試驗變壓器生產(chǎn)商詮釋變電所防雷保護(hù)系統(tǒng)工程
變電所防雷保護(hù)是一個系統(tǒng)工程，它由3個子系統(tǒng)即三道防線組成：
第一道防線，即第三子系統(tǒng)期望將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強度允許值以內(nèi)。我國主要是采用金屬氧化物避雷器（MOA），西方國家除用MOA外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，在MOA失效后空氣間隙可作為后備保護(hù)?！?br /> 第二道防線，即第一子系統(tǒng)的作用是防止雷直擊變電所電力設(shè)備。
雷擊是無法阻止的，只能通過攔截導(dǎo)引改變其入地路徑。好的設(shè)計和建設(shè)，能避免破壞性后果。這道防線由攔截受雷（接閃）、引流、接地散流防護(hù)系統(tǒng)組成。接閃器有避雷針（線），小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構(gòu)上采用避雷針或避雷線，或這兩者結(jié)合，對引流線和接地裝置都有嚴(yán)格的要求。
宣稱××避雷針保護(hù)范圍大，或××計算方法準(zhǔn)確等都不符合實際情況。事實上，避雷針（線）的攔截雷效應(yīng)，即對被保護(hù)物的保護(hù)作用（保護(hù)范圍），與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導(dǎo)頭部電位、放電定位高度、避雷針的數(shù)量和高度、被保護(hù)物的高度以及相互之間的位置、當(dāng)時的大氣條件和地理條件等因素有關(guān)。一般地說，地理條件（包括地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)）影響雷擊先導(dǎo)階段電場分布，從而影響到主放電的發(fā)展；大氣條件的影響是空氣濕度和溫度愈高，避雷針（線）保護(hù)效果就愈小；還有，雷電流幅值（或放電定位高度）愈大，避雷針（線）攔截雷范圍就愈大，也即是保護(hù)范圍愈大。攔截雷的避雷針保護(hù)范圍與這么多因素有關(guān)，而且這些因素中許多是隨機性的，能完全免遭雷擊的避雷針（線）絕對保護(hù)范圍是沒有的。所謂保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)遭受雷擊的概率在可接受值之內(nèi)。各種文件規(guī)定的不同保護(hù)范圍只是允許遭受雷擊的概率不同而已。美國推薦性的IEEEstd 142－1991中第3．3．3．1節(jié)介紹：計算避雷針保護(hù)范圍時采用滾球半徑（即雷擊半徑）為30 m，大約保護(hù)范圍內(nèi)雷擊概率為0．1％，采用45 m，大約為0．5％。
企圖從一些很不夠的條件和參數(shù)開發(fā)定量求出避雷針（線）不同保護(hù)范圍繞擊率的計算方法，如電氣幾何擊距法，滾球法，拋球法等，都是積極的、有益的。但迄今為止，這些方法算出的避雷針（線）在不同保護(hù)范圍時的繞擊率都是定性的，定量是不可信的。正如前述，避雷針（線）保護(hù)范圍受很多因素影響，其中一些因素的影響至今無法定量。這些方法中應(yīng)用的一個關(guān)鍵參數(shù)，如電氣幾何擊距法中的擊距、滾球法和拋球法中的球半徑，定性上是隨著雷電流增大而增大，定量就難了。至今，人們還不知擊距或球半徑30～60 m的長空氣隙擊穿電壓值，不討論實驗室空氣間隙放電是否逼真自然雷擊放電。至今世界上最大實驗室做的最長的雷電沖擊波空氣間隙放電距離也只有10 m左右，將其向外延長用到30～60 m或以上，有的按3 kV／cm，有的按5 kV／cm推算，得出了很多在同一雷電流下不同擊距或球半徑的計算公式，這是必然結(jié)果。同時，從實驗室雷電沖擊波10 m左右空氣間障放電電壓值，外延用于確定30～60 m或以上的自然雷擊放電電壓值，令人難以置信。
此外電氣幾何擊距法、滾球法、拋球法的一個共同特點是誰距離短就擊誰，也與實驗室獲得的放電現(xiàn)象不符合，放電有分散性和曲折多分支路，并不一定擊中距離短的物體。
