变电站防雷设计整体防雷工程方案

　　变电站整体防雷工程设计方案
　　
　　编辑：万佳防雷小黄
　　
　　一、防雷设计主要依据：
　　
　　GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2010版）
　　
　　GB50343—2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
　　
　　GB50054-95《低压配电设计规范》
　　
　　GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
　　
　　GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
　　
　　IEC61024《建筑物防雷》
　　
　　IEC61312《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》
　　
　　D562《建筑物、构筑物防雷设施安装》
　　
　　YD5078《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（GB50343-2004）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：
　　
　　保护分级LPZ0与LPZ1交界处LPZ1与LPZ2、LPZ2与LPZ3交界处直流电源
　　
　　*级放电电流第二级放电电流第三级放电电流第四级放电电流标称放电电流
　　
　　10/350us8/20us8/20us8/20us8/20us8/20us
　　
　　*≥20≥80≥40≥20≥10≥10
　　
　　B级≥15≥60≥40≥20
　　
　　直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10kA适配的SPD
　　
　　C级≥12.5≥50≥20
　　
　　D级≥12.5≥50≥10
　　
　　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
　　
　　防护等级SPD类型SPD连接相线铜导线截面积SPD接地端连接铜导线截面积
　　
　　*级开关型或限压型16mm225mm2
　　
　　第二级限压型10mm216mm2
　　
　　第三级限压型6mm210mm2
　　
　　第三级限压型4mm26mm2
　　
　　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，TSPD-B+C25（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RZX-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TSPD-C40RM（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（TSPD-C40RM,,放电电流20KA/线，8/20μs）。在主控室远动屏I1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TSPD-C40RM,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TSP-B60RM,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1台TSPD-C40-48,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12对、中调22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TKS-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TKS-4/RJ45（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TKS-4/RJ45。
　　
　　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,TKS-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YBD-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：YBD-01B
　　
　　g、离子接地棒时，YBD-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：YBD-Z25与YBD-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。
　　
　　四、及售后服务
　　
　　为了不断满足顾客的需求，达到服务的目的。坚持“质量*，用户至上，*维修。为客户提供专业、及时、、令您满意”的服务宗旨，特制定以下售后服务细则：
　　
　　1、我公司确保其提供的货物是全新的、未使用过的，采用的是*材料和*流的工艺，并在各个方面符合招标文件规定的质量、规格和性能要求。我公司保证其货物经过正确安装、合理操作和维护保养，在货物寿命期内运转良好。
　　
　　2、我公司按每台或每套设备给甲方提供至少一套完整的技术资料随货物包装发运，其中包括设备的中文使用说明书、操作手册或产品彩页等内容。
　　
　　3、质量保证期为防雷接地系统工程竣工验收合格交付使用，工程质量保证五年内免费保修、更换，系统终身维护。交付使用后，我公司每年巡查一次，除人为破坏或不可抗拒力，属生产、安装及材料质量问题所造成的一切责任和损失由我公司负责。
　　
　　4、维修响应时间：收到业主维修要求半小时内响应，48小时内到达设备安装现场，：或者4003710371。
　　
　　5、维修工程师接到客户通知后，按上述时间内到达地点；
　　
　　6、五年跟踪维护，定期回访，必要时现场检查，*咨询
　　
　　7、我公司免费为客户培训3~5名该防雷系统的技术人员，培训地点在乙方培训办公室或甲方项目办公室培训日期在1日
　　
　　8、培训内容为：
　　
　　①防雷产品的工作原理；
　　
　　②接地系统的检查和维护；
　　
　　③地网的接地电阻的测量；
　　
　　④避雷器的检查和维护。
　　
　　以上资料提供：
　　
　　郑州万佳防雷有限公司