基于牵引变电所防雷击策略探析.doc

基于牵引变电所防雷击策略探析.doc基于牵引变电所防雷击策略探析
何秋冷
(铁道第三勘察设计院集团有限公司300142)
【摘要】牵引变电所在牵引供电系统中具有极为重要的作用,一旦发生雷击事故,将会造成大面积停电,严重危害交通运输的安全。因此,牵引变电所必须只备非常可靠的雷击过电压防护措施。
【关键词】牵引变电所;防雷;策略
一、 过电压的类型及产生
过电压的产生原因不同,由不同的原因导致其可分为内部过电压和外部过电压。内部过电压是基于电网工作电压基础上形成的,其主要是由于电磁能量的振荡和积累所导致的,所以内部过电压可以分为操作过电压和暂时过电压两种。而导致外部过电压产生的因素主要是雷电所导致的,所以外部过电压也可称为大气过电压和雷电过电压,由于在雷雨天有带电荷的雷云则会导致放电现象的产生, 而在大气层由水气云团和围水气云团的绝缘空气所组成,所以其导致雷电的产牛.,而雷电产生的直击雷会直接破坏变电所内设备,也可通过供电线路入侵到变电所内,导致变电所发生雷击事故。
二、 牵引变电所遭雷击的原因

雷电是大自然中的一种气体放电现象,雷电放电是由于雷云引起的放电现象。地面上的水分在太阳的照射下不断的蒸发形成上升的热气流,随着热气流的上升, 空气温度不断下降,热气流在低温下逐步凝结成水滴或冰晶。水滴和冰晶中复杂的电荷分离过程及强烈的气流作用便会形成带电的雷云。一般而言,在5〜10km 的高空中主要为正电荷云层,〜5km的高度中主要为负电荷云层,但在云层底部也有少量的正电荷聚集。

雷电的极性主要是指雷云下行到大地的电荷极性,因此绝大多数的雷击都是负极性的。由于雷云及先导电场的作用,大地被感应出与雷云极性相反的电荷。当先导发展到离大地•-定距离时,先导头部与大地之间的空气间隙会被击穿。因此,可以认为雷云放电就是一种超长间隙的火花,并且主放电自雷击点沿通道向上发展。
三、变电所的防雷保护策略

防直击雷的有效方法之一便是在牵引变电所安装避雷针。避雷针是一种保护建筑物和电力设备免遭直接雷击的装置,作用是将雷电流引向自身并导入人地, 使受保护物免遭雷电侵蚀。由于避雷针的作用原理是将雷电流引向自身,因此在安装避雷针时也有一些注意事项。一是注意避雷针及苏接地装置与牵引变电所的电气设备距离,在地面上,由避雷针到配电装置的导电部分以及到牵引变电所的电气设备和架构地部分的空间距离大于或等于6米;在地下,由避雷针本身的接地装置与变电所接地网间的最近地中距离大于或等于3米。二是注意避雷针的接地电阻,一般不应该超过10欧姆。三是注意避雷针安装的位置。避雷针一般安装于变电所的四周,防止感应和反击雷电引起电气设备的毁损。

对于限制直击雷过电压与感应雷过电压产生的雷电波入侵,主要用到的设备是MOA避雷器。要想发挥MOA避雷器的保护作用,需要同时满足4个条件。①伏秒特性曲线:避雷器的伏秒特性曲线应高于被保护的电气设备的伏秒特性曲线。②电流限制:流经避雷器的电流应被限制在标称放电电流的水平以内。③电压限制:当避雷器中流过标称放电电流时,MOA避雷器的冲击放电压以及残压应被限制在被保护设备的冲击耐受电压以内。④距离限制:被保护的电气设备和避雷器的间距应被限制在最大允许距离之内。对第一条与第三条而言,避雷器的