大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计（精选五篇）

第一篇：大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计

大型霓虹灯广告牌雷击事故分析及防雷设计

来源:淮安市华南霓虹广告有限公司 点击:356 发布时间:2009-7-21

大中城市中特别是繁华市区的楼顶大多竖立霓虹灯广告牌用作宣传,给城市增添了不少色彩,人们欣赏这些五颜十色的霓虹灯广告时,不应该忘记它在雷电环境中的危险和脆弱.呼和浩特市在雷雨季节有霓虹灯广告牌雷击而损坏的事例,究其原因主要有以下几个方面.一是矗立在楼顶的霓虹灯广告牌没有任何防直击雷的避雷针保护,即使立有避雷针,但未能保护全部的霓虹灯广告牌,使其暴露在直击雷的破坏环境当中.按<建筑物防雷设计规范>的划分处在LPZOA区,本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流,本区内的电磁场强度没有衰减.直击雷落在霓虹灯广告牌上,就相当于广告牌作了接闪器,雷电流单独击毁霓虹灯广告牌造成的损失并不会很大,但是,雷电流在沿着霓虹灯广告牌的供电线路寻求泄放 通道时如洪水猛兽,株连到与供电线路相连的无辜设备,它们是损失远远大于霓虹灯广告牌自身的损失.有的人以为并不太高的楼房顶部的霓虹灯广告牌可能是安全的,其实并不完全对.孤立,钢结构的霓虹灯广告牌受雷击的概率远比同高度的钢筋水泥建筑物高得多.二是霓虹灯广告牌没有良好的地线

霓虹灯广告牌都是在建筑物建好后添加的,大多施工时不注意或没有意识到防雷的重要性,广告牌干脆没有地线或仅作了简易施工,接地电阻太大

来源:淮安市华南霓虹广告有限公司 点击:459 发布时间:2009-7-21

一是对感应雷的防护措施不力.一般来讲,直击落雷的概率远小于感应雷,大量的空中雷闪,特别是中近距离的雷闪在诺大的霓虹灯广告牌金属结构体和电路中产生的感应电压都是很大的.理论计算得出发生在数公里之外的10kA空中雷闪,足以使没有任何防护的电子器件永久损坏,而这样的雷暴在雷雨季节是常见的.针对大量存在的霓虹灯广告牌的防雷隐患,在现场环境和设施分析基础上,防雷工程设计方案就会做到有的放矢,经济合理,最大限度地保护霓虹灯广告牌和大楼内部设施的安全.一是要按防雷规范设计好防直击雷的避雷针并做好接地.由于规范不可能细化到每一类设备,所以在防雷工程设计时要灵活运用,区分对待.二是广告牌的钢结构体做好接地.框架结构楼房顶的广告牌,其接地应与框架立柱主筋多点相连.所立避雷针的地线与霓虹灯广告牌的地线应作等电位连接.四是做好霓虹灯供电线路的防雷保护.其目的一是保护霓虹灯广告牌安全,更重要的是防止雷电流沿供电线路倒灌入大楼的供电系统,破坏用电设备.霓虹灯广告牌的控制箱一般就在广告牌附近,供电线路防雷保护的第一级过电压电涌保护器SPD应该装在这里,该SPD的通流量参数应不小于100Ka(820Ls);第二级SPD应安装在霓虹灯广告牌供电线路的引出端,一般在顶楼的电源配电箱,该级SPD的参数可选的稍小一些;雷暴多发地或雷暴强度特别大的地方,还应该安装第三级SPD,以增加保险系数.另外,如果霓虹灯广告牌供电线路较长,应加屏蔽,线路进出建筑物应作等电位处理,所有安装的SPD均应与合格地线可靠连接

第二篇：霓虹灯广告牌设计规范

霓虹灯广告牌设计制作规范

霓虹灯广告牌是一个复杂而且工序较多的系统工程,只要真正地从方案设计、选材、加工、安装、并及时维护等每个环节完全执行下去.那广告牌就不再是企业的夜间形象,更是城市一道亮丽的风景线;目前霓虹灯广告市场所面临的主要问题:

1、广告选材标准不一,导致品质不一；

2、制作工艺不同,导致灯管品质不一；

3、安装人员专业性不够,导致安装质量不稳定,严重影响使用寿命和正常运行时间(尤其是雨雪天不能正常使用)

4、价格无法掌控,成本不透明(含制作费,使用成本,维护成本,电费等)

