CN104538922A

CN104538922A - 一种换流站避雷防护方法及装置

Info

Publication number: CN104538922A
Application number: CN201510047529.3A
Authority: CN
Inventors: 岳云峰; 谭威; 黄阳; 李扶中; 周敏; 王建武; 贺艳芝; 孔志达
Original assignee: China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co Ltd
Current assignee: China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co Ltd
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2015-04-22

Abstract

本发明涉及一种换流站避雷防护方法及装置，所述方法包括如下步骤：确定覆盖换流站的立体避雷防护空间。在所述避雷防护空间的外围设置避雷防护结构，所述避雷防护结构包括从所述避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线，所述避雷线电连接至避雷线柱，所述避雷线柱接地。采用本发明所述的换流站避雷防护方法及装置，通过设置在避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线，顶部避雷线防止避雷防护空间顶部遭受直击雷，顶部以下的避雷线防止避雷防护空间侧部遭受侧击雷，即能覆盖雷电防护盲点，可防止直击雷侧面绕击，使换流站得到全面的防雷保护，减小雷击故障概率。

Description

一种换流站避雷防护方法及装置

技术领域

本发明涉及换流站避雷防护技术领域，特别是涉及一种换流站避雷防护方法及装置。

背景技术

换流站的避雷防护往往采用避雷针和避雷线引导雷电从自身流过、并安全泄入大地，以减小电气设备和建筑物遭受雷击概率。现有防雷设计中，避雷线的高度和布置方式是根据穿透避雷线的防护直击到导体或设备的雷电流小于其最大耐受雷电流的原则来确定的，却对场地外围区域可能存在穿透其内部的侧击雷并无考虑。

例如，如图1所示，最外围避雷线10高度为24m，相邻两避雷线柱20间的距离为67m。如图2所示，在避雷线10档距中间位置，一幅值为2kA的落雷仍可穿透避雷线10防护从侧面绕击至避雷线10保护区域内部高度为7m的设备。而采用现有平面设计布置的技术方案来提高避雷防护区域面积时，需在平面上增加避雷针或避雷线，如此，将会极大增加防雷设施的投资成本，并会增加变电站的占地面积。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种能较好防护侧击雷、占地面积小且成本相对较低的换流站避雷防护方法。

其技术方案如下：一种换流站避雷防护方法，包括如下步骤：

确定覆盖换流站的立体避雷防护空间；

在所述避雷防护空间的外围设置避雷防护结构，所述避雷防护结构包括从所述避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线，所述避雷线电连接至避雷线柱，所述避雷线柱接地。

本发明还提供一种换流站避雷防护装置，包括设置在换流站外围的若干避雷线柱、与所述避雷线柱电性连接的一个以上避雷线，所述避雷线从换流站顶部至换流站底部依次排列布置在所述换流站外围。

下面对技术方案进一步说明：

在其中一个实施例中，所述避雷线的离地高度h_sw应满足公式其中z为避雷线最低保护点离地高度，S为雷电流击距，r_eq为避雷线保护半径。

在其中一个实施例中，所述避雷防护空间对地最高点与所述避雷线最低保护点间具有保护间距m，且满足公式m＝z-h_eq。

在其中一个实施例中，所述雷电流击距S由如下公式得到：

Z_{S} = 60 \ln \frac{{2 h}_{sw}}{r_{eq}};

I = \frac{{2.2 U}_{BIL}}{Z_{s}};

S＝8KI^0.65；其中U_BIL、K均为常数。

在其中一个实施例中，所述避雷线保护半径r_eq为所述避雷线所围区域能容纳的最大内切圆半径。

在其中一个实施例中，所述避雷线包括上下设置在避雷防护空间外围的第一避雷线、第二避雷线。

在其中一个实施例中，所述第二避雷线相对于地面更靠近所述第一避雷线，且以雷电流击距S为半径的圆同时与地面、所述第二避雷线相切时，雷电流击距S为半径的圆与所述避雷防护空间具有不小于保护间距m的距离。

在其中一个实施例中，所述避雷线包括上下设置在换流站外围的第一避雷线、第二避雷线，所述第一避雷线、第二避雷线均与所述避雷线柱电性连接。

下面对前述技术方案的原理、效果等进行说明：

1、采用本发明所述的换流站避雷防护方法及装置，通过设置在避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线，顶部避雷线防止避雷防护空间顶部遭受直击雷，顶部以下的避雷线防止避雷防护空间侧部遭受侧击雷，即能覆盖雷电防护盲点，可防止直击雷侧面绕击，使换流站得到全面的防雷保护，减小雷击故障概率。

2、充分利用原有避雷线柱做双层避雷线防护，可实施性及安全性提高，并相对于现有技术通过增大避雷线区域方式更加节省占地面积，极大降低了工程造价。

3、先根据换流站确定避雷防护空间，然后再按照公式科学合理的布置避雷线，准确确定出避雷线的数量以及在避雷防护空间上的安装位置，如此，不仅能够较好的避免换流站设备遭受直击雷、侧击雷，避雷防护效果好，安全性高，且能够节省占地面积，避免避雷线浪费现象，成本低廉。

附图说明

图1为现有技术换流站避雷防护装置示意图；

图2为现有技术换流站侧部遭受雷击示意图；

图3为本发明实施例所述换流站避雷防护装置示意图；

图4为本发明实施例所述换流站侧部防护侧击雷示意图；

图5为本发明实施例所述换流站顶部防护直击雷示意图；

图6为本发明实施例所述避雷线所围区域示意图一；

图7为本发明实施例所述避雷线所围区域示意图二。

附图标记说明：

10、避雷线，11、第一避雷线，12、第二避雷线，20、避雷线柱，30、换流站设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本发明所述的换流站避雷防护方法，包括如下步骤：

