變電所防雷保護措施電力及供電系統(tǒng)中，各種電氣設備都有一定的絕緣強度。如果超過了設備所能承受的程度， 絕緣就會擊穿。引起電氣設備絕緣擊穿的電壓叫過電壓。引起過電壓的原因有兩種：①是 操作過電壓，也叫內(nèi)部過電壓;②是大氣過電壓，也叫外部過電壓。操作過電壓產(chǎn)生的原 因有很多種，如弧光接地，切斷電感或電容都會產(chǎn)生過電壓。大氣過電壓的產(chǎn)生是由雷電現(xiàn) 象引起。因此要抑制大氣過電壓，防雷措施就顯得十分重要。
1 雷電的危害
雷電的形成伴隨著巨大的電流和極高的電壓，在它放電的過程中產(chǎn)生極大的破壞力，雷電的 危害主要是以下幾個方面：
1.1 雷電的熱效應
雷電產(chǎn)生強大的熱能使金屬熔化，燒斷輸電導線，摧毀用電設備，甚至引起火災和爆炸。
1.2 雷電的機械效應
雷電強大的電動力可以擊毀桿塔，破壞建筑物，人畜已不能幸免。
1.3 雷電的閃絡放電
雷電產(chǎn)生的高電壓會引起絕緣子燒壞，斷路器跳閘，導致供電線路停電。
2 雷電過電壓簡介
雷電過電壓又稱為大氣過電壓它是由于內(nèi)的設備或構(gòu)筑遭受直接雷擊或雷電感應而產(chǎn)生的過 電壓。由于引起這種過電壓的能量來源于外界，固有成為外部過電壓。雷電過電壓產(chǎn)生的雷 電沖擊波，其電壓幅值?？筛哌_108V，其電流幅值可高達幾十萬安，因此對電力系統(tǒng)危 害極大，必須采取有效措施加以防護。
雷電過電壓的基本形式有3種：
2.1 雷擊過電壓(直擊雷)
雷電直接擊 中電氣設備，線路或建筑物，強大的雷電流作用，通過該 物體泄入大地，在該物體上產(chǎn)生較高的電位差，成為直擊雷過電壓。雷電流通過被擊物體時 ，將產(chǎn)生破壞作用的熱效應和機械效應，相伴的還有電磁效應和對附近物體的閃絡放電。
2.2 感應過電壓(感應雷)
當雷云在架空線路上方時，由于雷云先導作 用，使架空線路上感應 出與先導通道符號相反的電荷。雷云放電時，先導通道中的電荷迅速中和，架空線路上的電 荷被釋放，形成自由電荷流向線路兩端，產(chǎn)生很高的過電壓(高壓線路可達幾十萬伏，低壓 線路可達幾萬伏)。
2.3 雷電波入侵
由于直擊雷或感應雷而產(chǎn)生的高 電位雷電波，沿架空線路或金屬管道侵入變配 電所或用戶而造成危害。據(jù)統(tǒng)計，供電系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷電事故，在整個事 故中占50%以上。因此，對其防護問題應予以足夠的重視。
3 防止感應雷的措施
防止雷電過電壓的主要措施是并聯(lián)避雷器。
3.1 避雷器的簡介
電力系統(tǒng)中的電氣設備在運行中除承受正常的工作電壓以外，有時還遭受操作過電壓和雷電 過電壓。過電壓的數(shù)值遠超過工作電壓，使設備的絕緣壽命縮短，甚至直接遭到破壞。
避雷器是專門用來防止雷電過電壓的保護電器，與被保護的電器設備并列連接。它們大量應 用在牽引變電所、接觸網(wǎng)和電力機車中。
牽引變電所中電氣設備的絕緣水平系由大氣過電壓決定，因為對于最高電壓等級目前為110k V的牽引供電系統(tǒng)，其可能遭受的最大操作過電壓常小于雷電過電壓的作用值。為防雷害， 在變電所的進線、出線側(cè)都并聯(lián)裝設避雷器以“削減”、“限制”侵入所內(nèi)的雷電波至較低 于各避雷器的殘壓水平，并將雷電流泄入大地，從而保護了其保護范圍內(nèi)的設備。而這些設 備也僅需具有能耐較殘壓值略高的絕緣水平即可不至于損壞。
避雷器的作用就是通過并聯(lián)放電間隙或非線性電阻，對入侵的流動電波進行削幅。降低被保 護設備所承受的過電壓值。避雷器既可用來防護大氣過電壓也可用來防護操作過電壓。
3.2 避雷器的分類
①放電間隙及管型避雷器。②閥型避雷器，包括：間隙不帶并聯(lián)電阻的，如FS型；間隙帶 并聯(lián)電阻的，如FZ,間隙帶磁吹的，如FCZ、FCD型。③無間隙氧化鋅避雷器。
3.3 結(jié)構(gòu)分析
