5KV变电站防雷,10KV变电站防雷工程,35KV变电站防雷设计,110KV变电站防雷接地工程设计方案

编辑：河南必胜防雷-小黄 发布

变电站整体防雷工程设计方案

一、防雷设计主要依据：

GB 50057-94    《建筑物防雷设计规范》（2010版）

GB 50343—2004《 建筑物电子信息系统防雷技术规范》

GB 50054-95    《低压配电设计规范》

GB 50174-93    《电子计算机机房设计规范》

GB 50169-92    《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

IEC 61024      《建筑物防雷》

IEC 61312      《雷电电磁脉冲的防护》

GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

D  562         《建筑物、构筑物防雷设施安装》

YD 5078        《通讯工程电源系统防雷技术规范》

YD/T5098       《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》

YD/T1235.1-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求》

二、概述

变电站防雷主要分为：

1） 直击雷防护

2） 二次防雷系统

3） 防雷接地系统

4） 雷电预警系统

三、分项防护具体设计

1） 直击雷防护

根据变电站现场情况，长、宽、高来设计避雷针或避雷塔安装高度。设计安装高度应符合滚球半径计算方法。常用的直击雷防护安装有：三角型镀锌避雷塔、四角独立角钢避雷塔、独立避雷针等

2） 二次防雷安装

主要是内部电源、信号系统雷电防护，防雷安装符合三级保护。变电站保证主控楼内弱电子设备的安全非常重要，因此，必须对主控室主控楼内二次设备进行全面完善的保护。

以下防雷措施是综合我公司多年防雷工程经验，*参照相关标准规范的基础上，对*变电站主控楼变电站二次设备存在雷电隐患的配电线路、信号线路进行过电压、电磁脉冲拦截、分流，继而对后端设备起到保护作用。

一般多级保护的作用是在*级选择开关型或限压型避雷器，以泻放大的雷电流；第二级使用限压型避雷器保护敏感设备；当第二级避雷器钳制电压仍不够低时，用第三级避雷器进一步降低设备两端电位，使被保护设备承受的电压低于其冲击耐压。由于信息设备越来越小型化，对雷电流越来越敏感，因此一定要按规程选择和配置避雷器。规范（GB 50343-2004）对电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值做以下规定：

注：以上的放电电流单位均为kA。

而且，电源电涌保护器的连接导线zui小截面积按照规程的规定如下表所示：

接导线zui小截面积

变电站二次防雷设备配置具体措施如下：

一、变电站配电线路防护

1）在站用交流屏的三相交流进线处安装三相交流电源电涌保护器，WJA380-100KA（共2台, 放电电流25KA/线，10/350μs,zui大放电电流100KA）。

主要作用是防止雷电从楼外电力线路进入楼内交流配电系统，做为主控楼配电线路的总保护。

防雷器安装时，其中三条相线与变电站站用母线之间串63A空开，中线接内部中线排，地线接内部地线排。

在直流电源柜中，在三相交流电源处安装三相交流电源电涌保护器（20kA），共计2台；在直流220v总出线处分别安装直流电源电涌保护器（220v）,共计2台；

2）公用测控屏中，装置电源盒控制电源处分别安装直流电源电涌保护器（220v），共计2台；

3）2号主变保护测控屏中，装置电源、控制电源分别安装直流电源电涌保护器（220v）共计2台；

4）2号主变保护测控屏中，装置电源、控制电源分别安装直流电源电涌保护器（220v）共计2台；

5.） 1号35kv线路保护测控屏中，两条线路直流电源各自独立，在装置电源、控母处分别安装直流电源电涌保护器各1台(220v)，共计4台；

6）2号35kV线路保护测控屏中，在装置电源、控母处分别安装直流电源电涌保护器各1台（220v），共计2台；

7）10kV装置分散安装，分为2段，在总进线的装置合母、控母（装置电源）处加装直流电源电涌保护器各1台（220v），共计4台；

8）35kV母线有2组PT，每组PT二次测量回路、保护回路、计量回路上分别安装电压互感器电涌保护器，共计6台。

9） 10kV母线有2组PT，每组PT二次测量回路、保护回路、计量

10）台头10kV开闭所的二次防雷设计

11） 在交流屏的三相交流进线处分别安装三相交流电源电涌保护器（50kA），共计2台，在其直流220V进线处加装直流电源电涌保护器（220V）1台；

12） 在直流充电屏的三相交流进线处分别安装三相交流电源电涌保护器（20kA），共计1台；在直流220V出线处安装直流电源电涌保护器（220V），共计2台；

13）10kV开关柜的直流分为直流控制电源、直流合闸电源、保护装置直流电源，每路直流有2回进线，在这3路直流的进线处分别安装直流电源电涌保护器（220V），共计6台；