确定覆盖换流站的立体避雷防护空间；

在所述避雷防护空间的外围设置避雷防护结构，所述避雷防护结构包括从所述避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线，所述避雷线电连接至避雷线柱20，所述避雷线柱20接地。

采用本发明所述的换流站避雷防护方法及装置，请参阅图3，通过设置在避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线。请参阅图5，顶部避雷线防止避雷防护空间顶部遭受直击雷。请参阅图4，顶部以下的避雷线防止避雷防护空间侧部遭受侧击雷，即能覆盖雷电防护盲点，可防止直击雷侧面绕击，使换流站得到全面的防雷保护，减小雷击故障概率。

所述避雷线的离地高度h_sw应满足公式其中z为避雷线最低保护点离地高度，S为雷电流击距，r_eq为避雷线保护半径。

所述避雷防护空间对地最高点与所述避雷线最低保护点间具有保护间距m，且满足公式m＝z-h_eq。

所述雷电流击距S由如下公式得到：

Z_{S} = 60 \ln \frac{{2 h}_{sw}}{r_{eq}};

I = \frac{{2.2 U}_{BIL}}{Z_{s}};

S＝8KI^0.65；其中U_BIL为被保护设备的基本雷电冲击波耐受绝缘水平，且为常数；K为对避雷针、避雷线和大地击距差异的系数，且当对应于避雷线或大地时；K＝1，当对应于避雷针时，K＝1.2。

请参阅图6或7，所述避雷线保护半径r_eq为所述避雷线所围区域能容纳的最大内切圆半径。

在本发明实施例中，请参阅图3，所述避雷线包括上下设置在避雷防护空间外围的第一避雷线11、第二避雷线12。所述第二避雷线12相对于地面更靠近所述第一避雷线11，且以雷电流击距S为半径的圆同时与地面、所述第二避雷线12相切时，雷电流击距S为半径的圆与所述避雷防护空间具有不小于保护间距m的距离。

本发明还提供一种换流站避雷防护装置，包括设置在换流站外围的若干避雷线柱、与所述避雷线柱20电性连接的一个以上避雷线，所述避雷线从换流站顶部至换流站底部依次排列布置在所述换流站外围。

请参阅图3，所述避雷线包括上下设置在换流站外围的第一避雷线11、第二避雷线12，所述第一避雷线11、第二避雷线12均与所述避雷线柱20电性连接。

综上，本发明具有如下优点：

1、采用本发明所述的换流站避雷防护方法及装置，通过设置在避雷防护空间顶部至避雷防护空间底部依次排列设置的一个以上避雷线，能覆盖雷电防护盲点，可防止直击雷侧面绕击，使换流站得到全面的防雷保护，减小雷击故障概率。

2、充分利用原有避雷线柱20做双层避雷线防护，可实施性及安全性提高，并相对于现有技术通过增大避雷线区域方式更加节省占地面积，极大降低了工程造价。

3、先根据换流站确定避雷防护空间，然后再按照公式科学合理的布置避雷线，准确确定出避雷线的数量以及在避雷防护空间上的安装位置，如此，不仅能够较好的避免换流站设备30遭受直击雷、侧击雷，避雷防护效果好，安全性高，且能够节省占地面积，避免避雷线浪费现象，成本低廉。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种换流站避雷防护方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定覆盖换流站的立体避雷防护空间；

2.根据权利要求1所述的换流站避雷防护方法，其特征在于，所述避雷线的离地高度h_sw应满足公式其中z为避雷线最低保护点离地高度，S为雷电流击距，r_eq为避雷线保护半径。

3.根据权利要求2所述的换流站避雷防护方法，其特征在于，所述避雷防护空间对地最高点与所述避雷线最低保护点间具有保护间距m，且满足公式m＝z-h_eq。

4.根据权利要求2所述的换流站避雷防护方法，其特征在于，所述雷电流击距S由如下公式得到：

Z_{S} = 60 \ln \frac{{2 h}_{sw}}{r_{eq}};

I = \frac{2.2 U_{BIL}}{Z_{s}};

S＝8KI^0.65；其中U_BIL、K均为常数。

5.根据权利要求2所述的换流站避雷防护方法，其特征在于，所述避雷线保护半径r_eq为所述避雷线所围区域能容纳的最大内切圆半径。

6.根据权利要求2所述的换流站避雷防护方法，其特征在于，所述避雷线包括上下设置在避雷防护空间外围的第一避雷线、第二避雷线。

7.根据权利要求6所述的换流站避雷防护方法，其特征在于，所述第二避雷线相对于地面更靠近所述第一避雷线，且以雷电流击距S为半径的圆同时与地面、所述第二避雷线相切时，雷电流击距S为半径的圆与所述避雷防护空间具有不小于保护间距m的距离。

8.一种换流站避雷防护装置，其特征在于，包括设置在换流站外围的若干避雷线柱、与所述避雷线柱电性连接的一个以上避雷线，所述避雷线从换流站顶部至换流站底部依次排列布置在所述换流站外围。

9.根据权利要求8所述的换流站避雷防护装置，其特征在于，所述避雷线包括上下设置在换流站外围的第一避雷线、第二避雷线，所述第一避雷线、第二避雷线均与所述避雷线柱电性连接。