yùn)行需要牽引變電所來(lái)保持供電的持續(xù)性和可靠性，作為鐵路供電系統(tǒng)的核心，牽引變電所的安全事關(guān)鐵路的正常運(yùn)行。牽引變電所內(nèi)有多種高壓電氣設(shè)備，這些設(shè)備的內(nèi)部絕緣都是無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)的，所以一旦牽引變電所發(fā)生故障，特別是雷擊事故，則會(huì)導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸?shù)闹袛啵硅F路的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)輸?shù)陌踩允艿捷^大的影響，所以為了確保牽引變電所能夠進(jìn)行正常的電力供應(yīng)，則做好防雷保護(hù)措施是十分重要的事情。

1 過(guò)電壓的概念

1.1 過(guò)電壓的類型及產(chǎn)生

過(guò)電壓是造成電力系統(tǒng)無(wú)法正常供電的主要因素，通常來(lái)講，過(guò)電壓又分內(nèi)部過(guò)電壓和外部過(guò)電壓兩種。內(nèi)部過(guò)電壓分為操作過(guò)電壓和暫時(shí)過(guò)電壓兩種，這是在工作電壓基礎(chǔ)上，由于系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)發(fā)生變化導(dǎo)致電磁能量振蕩和積累所引起的。而外部過(guò)電壓則是由于雷電所引發(fā)的，也可稱為大氣過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓，是由于帶電荷的雷云所引起的放電現(xiàn)象，即雷電，從而導(dǎo)致外部過(guò)電壓的產(chǎn)生，命名電力設(shè)備的絕緣受到破壞，無(wú)法正常運(yùn)行。

1.2 防雷保護(hù)的措施

牽引變電所在運(yùn)行過(guò)程中，在以往的雷擊事故中，通常都是雷電直接作用于變電所或是輸電線路，從而使變電所內(nèi)的設(shè)備受到損壞。所以在牽引變電所進(jìn)行防雷保護(hù)時(shí)，不僅要做好防止直擊雷的保護(hù)，同時(shí)還要對(duì)入侵變電所內(nèi)的雷電進(jìn)行預(yù)防。所以在進(jìn)行防雷保護(hù)過(guò)程中通常都會(huì)采用避雷針和避雷線等相關(guān)避雷裝置來(lái)防止直擊雷及雷電波的入侵，避免高壓設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生過(guò)電壓，這些避雷裝置在長(zhǎng)期應(yīng)用過(guò)程中其防雷效果十分明顯，具有安全可靠性。

2 防雷保護(hù)的主要設(shè)備

2.1 外部防雷保護(hù)設(shè)備

牽引變電所建筑在受到雷擊時(shí)，其雷電的巨大能量會(huì)集中在閃擊點(diǎn)上，從而對(duì)建筑的外部帶來(lái)直接的損壞，所以在對(duì)外部進(jìn)行防雷保護(hù)時(shí)，則需要利用金屬接閃體來(lái)迎擊雷電，然后利用下線將電流導(dǎo)向大地，從而保護(hù)建筑物的安全，使雷電無(wú)法突破防雷的第一道防線，確保了變電所的安全。

2.1.1 避雷針。利用避雷針可以有效的起到防雷的作用，所以在外部防雷時(shí)，可以將避雷針安裝在建筑物外部的單獨(dú)桿塔上，這樣可以在雷擊發(fā)生時(shí)，將雷電流引入到地下，從而避免雷擊所對(duì)建筑物造成的損害，但不能裝設(shè)在變壓器的門(mén)型構(gòu)架上，這樣一旦有雷擊發(fā)生，則會(huì)導(dǎo)致變壓器受損。在進(jìn)行避雷針安裝時(shí)，則需要注意安裝時(shí)的距離標(biāo)準(zhǔn)。

第一，地上由獨(dú)立避雷針到配電裝置的導(dǎo)電部分之間、變電所電氣設(shè)備與構(gòu)架接地部分之間的空氣隙一般不小于5m。第二，地下由獨(dú)立避雷針本身的接地裝置與變電所接地網(wǎng)間最近的地中距離一般不小于3m。

2.1.2 避雷線、避雷器。對(duì)于35kv電力線路，為保護(hù)變電所附近線路上的變電設(shè)備免受雷電沿線路入侵波的危害，一般僅在變電所進(jìn)出線1～2km段內(nèi)裝設(shè)避雷線，而不采用全線裝設(shè)架避雷線的方法來(lái)進(jìn)行直擊雷防護(hù)，但是通常在架空避雷線的兩端裝設(shè)管型避雷器，限制沿保護(hù)段以外的線路進(jìn)入變電所內(nèi)的入侵波，其接地電阻不得大于10Ω。

對(duì)于電壓35kv、容量3200kvA以下的一般負(fù)荷變電所，可采用簡(jiǎn)化的進(jìn)出線段保護(hù)接線方式。

對(duì)于10kv以下的高壓配電線路進(jìn)出線段，只裝設(shè)FZ型或FS型閥型避雷器，以保護(hù)其線路斷路器及隔離開(kāi)關(guān)。