5、售后存在差异,有漏洞；

6、各地制作难以统一管理；

以上几点出现后,会出现同样是广告牌使用寿命大不一样,有的能用五年,三年,可有的只能用二年,那就会导致发布公司会一再重复原本不必要的投资,再一次制作广告牌,会进入恶性循环；

（一）、设计要求：

1．1 霓虹灯基础框架结构设计必须由具备钢结构设计资质单位（可由施工单位委托）进行设计，应充分考虑有关建筑工程的相关标准和规范，并应考虑材料和结构的承重强度、耐受当地最大风荷载能力、抗锈蚀及便于霓虹灯安装或维修。

1．2 霓虹灯广告板面材质、金属LOGO部分按规定执行。

1．3 霓虹灯广告低压配电系统和高压配电系统设计由施工单位提供，应包含总容量、配电箱（柜）、电路、电脑程序控制分布图、霓虹灯变压器分布图、灯管分布图、高压电路图等。

1．4 霓虹灯广告内容、颜色、尺寸比例严格按VI手册执行。（广告牌板面标准尺寸为36mX4m）

1．5 电脑演示程序设计方案由发包方提供，照明场景需分时段照明及节日和重大节日照明形式，并且能够灵活控制。施工方按电脑演示方案严格执行。

（二）、霓虹灯工程主体结构的安装

霓虹灯工程安装时，应符合GB 50303及有关标准的要求。

2．1 霓虹灯工程施工时，应符合建筑安装技术规范，安装的螺栓及预埋金属固定构件，应能承受巨大重量框架的拉力、剪切力、压力，必要时应在单面、双面或三面多处使用支撑装置。

2.2 霓虹灯装置框架与锚栓的固定点、框架与预埋金属固定构件的焊接不允许有虚焊，并应作防锈处理。

2．3 霓虹灯装置和工程安装面的固定点不应少于施工图纸的规定并应有防止松动的措施，以确保安装稳定、牢固、可靠。

2．4 应设置为安装时或日后检修时的安全操作通道和检修梯。

2．5 大型户外霓虹灯工程的金属结构、型钢规格选定、焊接质量要确保框架有足够的机械强度，为增强抗风能力，必要时采用减压泄风措施，或加二次钢丝绳紧固。

（三）、霓虹灯材质要求：

1、霓虹灯灯管：

1．1

玻璃管：

直径Φ12mm,采用符合欧洲ROHS环保标准的高钡玻璃。

1．2

荧光粉：

三基色荧光粉（颜色按发包方提供的样品）

1．3

电极：

纯铁镀镍电子粉瓷环电极,直径Φ12mm

1．4

工作气体： 美国EGL K4气体

1．5

真空设备：具备高低真空数字仪表监控、温度监控、轰击电流数字调节、充气压力数字监控，极限真空度达到1.7*10-4Pa以上的真空设备,确保广告亮度一致。

1．6

长度：60cm的单根直管，批次成品直管长度误差应在±2mm。

1．7

颜色：清雅蓝

1．7

成品管：符合GB19261－2003标准，并提供国家级电光源检测机构的检测报告。、霓虹灯电子节能变压器：

2．1防水性：

环氧树脂防水灌封

2．2保护功能： 开路、短路自动保护，排除故障后能正常工作

2．3高压引线： 符合美国UL安全认证的高压阻燃导线，引线长度不短于35cm

2．4渐变调光： 能配合程序控制装置柔和渐变调光

3、电脑程序控制装置：

3．1箱体： 电脑程序控制装置应安装在具有防雨功能的防护箱内,可以独立安装,也可以安装在配电控制箱(柜)内并有接地装置。

3．2暂停检修功能： 电脑程序控制装置应具备用于检修的（使霓虹灯管全亮或暂停工作）遥控暂停开关及主机按钮暂停开关, 以备维修人员检修时在霓虹灯广告牌上或霓虹灯广告下方近程或远程使用。

3．3一键调速功能： 电脑程序控制装置主机应具备用于遥控调速开关及主机按钮一键调速开关, 以便在霓虹灯广告牌上或霓虹灯广告下方近程或远程调整霓虹灯变化速度，杜绝对每台控制器逐一繁琐调整。

