牽引變電所防雷保護(hù)措施

施昀岑

近年來(lái)，鐵路行業(yè)發(fā)展較快，對(duì)應(yīng)機(jī)車(chē)已經(jīng)逐漸發(fā)展為電力機(jī)車(chē)形式，其供電體一般需要采取牽引變電所進(jìn)行供應(yīng)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)驅(qū)動(dòng)的有效控制，需要充分考慮容量、功能的要求，及時(shí)進(jìn)行防雷保護(hù)處理。本文對(duì)現(xiàn)代鐵路發(fā)展?fàn)顩r、牽引變電所符合和功能等進(jìn)行了詳細(xì)探討，對(duì)防雷保護(hù)工作而言，需要充分考慮防雷接地操作合理落實(shí)。

【關(guān)鍵詞】牽引變電所 防雷保護(hù) 措施分析 接地

鐵路行業(yè)已經(jīng)逐步走向電氣化的發(fā)展模式，對(duì)應(yīng)安全運(yùn)行需要借助牽引變電所實(shí)現(xiàn)，為了保證供電的合理性、穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)變電所的優(yōu)化，充分提高鐵路運(yùn)行的安全性。牽引變電所內(nèi)部有大量電氣設(shè)備，對(duì)應(yīng)內(nèi)部絕緣問(wèn)題等需要引起重視，一旦變電所故障將會(huì)導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸被迫中斷，帶來(lái)社會(huì)負(fù)面影響和較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，為此從提高牽引變電所的合理性出發(fā)，需要加強(qiáng)電力供應(yīng)的優(yōu)化措施，避免雷擊作用等帶來(lái)的事故問(wèn)題。

1 過(guò)電壓概念

1.1 過(guò)電壓分類(lèi)

過(guò)電壓作為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行的主要障礙問(wèn)題，一般分為兩大類(lèi)：內(nèi)部過(guò)電壓、外部過(guò)電壓。前者又分為操作、暫時(shí)過(guò)電壓兩大類(lèi)，一般在工作電壓的基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)一旦發(fā)生變化，將會(huì)導(dǎo)致電測(cè)震蕩、能量積累等引起的危害。外部過(guò)電壓是雷擊作用下經(jīng)常發(fā)生的狀況，可稱(chēng)為雷擊過(guò)電壓，是外部電荷作用的云層等導(dǎo)致的放電問(wèn)題。對(duì)設(shè)備損壞狀況等不容忽視。

1.2 防雷保護(hù)措施

牽引變電所的控制中，需要充分考慮傳統(tǒng)雷擊等引起的危害，避免雷電作用等導(dǎo)致的變電所、輸電線路受損，以提高設(shè)備的穩(wěn)定性、合理性。牽引變電所的防雷保護(hù)中，需要加強(qiáng)對(duì)直擊雷的有效預(yù)防，避免外界入侵電的危害。防雷保護(hù)中需要加強(qiáng)避雷設(shè)備設(shè)施的有效運(yùn)用，如避雷針、避雷線等，降低外部直擊雷電、直擊雷波等產(chǎn)生的負(fù)面作用，提高設(shè)備穩(wěn)定性、安全性，避免內(nèi)部過(guò)電壓等引起的事故問(wèn)題，提高整體變電所運(yùn)行的安全性。

1.3 變電所雷擊狀況的表現(xiàn)

1.3.1 感應(yīng)過(guò)電壓

雷云位于架空導(dǎo)線上時(shí)，在靜電感應(yīng)作用下，將會(huì)導(dǎo)致上部異性電荷的釋放，形成的自由電荷將會(huì)導(dǎo)致線路兩端發(fā)生較為明顯的過(guò)電壓，進(jìn)而導(dǎo)致電力系統(tǒng)受到負(fù)面影響。

1.3.2 直擊雷過(guò)電壓

雷云直接擊中電力裝置時(shí)，形成強(qiáng)大的雷電流，雷電流在電力裝置上產(chǎn)生較高的電壓，擊穿電氣設(shè)備的絕緣，造成電氣短路。雷電流通過(guò)物體時(shí)，將產(chǎn)生有破壞作用的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，燒斷導(dǎo)線 。

