35KV变电所防雷接地保护设计(10)

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I?UP(35Lx?Lb)350 （6-6）

式中，UP为相电压，kV；Lx为有电气连接的电缆线路总长，km；Lb为有电气连接的架空线路总长，km。

对变电站电气装置及设备防雷保护接地电阻要求：

独立避雷针（线）在一般土壤电阻率地区（??500Ω·m）其冲击电阻应满足：

Rch?10 Ω

但在高土壤电阻率地区，接地电阻达到要求值很有困难，允许采用较高电阻值，但必须满足：

独立避雷针与电气装置带电部分及电气设备接地部分和构架接地部分的空间距离为：

Sk?0.2Rch?0.1h

同时，独立避雷针的集中接地体与变电站接地网之间的地中距离应为： Sd?0.3Rch

两式中，Rch为防雷电过电压的冲击接地电阻值， Ω ；Sk为防雷电反击的空间距离，m；为Sd防雷电反击的地中距离，m；h为避雷针上用来校验反击的高度，m。

6.2.2变电站主接地网的均压要求及计算

变电站接地装置型式及布置的确定，应从人身及设备安全考虑，以降低接触电压和跨步电压为目的，并符合我国接地设计规范要求。如对大接地短路电流系统发生单相或同点两相接地短路时，变电站电力设备接地装置上的接触电压和跨步电压不应大于下列数值：

Ujc?174?0.17?ft （6-7）

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式中，

UjcUkb?174?0.7?ft （6-8）

、Ukb分别为接触电压和跨步电压，V；

?f为人脚站立处地面的

土壤电阻率Ω·m；t为接地短路电流持续时间，s。

6.3 35KV变电站接地设计

该35KV变电站主变压器容量2500kV·A，电压为35/10.5kV，中性点不接地，经消弧线圈接地。最大运行方式下，低压母线三相短路电流为4.25kA，单相短路电流为10.8kA。低压侧主保护动作时限为0.7s。变电站范围为长为50m,宽为40m。

变电站电源进线为一回35KV架空线路，导线型号为LJ-95，3km长。电源变电站35KV母线最大运行方式下短路容量500MV·A，单相接地电容电流为15A。35kV出线继电保护动作时限为1.4s。功率因数要求不小于0.9。

1.5m 垂直接地体；

水平接地体及均压

接地线

变 压 器 室 值 班 室 高压配电室 1.5m 低 压 配 电 室 工 具 间 带；

图6-1 35/10.5KV变电站接地网示意图

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最热月平均温度27.9oC，最热月平均最高温度31.9oC，极端最高温度38.9oC，极端最低温度-9.4oC，最热月地下0.8m深处平均温度27.2oC，年平均雷电日数40日/年。土壤电阻率2×104Ω·cm，中等含水量，土壤热阻系数80oC·cm/W。

接地设计步骤如下。

（1）接地电阻要求值 因为中性点不接地、经消弧线圈接地，仅供高压电

Rd?250I ，Rd?10Ω

气装置接地保护用时，要求

（2）确定土壤电阻率 考虑季节变化，土壤电阻率应乘以季节系数??1.3，所以最大电阻率为：

44??2?10?1.3?2.6?10 Ω·cm

（3）选择接地体及确定接地装置型式 选角钢L50×50×5，长3.5m做垂直接地体；并选扁钢40mm×5mm做水平接地体，构成以垂直接地体为主的复式接地装置。

接地装置在距变电站建筑物外墙1.5m处，呈环路闭合的长孔型布置，中间加一条均匀带。垂直接地体间距取6～7m，沿闭合环路垂直打入地中，上端用扁钢连接，扁钢埋地0.5～0.7m。高、低压配电装置角钢基础及变压器底部钢轨均通过不少于2根的接地线连接到接地装置上。变电站各室出入口敷设帽檐式均压带或铺设沥青路面（变电站无自然接地体）。

（4）接地装置计算

1）单根垂直接地体的接地电阻

?4l2.6?1024?3.5Rcd?ln?ln2?ld2?3.14?3.50.84?0.05

=68.72Ω

2）初定垂直接地体根数，确定屏蔽系数 因闭合接地装置的周长L=[(1.5×2+50)+(1.5×2+40)]×2=192m，接地体间距a=6～7m，故垂直接地体根数约为 n`=L/a=32～27.5根

实取 n=30 根 按n=30及a/l?2，查得?c?0.6

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（5）接地装置的接地线（即连接扁钢）热稳定性校验

Smin?IjdC10.8?103td?0.7?129.670 mm2

实选接地线40×5=200mm2>Smin 合格 （6）防雷接地

35KV变电站用独立避雷针, 避雷针接地引下线埋在地中部分与配电装置构架的接地导体埋在地中部分在土壤中的距离大于3m, 变电站电气装置的接地装置采用水平接地极为主的人工接地网, 水平接地极采用扁钢50mm×5mm, 垂直接地极采用角钢50mm×5mm, 垂直接地极间距5m～6m, 主接地网接地装置电阻不大于4Ω, 主接地网埋于冻土层1m 以下。人工接地网的外缘应闭合, 外缘各角应做成圆弧形。

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结论

本文在分析和研究雷电过电压放电过程及其机理的基础上，重点对农村某35KV变电站进行防雷保护设计。结合各种防雷装置的防护原理，采用设计安装避雷针对变电站直击雷的防护，而对变电站雷电侵入波的防护则设计安装避雷器。同时结合基本接地常识与变电站接地标准对此35KV变电站进行接地保护设计。在国家防雷接地标准下，根据理论与计算可以得到如下结论：

（1）本文以现在防雷接地保护较弱的农村35KV变电站为设计对象，具有一定的广泛性与实际意义。

（2）根据避雷针保护范围，分别采用两根等高或四根等高避雷针对整个变电站实施直击雷防护，确定所需避雷针高度，从而根据经济、技术等因素选择所采用方案。

（3）对变电站雷电侵入波的防护，不仅要正确安装内部避雷器，还要对变电站进线段（1～2km内)防雷保护接线。当然，还要对被保护设备与避雷器之间的安装距离l 进行校核,即雷电防护要有一定裕度。 （4）建议采用的变电站防雷电侵入波方案为： a、各线路入口装设一组51KV氧化锌避雷器。 b、两条母线上均装设一组51KV氧化锌避雷器。 c、电压互感器上装设一组0.8KV氧化锌避雷器。

（5）接地网如图6-1，选用角钢L50×50×5，长3.5m做垂直接地体，需要30根；并选扁钢40mm×5mm做水平接地体，构成以垂直接地体为主的复式接地装置。

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