2.2 內(nèi)部防雷保護(hù)設(shè)備

通過(guò)外部防雷保護(hù)則可以有效的防止直擊雷對(duì)設(shè)備所造成的破壞，也可以有效的防止雷電入侵到變電所內(nèi)，但還是很難避免雷電波沿著進(jìn)出線侵入到變電所內(nèi)的情況。目前對(duì)于變電所的進(jìn)出線都采取了相應(yīng)的防雷措施，同時(shí)雷電波在傳輸過(guò)程中也會(huì)呈現(xiàn)不斷的衰弱，但如果其入侵到內(nèi)部所產(chǎn)生的過(guò)電壓還是會(huì)對(duì)主變壓器帶來(lái)較大的損害，所以還需要做好內(nèi)部防雷保護(hù)措施，從而有效的對(duì)內(nèi)部雷電入侵波和雷擊感應(yīng)過(guò)電壓、操作過(guò)電壓的防護(hù)作用。

2.2.1 閥型避雷器。通常在變壓器母線上裝設(shè)一組閥型避雷器進(jìn)行保護(hù)。

在6～10kv變電所中，閥型避雷器與被保護(hù)的變壓器間的電氣距離，一般不應(yīng)大于5m。為使任何運(yùn)行條件下變電所內(nèi)的變壓器都能夠得到保護(hù)，對(duì)于分段母線的每段母線上都應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。

在多雷區(qū)，當(dāng)變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)，其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙，用來(lái)防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。防雷系統(tǒng)的各種鋼材，必須采用鍍鋅防銹鋼材，聯(lián)接方法要用焊接。圓鋼搭接長(zhǎng)度不小于6倍直徑，扁鋼搭接長(zhǎng)度不小于2倍寬度。在裝設(shè)避雷針時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：第一，照明線或電話線不要架設(shè)在獨(dú)立的避雷針上，防止雷擊避雷針時(shí)雷電波沿導(dǎo)線傳入室內(nèi)，危及人身安全。第二，獨(dú)立避雷針及其接地裝置，不應(yīng)裝設(shè)在行人經(jīng)常通行的地方，與道路或出入口的距離不應(yīng)小于3m，否則應(yīng)采取均壓措施，或敷設(shè)厚度為50～80mm的瀝青加碎石層。

2.2.2 分流保護(hù)。所謂分流就是在包括電力電源線、數(shù)據(jù)線、電話線或天饋線等信號(hào)線等在內(nèi)的所有從室外來(lái)的導(dǎo)體與防雷接地裝置或接地線之間并聯(lián)避雷器SPD，當(dāng)直擊雷或雷擊效應(yīng)在線路上產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿這些導(dǎo)線進(jìn)入室內(nèi)或設(shè)備時(shí)，避雷器的電阻值急劇下降，近于短路狀態(tài)，雷電電流由此處分流入地。雷電流在分流之后，仍會(huì)有少部份沿導(dǎo)線進(jìn)入設(shè)備，危及不耐高壓的微電子設(shè)備的安全，所以對(duì)于這類設(shè)備在導(dǎo)線進(jìn)入機(jī)殼前，應(yīng)進(jìn)行多級(jí)分流，要求至少不低于三級(jí)防雷保護(hù)。

3 變電所的防雷接地

讓雷電進(jìn)入到防雷系統(tǒng)后，則需要變電所內(nèi)的設(shè)備做好搪地，這樣會(huì)引導(dǎo)雷擊電流流入大地，不會(huì)對(duì)設(shè)備造成破壞，使雷電的能量得到有效的泄放，使引線上的電壓保持在正常的范圍內(nèi)，避免發(fā)生反擊的情況。所以在變電所內(nèi)的防雷系統(tǒng)中，要具有良好的接地體，這是防雷的關(guān)鍵，可以有效的避免二次反擊雷的產(chǎn)生，保護(hù)電子設(shè)備的安全。因此，牽引變電所要做好接地網(wǎng)，不僅在使接地網(wǎng)滿足規(guī)范的要求，同時(shí)還要對(duì)接地電阻進(jìn)行定期的檢測(cè)，確保電阻能夠滿足安全運(yùn)行的需要。所以需要在實(shí)際牽引變電所運(yùn)行中，根據(jù)運(yùn)行的情況，來(lái)對(duì)進(jìn)行等電位連接、電源防雷裝置及浪涌電壓保護(hù)裝置的安裝和設(shè)置，從而使變電所內(nèi)的所有設(shè)備都能夠達(dá)到統(tǒng)一的防雷效果。而當(dāng)變電所內(nèi)所有設(shè)備都能夠滿足防雷保護(hù)要求后，則需要進(jìn)行統(tǒng)一接地網(wǎng)的敷設(shè)，同時(shí)為了進(jìn)一步確保防雷措施的安全性，則還需要在避雷針和接地體下增加接地體，而且還要單獨(dú)對(duì)這些接地體進(jìn)行敷設(shè)。

4 結(jié)束語(yǔ)

牽引變電所防雷保護(hù)與電氣化鐵路運(yùn)行的安全性息息相關(guān)，所以需要進(jìn)行全面、可靠的設(shè)置，確保防雷的各項(xiàng)措施都到位，以保證牽引供電氣的供電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為電氣化鐵路提供持續(xù)的電力供應(yīng)。

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