3．4过流保护功能：电脑程序控制装置的每一路输出控制线应设置过流保护装置, 控制线输出接线端子应有编号识别，便于检修。

3．5预制多套变化：电脑程序控制装置应具备存储多套预制变化节目功能，并能由遥控器任意切换变化节目。

4、霓虹灯管绝缘支架（灯脚）：

4．1材质：

高分子PC，应确保户外使用5年不断裂。

4．2结构：

可3600旋转调整灯卡，便于施工安装。

5、阻燃高压导线：

5．1耐压：

2.5万伏以上

5．2耐温：

长期使用耐温850C以上

5．2安全：

符合美国UL安全认证标准

6、接线护套：

6．1耐压：

浸入水中测试耐压2万伏以上

7、高压热缩管：

7．1耐压：

浸入水中测试耐压2万伏以上

8、穿线护套：

8．1要求：

有效固定高压线与金属孔的位置不松动，阻燃材料、透明材质

9、配电、电线要求： 9．1配电：

1、霓虹灯工程使用的配电控制箱(柜)应符合GB 7251．1和GB 7251．3标准的要求。

2、霓虹灯装置应设置专用的配电控制箱(柜)，其容量应为霓虹灯装置的电气容量相匹配，配电控制箱(柜)不应采用可燃材料制作。

3、由地区公共低压电网供电220 V霓虹灯负荷，线路电流小于或等于30 A时，可采用220 v单相供电；线路电流大于30 A时，需采用220 V/380 V三相五线制供电，以降低三相低压配电系统的不平衡。

4、配电控制箱(柜)内的三相供电主干线应采用黄、绿、红三种颜色分相区别；主干线与控制线应分开排列，内部带电的零部件之间的距离应不小于12 mm。

5、配电控制箱(柜)的过线孔应有绝缘防护套管或绝缘材料制作的防护口。

6、室外安装的配电控制箱(柜)，其外壳应具有防尘、防雨和防触电保护功能，防护等级不应低于IP43，在箱(柜)底的最低部位应有渗水导出口。

7、配电控制箱(柜)内，应分别设置零线(N)和保护地线(PE线)汇流排，零线和保护地线经均有各自汇流配出。

8、配电控制箱(柜)内接线整齐，回路编号齐全，标识正确。

9、配电控制箱(柜)内采用螺钉压紧式接线端子接线时，螺钉两侧所压导线截面积应相同，同一端子上导线连接不多于三根。

10、配电控制箱(柜)内，开关动作灵活可靠，带有漏电保护的回路，漏电保护装置动作电流不大30mA，动作时间不大于0.1S。

11、配电控制箱(柜)应配备锁具装置,防止非专业人员操作。

10、霓虹灯管的安装

10.1 在安装霓虹灯管前，应确定灯管的绝缘支架的固定位置，绝缘支架应均匀分布。当灯管长度不小于1.2m时，绝缘支架应不少于3只。绝缘支架的固定螺钉应紧固，不应发生位移松动。

10.2 霓虹灯管应牢固地安装在绝缘支架上，灯管不应发生位移松动。

10.3 霓虹灯管排列应与底板字形或图案相符，平行排列时应整齐一致，不应歪斜走样，直管垂直方向和水平方向排列应与设计要求的误差小于3mm，字管的排列误差与设计要求应小于5mm。

10.4 固定后的灯管与安装面的最小距离应不小于20mm。为防止产生电弧，若用金属丝捆扎固定（灯管）绝缘支架时，与霓虹灯管电极引出端的距离应不小于60mm。

11、霓虹灯变压器的安装

11.1 霓虹灯变压器应根据霓虹灯配线图来安装，变压器与霓虹灯管的安装距离应尽量短，便于检修，周围不应有易燃物品。

11.2 霓虹灯变压器应牢固地固定于支架上，应采用能够自然防水的安装位置进行安装，高压端朝下安装。

11.3 霓虹灯变压器距离地面应不小于3m，否则必须用金属网罩隔开，避免人体直接触及。室外变压器距离晒台、窗口、架空线等不应小于1m。

11.4 安装霓虹灯变压器时，其输入端、输出端应采用耐高压热缩套管或防水绝缘护套做绝缘防护，任何带电体都不应裸露。

11.5 霓虹灯变压器的输入、输出端连接导线部位应采取绝缘防护措施。霓虹灯变压器若为金属外壳时应有接地保护措施（塑料外壳可免去接地保护）。

11.6 霓虹灯变压器间距应在20mm以上。

11.7 霓虹灯变压器的实际负载应与配用的灯管数量相匹配（应考虑环境温度低于00C时变压器实际负载降低20％计算）。

12、配电控制箱(柜)的安装

12.1 配电控制箱(柜)内的配线应排列整齐，电路的主干线应与控制器的控制线分开敷设；控制线应采用绝缘带捆扎成束。配电控制箱(柜)底边距地面的高度，在地面应不小于1．8 m，在高层建筑物的室外水平安装面应不小于0．5 m。