14）10kV母线有2组PT，在PT的二次接线室中，每组PT的二次侧保护回路、测量回路、计量回路的进线处安装电压互感器电涌保护器，共计6台；

15） UPS进线端、光端机进线端、图像监控系统进线端安装单相交流电源电涌保护器（20kA），共计3个，光端机加装RZX-RJ11和WJX-RJ45各1台；

16） 控制台上，在后台机的电源插座上安装防雷插座，共计3台。

二、 设备清单如下：

回路上分别安装电压互感器电涌保护器，共计6台；

17） 电度表屏内图像监控系统交流220V进线处安装单相交流电源电涌保护

器（20KA），共计1台；

18）光端机柜交流220V进线处安装单相交流电源电涌保护器（20KA），共计1

台，加装WJX-RJ11和WJX-RJ45各1台；

19）控制台上，在每台电脑的电源插座上安装防雷插座，共计3台。

20）管头35KV变电站

21）在站用交流屏的三相交流进线处安装三相交流电源电涌保护器（50KA），共计2台；

22） 在站用直流屏中，在三相交流电源处安装三相交流电源电涌保护器（20KA），共计1台；在直流220V出线处分别安装直流电源电涌保护器(220V)，共计2台；

23） 1号主变电保护屏中，在装置电源和控制电源处分别安装直流电源电涌保护器

各1台（220V），共计2台；

现场情况及产品图如下： 

主要作用是：防止楼内电源线路感应到的过电压侵入直流屏，并做为主控室二次设备在电源线路雷电防护的第二重保护措施。

防雷器安装时，其中三条相线串63A空开。

现场情况及产品图如下： 

并联安装2台220V直流电源防雷器WJA220-40（共2台,标称放电电流20KA/线， 8/20μszui大放电电流40KA）。

主要作用是：吸收直流电源线路在电缆层感应到的过电压反馈回硅整流电源屏，做为主控室二次设备在电源线路雷电防护的第三重保护措施。

防雷器安装时，正极、负极串30A空开。         

直流电源防雷器（WJA220-40,,放电电流20KA/线， 8/20μs）。在主控室远动屏I 1路单相交流输入开关处并联安装1台220V交流电源防雷器（共1台WJA220-40,放电电流20KA/线，8/20μs）。

主要作用是：220V直流和和交流电源在电缆层感应到的过电压对远动屏I设备仍有影响，安装交直流电源防雷器，做为远动屏I设备在电源线路雷电防护的保护措施。

防雷器安装时，直流正极、负极串30A空开，交流L、N串30A空开。

在载波室高频开关电源屏2路三相总控制开关后并联安装2台三相电源防雷器（共2台WJA380-40,标称放电电流40KA/线， 8/20μs）。

主要作用是：防止楼内电源线路感应到的过电压侵入载波室电源屏，并做为载波室二次设备在电源线路雷电防护的第二重保护措施。

防雷器安装时，其中三条相线串63A空开。

现场情况及产品图如下： 

       （6）在2F载波室高频开关电源屏1路-48V直流输出母排处并联安装1台48V直流电源防雷器（共1T台WJADC-40,标称放电电流20KA/线，8/20μs）。

主要作用是：做为载波室二次设备在电源线路雷电防护的第三重保护措施。

防雷器安装时，正极、负极串30A空开。

信号线路

（1）在主控室远动屏I到2F载波室GDF高低频频电缆分配柜之间有5对2W通信线路(中调1 2对、中调2 2对、地调1对)通过电缆层布线,在该线路进入远动屏I的端点上和GDF高低频频电缆分配柜的两端分别串联安装双绞线信号防雷器WJX-RS485/2

主要作用是：防止通信电缆在1F电缆层布线受雷电空间电磁场影响而感应过电压，以及电缆层其它线路的相互交叉感应。

防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。

信号线路

防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。                 

   在主控室网络机柜到故障录波屏之间有1条8W网线通过电缆层布线,在该线路进入网络机柜、故障录波屏的两端分别串联安装1台网线信号防雷器WJX-RJ45/4（共2台,标称放电电流5KA/线）。