閥型避雷器由火花間隙和閥型電阻盤兩部分組成。閥型避雷器的閥型電阻盤是一個非線性電 阻，在工頻電壓下其電阻值非常大，在沖擊高壓下其阻值非常低。在正常情況下，火花間隙 具有很高的絕緣強度，工頻交流電壓不能將其擊穿，閥型電阻盤上無電流通過；當雷電襲來 時，火花間隙被迅速擊穿，在沖擊電壓作用下，閥盤電阻具有很低的電阻值，雷電流通過閥 型電阻盤流入大地；當雷電流通過后，由于工頻電流很小，閥型電阻又恢復了高阻抗的性質(zhì) 。伏秒特性和伏安特性是閥型避雷器的兩個基本特性，磁吹閥型避雷器是采用磁場驅(qū)動電流 來提高滅弧性能。
氧化鋅避雷器的基本結(jié)構(gòu)是閥片，閥片以氧化鋅為主要成份，并添加少量的Bi2O3、Co2O3、MnO2、Sb2O3等金屬氧化物添加劑。這種閥片具有優(yōu)良的非線性和較大的通 流容量。氧化鋅閥片在運行電壓下呈絕緣狀態(tài)，通過的電流很小，隨著閥片承受電壓升高， 電流也隨之增強。
角隙避雷器是利用角形空氣間隙放電將淚流泄入大地而起到保護作用的。放電時兩個間隙中 的電弧因電動力的作用被拉長，在交流過零時被周圍空氣介質(zhì)冷卻熄滅。
管型避雷器當線路上遭到雷擊或產(chǎn)生感應時，大氣過電壓使管型避雷器的外部和內(nèi)部間隙擊 穿，強大的雷擊電流通過接地裝置進入地下。同時，由于避雷器內(nèi)部間隙發(fā)生強烈的電弧， 使管內(nèi)壁的材料燃燒。產(chǎn)生大量的滅弧氣體從管口噴出，在電流過零時電弧熄滅。
3.4 型號
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3.5 避雷器的選擇
110kV側(cè)的避雷器的選擇：選擇Y10W5-100/295氧化鋅避雷器，其參數(shù)為：系統(tǒng)標稱電壓為11 0kV，額定電壓100kV，持續(xù)運行電壓73kV，8/20us雷電沖擊殘壓(峰值)不大于標稱放電電流 10kA時295kV(注：資料來源；制造廠：平頂山天鷹集團有限責任公司；價格：0.95萬/臺)。 
27.5kV側(cè)的避雷器的選擇：選擇Y10W5-40/142氧化鋅避雷器，其參數(shù)為：系統(tǒng)標稱電壓為2 7.5kV，額定電壓42kV，持續(xù)運行電壓30kV，8/20us雷電沖擊殘壓不大于標稱放電電流10kA 時為140kV(注：資料來源；制造廠：平頂山天鷹集團有限責任公司；價格：0.75萬/臺)。 
4 防止直擊雷的措施
防止直擊雷的有效措施就是把雷擊放電直接引至大地而使電氣設備免遭損害。在輸電線路中 ，一般采用避雷線來防止直擊雷和減輕感應雷。而在變電所設備區(qū)一般采用安裝避雷針來防 止直擊雷。
4.1 避雷針的作用。

避雷針的作用主要有兩個：①當云塊接近避雷針時，避雷針可以把因靜電感應帶電，隨時 放入空氣中與云中的電中和，從而化劇烈的放電為緩和的多次放電，減少雷擊。②作為放 電通路，使電從避雷針導線中流入大地。而不至于破壞設備或建筑物。
4.2 避雷針的工作原理
避雷針是根據(jù)尖端放電原理制成的。當導體帶電時，尖端附近的電場特別強，使附近氣體電 離導致放電。避雷針針頭是尖的。靜電感應時避雷針尖端總是聚集最多的電荷。避雷針對帶 電云層形成一個電容器。由于它較尖，電容器極板面積也很小，電容也很小，它所容納的電 荷也很小。而它又聚集了大部分電荷，所以避雷針于云層之間的空氣很容易擊穿成為導體， 把雷電引入大地。從而保護了設備或建筑物。
4.3 避雷針的保護范圍
避雷針的保護范圍與采用的針數(shù)及安裝高度有關。一般來說針數(shù)越多安裝的越高保護范圍就 越大。
單支避雷針的保護范圍通常用下列方法計算：
避雷針在地面上的保護半徑為：
——保護半徑(m)
——避雷針高度(m)
避雷針在被保護物高度水平面上的保護半徑為：
——避雷針在 水平面上的保護半徑(m)
——被保護物高度(m)
——高度影響系數(shù) ≤30m時 =1
5 結(jié)束語
變電所主要作用是變換電壓，還有集中和分配電能流向和調(diào)整電壓的任務。因此，變電 所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它是防雷的重要保護部位。做好變電所的防雷保護，保證變 電所的正常運行，減少停電的范圍和時間，就能給社會生產(chǎn)和人民生活帶來許多方便。