12.2 配电控制箱(柜)内如有变压器次级高压线出入，其与低压线之间的距离应不小于70 mm。

12.3 配电控制箱(柜)的接线应牢固，电气接触良好；金属构架、金属盘面、内部电气部件的金属外壳应有明显标识的接地或接零的保护措施。

12.4

配电控制箱(柜)内的输入、输出导线穿孔部位应设置绝缘防护套管，防止导线绝缘层磨损。

12.5 配电控制箱(柜)应安装牢固，箱体开孔与导管管径适配，安装垂直度允许偏差为1．5‰。配电控制箱(柜)嵌入安装时，箱(柜)门应紧贴墙面，箱体涂层完整。

12.6 室内安装时，应考虑控制可靠和安全方便。

13、低压配线

13.1 霓虹灯工程低压供电电源的输入导线应采用具有足够载流能力的橡胶或塑料护套多芯铜导线。

13.2 明敷的保护接地线应采用黄／绿相间的双色塑铜线，工作零线(中性线)应用淡蓝色塑铜线。

13.3 低压配线的布线，应采用绝缘扎带或固定卡对导线进行捆扎和固定，或采用加绝缘套管及绝缘塑料线槽的方式保护固定绝缘层。

13.4 室外埋地敷设的电缆导管，埋深应不小于0.7 m。壁厚小于等于2 mm的钢导线管不应埋设于室外土壤内。

14、接地保护：

金属构架和霓虹灯装置的可接近裸露导体的接地(PE)处，需有明显的识别标识。

15、避雷装置的安装

15.1在超过周围建筑物或超过地面20 m处安装霓虹灯装置时，应设置避雷装置。

15.2 避雷装置应根据霓虹灯工程中建筑物的防雷类别按照GB 50057的规定和要求加工、制作并安装.15.3 避雷装置的接地装置应符合GB 50169的规定和要求加工、制作并安装。

17、高压配线

17.1 霓虹灯变压器次级输出高压线不允许有导体裸露，必须用高压热缩套管或接线护套做防水绝缘防护。

17.2 电子变压器输出高压导线应采用高绝缘材料的支承物固定，支撑物之间的最大距离：水平敷设0．5 m，垂直敷设O．75 m。

17.3 高压导线连接处应采用高压热缩套管或接线护套做防水绝缘防护。

17.4 电极导线与高压导线连接处应采用高压热缩套管做防水绝缘防护。

17.5 高压线穿过金属板或与金属搭接处必须用穿线护套保护。

17.6 高压线贯穿的板壁或墙壁较厚时，可采用阻燃材料封填，也可采用硬塑料导线管插入直瓷管内进行安装，或采用阻燃的耐压绝缘套管，套管应凸出壁面，应在出、入口处将导线固定。

17.7 整体高压配线系统绝缘防护措施必须满足晴、雨、雪天气正常运行。

第三篇：风电场雷击事故的分析及防范措施

风电场雷击事故的分析及防范措施

摘要：风电场经常发生雷击跳闸事故，通过对事故的分析，提出在多雷山区应采取的一些防雷措施。

关键词：风电场 雷击 防雷分析 防雷措施

一、引言

架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分，由于它暴露在大自然中，易受到外界的影响和损害。而雷击是其中最主要的一个方面。架空输电线路所经之处大都为旷野或丘陵、高山，输电线路长，遭遇雷击的机率较大。雷击放电引起很高的雷电过电压，是造成线路跳闸事故的主要原因。据统计，雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%～70%。

二、典型故障

就拿某风电场为例，某风电场地处丘陵地带，依山傍水，雷电活动较为活跃。当地气象部门统计资料表明该地区落雷较多且强度较大，是典型的多雷地带。进入春夏季节后，该风电场35kV集电线路发生多次雷击事故。最严重的一次雷击发生在六月中旬，四条35kV集电线路过流保护动作跳闸，两条线路35kV开关柜内过压保护器炸裂。巡线后发现线路杆塔及箱式变压器高压侧多处避雷器被击毁，多处瓷瓶炸裂。风机内多个交换机和网关损坏,严重影响了风电场的安全生产运行。

三、雷电事故的判别及特征

架空电力线路由雷电产生的过电压有2种：一种是雷击于线路或杆塔引起的直击雷过电压；另一种是雷电产生电磁感应所引起的感应雷过电压。其中，感应雷过电压是引起线路故障的主要原因。经分析该风电场易遭受雷击的杆塔大都是：