2 防雷方法、防雷設(shè)備分析

2.1 外部防雷設(shè)備

牽引變電所在雷電作用下，外部巨大能量將會(huì)導(dǎo)致較為嚴(yán)重的閃擊狀況，對(duì)建筑體的結(jié)構(gòu)具有負(fù)面影響，需要對(duì)其進(jìn)行合理的防雷保護(hù)，如金屬接閃體的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的有效控制，避免雷擊引起的事故問(wèn)題。

2.1.1 避雷針

工程建筑中，避雷針屬于常見(jiàn)避雷裝置，一般在桿塔頂端進(jìn)行安裝，可進(jìn)行雷擊的有效防控，將雷擊快速引到地面，降低外部雷擊等引起的危害，但是其一般不可以安裝在門(mén)型構(gòu)件位置處，避免雷擊引起變壓器受損的狀況。避雷針安裝中需要加強(qiáng)對(duì)安裝距離的考慮。注意事項(xiàng)：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。其次，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

以35KV 的線路保護(hù)為例，為了提高變電所周邊設(shè)備的穩(wěn)定性，需要加強(qiáng)雷擊沿線的設(shè)備設(shè)施優(yōu)化，需要在變電所進(jìn)出口2KM范圍內(nèi)進(jìn)行避雷線的安裝，一般不采用全線架設(shè)的方法。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)部防雷設(shè)備

外部防雷可以降低直擊雷的危害，帶上無(wú)法完全避免雷電入侵的危害，需要考慮雷電波進(jìn)入變電所之后的狀況。加強(qiáng)進(jìn)出口的防雷保護(hù)。從而提高變電所內(nèi)部雷擊的降低作用，具體分析如下。

閥型避雷器。變壓器母線上，經(jīng)常需要進(jìn)行閥型避雷器的安裝，其保護(hù)效果十分明顯。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。多雷區(qū)位置中，變壓設(shè)備的低壓接線需要采取接地處理，一般可安裝避雷器、氧化物等進(jìn)行保護(hù)，降低雷擊作用引起的擊穿。對(duì)應(yīng)防雷體系的材料一般以表面鍍鋅的方法實(shí)現(xiàn)防腐，傳統(tǒng)連接方法為焊接施工。對(duì)應(yīng)搭接長(zhǎng)度需要控制不超過(guò)6倍直徑，扁鋼搭接長(zhǎng)度需要大于寬度的二倍。避雷針安裝中，需要避免電話線等安裝位置，必須充分避免避雷針將雷擊作用借助電話線等傳入室內(nèi)。此外，避雷針的接地位置選擇中需要引起注意，合理考慮其與人行道、道路交叉口等位置的間距，需要采取有效的壓力控制措施，如瀝青材料的使用等。

2.3 變電所的防雷接地

雷電作用下，需要對(duì)變電所相關(guān)設(shè)備進(jìn)行合理設(shè)置，將雷擊電流充分引入地表，避免對(duì)設(shè)備的傷害，提高雷電的合理性，需要將電壓維持在一定范圍內(nèi)，減低雷擊作用導(dǎo)致的危害。防雷系統(tǒng)中，還需要加強(qiáng)接地體的設(shè)置，是降低二次雷擊副作用的主要方法，可提高電子設(shè)備的安全。變電所需要加強(qiáng)接地網(wǎng)的設(shè)置，在滿足行業(yè)規(guī)范要求的前提下，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況，對(duì)其進(jìn)行等電位連接、防雷裝置保護(hù)等處理，提高設(shè)備的安全等級(jí)。加強(qiáng)變電所周邊環(huán)境、運(yùn)行工況等的綜合分析，在不同區(qū)域建立合理的設(shè)備系統(tǒng)，提高變電所整體防雷效果。

3 結(jié)語(yǔ)

為了充分提高電氣化鐵路行業(yè)的進(jìn)展，需要充分加強(qiáng)變電所的防雷保護(hù)，采取各種有效措施進(jìn)行防雷保護(hù)，以期提高綜合控制能力和整體安全性，在保證供電系統(tǒng)基本功能的前期下，不斷提高其安全等級(jí)，建立合理的設(shè)備運(yùn)行體系和管理要求。

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作者單位

中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司電氣化公司 北京市 100071