主要作用是：防止网线在1F电缆层布线受雷电空间电磁场影响而感应过电压，以及电缆层其它线路的相互交叉感应。

防雷器串联安装在屏内适当位置固定。

在主控室后*公电脑到网络机柜之间有3条8W网线，该电缆是无屏布线,在该线路两端分别串联安装1台网线信号防雷器WJX-RJ45/4。

主要作用是：防止网线在主控楼内受雷电空间电磁场影响而感应过电压。

防雷器串联安装在屏内适当位置固定。

主要作用是：防止485线在1F电缆层受雷电空间电磁场影响而感应过电压，以及电缆层其它线路的相互交叉感应。

防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。

防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。

主要作用是：防止PT线在户外引入雷电进入保护装置屏。

防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。

在载波室电力载波屏载波线到楼外高压场，在这8条载波线进入电力载波屏的连接端点分别串联安装1台信号防雷器,WJX-RS485,标称放电电流5KA/线， 8/20μs）。

主要作用是：防止载波线在户外引入雷电进入保护装置屏。

防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。

监控屏有条视频线路引到室外摄像机，在视频监控线引入监控屏连接端口处串联加装1台信号避雷器（标称放电电流5KA/线， 8/20μs）。

     防雷器串联安装在屏内适当位置，通过导轨卡接固定。 

接地、屏蔽系统

根据前面的现场观测得到的资料和数据，变电站接地电阻小于1.Ω，主控楼内电源地、设备工作地等接地线路为5*40mm镀锌扁铁或扁铜，符合GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的防雷接地要求。

主控楼主控室、载波室内设备机柜均有接地，对机柜内设备有一定的屏蔽、隔离雷电磁场的作用。

3） 防雷接地系统设计

1、垂直接地体材料

垂直接地体可采用烧制型WJD-01T非金属接地体、铜包钢接地棒、铜材、热镀锌钢材（钢管、圆钢、角钢、扁钢）、离子接地棒、锌包钢或其它新型接地材料。

2、水平接地体材料

水平接地体一般采用纯铜线、镀铜线、热镀锌扁钢、锌包钢等

3、接地材料有以下要求：

a、采用热镀锌钢管时，钢管壁厚不小于3.5m;

b、采用热镀锌角钢管，角钢不小于50mm*50mm*5mm;

c、采用热镀锌扁钢时，扁钢不小于40mm*4mm;

d、采用热镀锌圆钢时，圆钢直径不小于8m;

e、非金属接地模块分为烧制型与压制型，常用规600mm*150mm*100mm,

f、铜包钢接地棒，镀铜厚度；≤0.25mm，ф16*1500mm型号：WJD-01B

g、离子接地棒时，WJD-Lф50*1500mm

h、采用物理降阻剂时，电阻率R=0.45，降阻率在60-95%之间，石墨含量70%，型号：WJD-Z25与WJD-Z10

4、地网施工布置

地网布置依据地形设计为 L型、口型、一字、H型或圆型。

5、地网挖掘

接地地网挖掘深度大于0.8米，根据土壤如：石头、沙土、建筑垃圾、黄土等情况，北方城市一定要达到冻土层以下。

4） 雷电预警系统设计

高品质的大气电场监测仪，它可以通过您的个人PC来显示和记录数据，该款产品不仅能检测到附近的闪电，还可以检测闪电来临前的到高电场环境。

产品包括：

1 个大气电场仪

1 条光纤线缆（30M）

1 条电源适配器线缆 

1 个光纤适配器 

6袋高纯物理石墨降阻剂

1 个电源适配器

1 条串口线缆

1 条USB转串口线缆

1 条接地线缆

5 个灵敏度插头

1 个托架

6台烧制膨胀接地模块

操作原理

   电场产生的时候会有一个电势差，如果电势差足够高，会使你感觉毛骨悚然（如果这种情况发生在户外，那么这场大的雷雨将慢慢 接近你，你将有可能被闪电击中），电场就是将你的头发与梳子或气球吸引到一起的东西。

    电场用伏特每米来测量，伴随着雷雨的电场值将达到每米数千伏特，被简称为kV/m,闪电将在电场突变的时候被检测出来。

    电荷在雷雨中也将产生一个电场，这个电场将在地面被监测出来，为了的记录电场变化，电场仪需安装在与地面齐高的地方，不适用于水面，多尘，昆虫活跃的区域。学校防雷工程,铁路防雷工程,风力发电防雷,LNG加气站防雷,CNG天然气站防雷,森林防火防雷,平安城市防雷工程