鑒于上述理由，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL／T 620－1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》，關(guān)于避雷針（線）的保護(hù)范圍仍沿用過去方法。統(tǒng)計我國4 272變電所運行年的經(jīng)驗，表明按這種方法計算的保護(hù)范圍繞擊率為0．07次／100所·a［5］，這是可以接受的，沒有必要改變，否則會造成混亂和浪費。變電所現(xiàn)行的直擊雷防護(hù)的可靠性，比沿架空輸電線路導(dǎo)線侵入的雷電防護(hù)高10倍以上。變電所的危險主要來自沿架空輸電線路導(dǎo)線上的侵入波。
第三道防線，即第二子系統(tǒng)為進(jìn)線保護(hù)段。
雷擊進(jìn)線保護(hù)段首端及以外時，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導(dǎo)線侵入變電所。雷電波沿架空線路導(dǎo)線傳播時，受沖擊電暈和大地效應(yīng)影響而衰減，能降到變電所電氣裝置絕緣強度的允許值。
變電所的主要危險是來自進(jìn)線保護(hù)段之內(nèi)的架空線路遭雷擊，反擊導(dǎo)線或繞擊導(dǎo)線產(chǎn)生雷電侵入波，因此進(jìn)線段又稱危險段。加強進(jìn)線段防雷保護(hù)是十分重要的，要求避雷線具有很好的屏蔽和較高的耐雷水平。不管如何，反擊和繞擊仍是可能的。因此，變電所設(shè)防（第三道防線）要求的進(jìn)線保護(hù)段（危險段）愈短愈好，這樣允許侵入波的陡度和幅值較大。
由這三個子系統(tǒng)的三道防線構(gòu)成一個完整的變電所防雷保護(hù)系統(tǒng)。這三道防線各負(fù)其責(zé)，缺一不可，不存在誰替代誰的問題。只是視具體情況不同，哪一道防線設(shè)置保護(hù)元件多少不同而已。現(xiàn)在市場上的各種防雷保護(hù)裝置，實際上只是整個防雷保護(hù)系統(tǒng)中的一個保護(hù)元件，只起某一方面的保護(hù)作用，那種把這三道防線割裂開來，孤立設(shè)置的方法是錯誤的。三道防線之間關(guān)系密切，互相影響，尤其是二、三道防線之間，若第三道防線能力強，可縮短第二道防線——危險段的長度，提高變電所耐雷可靠性；若第二道防線能力很強，可以減輕第三道防線負(fù)擔(dān)，變電所耐雷可靠性將得到提高。信息整理：m.yzmpos.com
第一道防線，即第三子系統(tǒng)期望將侵入變電所的雷電波降低到電氣裝置絕緣強度允許值以內(nèi)。我國主要是采用金屬氧化物避雷器（MOA），西方國家除用MOA外，還在所有電氣裝置上安裝空氣間隙，在MOA失效后空氣間隙可作為后備保護(hù)?！?br /> 第二道防線，即第一子系統(tǒng)的作用是防止雷直擊變電所電力設(shè)備。
雷擊是無法阻止的，只能通過攔截導(dǎo)引改變其入地路徑。好的設(shè)計和建設(shè)，能避免破壞性后果。這道防線由攔截受雷（接閃）、引流、接地散流防護(hù)系統(tǒng)組成。接閃器有避雷針（線），小變電所大多采用獨立避雷針，大變電所大多在變電所架構(gòu)上采用避雷針或避雷線，或這兩者結(jié)合，對引流線和接地裝置都有嚴(yán)格的要求。
宣稱××避雷針保護(hù)范圍大，或××計算方法準(zhǔn)確等都不符合實際情況。事實上，避雷針（線）的攔截雷效應(yīng)，即對被保護(hù)物的保護(hù)作用（保護(hù)范圍），與雷電極性、雷電通道電荷分布、空間電荷分布、先導(dǎo)頭部電位、放電定位高度、避雷針的數(shù)量和高度、被保護(hù)物的高度以及相互之間的位置、當(dāng)時的大氣條件和地理條件等因素有關(guān)。一般地說，地理條件（包括地貌和地質(zhì)結(jié)構(gòu)）影響雷擊先導(dǎo)階段電場分布，從而影響到主放電的發(fā)展；大氣條件的影響是空氣濕度和溫度愈高，避雷針（線）保護(hù)效果就愈小；還有，雷電流幅值（或放電定位高度）愈大，避雷針（線）攔截雷范圍就愈大，也即是保護(hù)范圍愈大。攔截雷的避雷針保護(hù)范圍與這么多因素有關(guān)，而且這些因素中許多是隨機性的，能完全免遭雷擊的避雷針（線）絕對保護(hù)范圍是沒有的。所謂保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)遭受雷擊的概率在可接受值之內(nèi)。各種文件規(guī)定的不同保護(hù)范圍只是允許遭受雷擊的概率不同而已。美國推薦性的IEEEstd 142－1991中第3．3．3．1節(jié)介紹：計算避雷針保護(hù)范圍時采用滾球半徑（即雷擊半徑）為30 m，大約保護(hù)范圍內(nèi)雷擊概率為0．1％，采用45 m，大約為0．5％。
企圖從一些很不夠的條件和參數(shù)開發(fā)定量求出避雷針（線）不同保護(hù)范圍繞擊率的計算方法，如電氣幾何擊距法，滾球法，拋球法等，都是積極的、有益的。但迄今為止，這些方法算出的避雷針（線）在不同保護(hù)范圍時的繞擊率都是定性的，定量是不可信的。正如前述，避雷針（線）保護(hù)范圍受很多因素影響，其中一些因素的影響至今無法定量。這些方法中應(yīng)用的一個關(guān)鍵參數(shù)，如電氣幾何擊距法中的擊距、滾球法和拋球法中的球半徑，定性上是隨著雷電流增大而增大，定量就難了。至今，人們還不知擊距或球半徑30～60 m的長空氣隙擊穿電壓值，不討論實驗室空氣間隙放電是否逼真自然雷擊放電。至今世界上最大實驗室做的最長的雷電沖擊波空氣間隙放電距離也只有10 m左右，將其向外延長用到30～60 m或以上，有的按3 kV／cm，有的按5 kV／cm推算，得出了很多在同一雷電流下不同擊距或球半徑的計算公式，這是必然結(jié)果。同時，從實驗室雷電沖擊波10 m左右空氣間障放電電壓值，外延用于確定30～60 m或以上的自然雷擊放電電壓值，令人難以置信。
此外電氣幾何擊距法、滾球法、拋球法的一個共同特點是誰距離短就擊誰，也與實驗室獲得的放電現(xiàn)象不符合，放電有分散性和曲折多分支路，并不一定擊中距離短的物體。
鑒于上述理由，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL／T 620－1997《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》，關(guān)于避雷針（線）的保護(hù)范圍仍沿用過去方法。統(tǒng)計我國4 272變電所運行年的經(jīng)驗，表明按這種方法計算的保護(hù)范圍繞擊率為0．07次／100所·a［5］，這是可以接受的，沒有必要改變，否則會造成混亂和浪費。變電所現(xiàn)行的直擊雷防護(hù)的可靠性，比沿架空輸電線路導(dǎo)線侵入的雷電防護(hù)高10倍以上。變電所的危險主要來自沿架空輸電線路導(dǎo)線上的侵入波。
第三道防線，即第二子系統(tǒng)為進(jìn)線保護(hù)段。
雷擊進(jìn)線保護(hù)段首端及以外時，絕大部分雷電流被引入地中，只有很小部分的雷電流沿架空線路導(dǎo)線侵入變電所。雷電波沿架空線路導(dǎo)線傳播時，受沖擊電暈和大地效應(yīng)影響而衰減，能降到變電所電氣裝置絕緣強度的允許值。
變電所的主要危險是來自進(jìn)線保護(hù)段之內(nèi)的架空線路遭雷擊，反擊導(dǎo)線或繞擊導(dǎo)線產(chǎn)生雷電侵入波，因此進(jìn)線段又稱危險段。加強進(jìn)線段防雷保護(hù)是十分重要的，要求避雷線具有很好的屏蔽和較高的耐雷水平。不管如何，反擊和繞擊仍是可能的。因此，變電所設(shè)防（第三道防線）要求的進(jìn)線保護(hù)段（危險段）愈短愈好，這樣允許侵入波的陡度和幅值較大。
由這三個子系統(tǒng)的三道防線構(gòu)成一個完整的變電所防雷保護(hù)系統(tǒng)。這三道防線各負(fù)其責(zé)，缺一不可，不存在誰替代誰的問題。只是視具體情況不同，哪一道防線設(shè)置保護(hù)元件多少不同而已。現(xiàn)在市場上的各種防雷保護(hù)裝置，實際上只是整個防雷保護(hù)系統(tǒng)中的一個保護(hù)元件，只起某一方面的保護(hù)作用，那種把這三道防線割裂開來，孤立設(shè)置的方法是錯誤的。三道防線之間關(guān)系密切，互相影響，尤其是二、三道防線之間，若第三道防線能力強，可縮短第二道防線——危險段的長度，提高變電所耐雷可靠性；若第二道防線能力很強，可以減輕第三道防線負(fù)擔(dān)，變電所耐雷可靠性將得到提高。信息整理：m.yzmpos.com
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