（1）山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔。（2）临水域地段的杆塔。

（3）山谷迎风口处杆塔。而雷电反击是引起箱式变压器内避雷器以及风机内交换机和网关损坏的主要原因。

四、雷击故障产生的原因分析

(1)该地区属于多雷区，气象统计数据表明其年均雷暴日在60d 以上，分布在此区段的35kV架空线路受雷击率较高。而该风场线路设计时没有考虑其环境特殊性，基本按常规设计。

(2)35kV线路上没有安装避雷线，防雷主要靠安装在线路上的避雷器，而避雷器只安装在变电站的出线侧和配电变压器的终端杆，这样造成线路中间缺少保护。

(3)杆塔及避雷器接地存在缺陷。部分杆塔接地电阻较大，致使泄流能力降低，雷击电流不能快速流入大地。另外接地引下线的截面为8mm圆钢，不满足12mm的设计标准。

(4)直线杆塔采用P-20 针式绝缘子。此类绝缘子质量存在缺陷，曾多次发生雷击绝缘子引起的接地故障或短路故障。

五、防雷措施

根据以上分析，可采取如下防雷措施：

(1)35kV集电线路架设避雷线，虽然雷击于避雷线时，由于线路绝缘水平低会引起反击闪络，但避雷线对间接雷击感应过电压的幅值可以减少30%左右，能有效降低线路跳闸率。

(2)提高线路耐雷水平，采用比线路电压等级更高一级的绝缘。如：采用陶瓷横担替代原镀锌铁横担；将原P-20 针式绝缘子更换为防雷绝缘子。都能大大提高线路绝缘水平。

(3)改善杆塔接地网，降低接地电阻对提高架空线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。对于部分位于山顶地势较高处杆塔或高土壤电阻率无避雷器的杆塔，可采用连续伸长接地体将每根杆塔的接地装置连接起来的措施，以形成一条低电阻通道，防止杆塔顶部的雷电场强发生畸变，即防止线路遭受雷击。也可以通过填充降阻剂或置换接地体附近小范围内高电阻率土石以降低接地电阻。

(4)重新测量接地电阻，发现不符合规定的及时整改。检查接地引下线与接地装置的连接是否符合要求，安装是否规范、可靠。(5)完善避雷装置，定期进行避雷器预试验。雷雨季节前加强对线路的巡视。并抽取易受雷击杆塔上的绝缘子进行耐压试验。有不符合规定值的及时更换。

六、结束语

影响架空输电线路雷击跳闸率的因素很多，有一定的复杂性。解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。对处于多雷地区的配电线路，除在设计之初就应考虑其防雷特殊性外，还应充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，然后采取相应的一种或几种防雷措施。在平时运行维护工作中，也应加强防雷装置和接地装置的运行维护，定期检查和测量，才能保证配电线路正常运行。

第四篇：变电站信息系统雷击事故调查分析

摘要

2008年8月21日14时许，**县城北变电站因遭受雷电的影响，致使该站内多套电子电器设备受到不同程度的损坏。经**县防雷中心技术人员现场实地调查、分析，认为这次事故是由于雷电电磁脉冲对这些设备的精密元器件造成了一定程度的损坏，对该站的防雷设施提出了整改意见。

引言

近年来，随着高层建筑的不断兴建和信息处理技术的日益普及，加上各种先进的电子电气设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦建筑物受到直击雷或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场将通过各种途径入侵室内，威胁各种电子设备的正常工作和安全运行，严重时可能造成人员伤亡。

2008年8月21日**县城北变电站遭受雷击电磁脉冲的影响，致使该站设备损坏，造成该站供电范围内所有用户停电，后经启动后备设备恢复正常供电。经检查，发现网通电话不通、主变电器有胶味、网通ups电源未启动，计算机内一自动录音语音数据卡损坏、主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏和机房网通机柜内设备损坏不同程度损坏，造成该站直接经济损失约5万元。

一、变电站住宿楼、值班室和损坏设备的基本概况

**县城北变电站位于江口镇信义开发区中段。住宿楼高约14米，长约30米，宽约8米；值班室高约5米，长约20米，宽约8米；两幢楼间距约12米。大楼的接地装置利用基础地网内的钢筋；接闪器为明敷避雷带，锈蚀严重；网通信号线路缠绕在住宿楼避雷带上。值班室未采取防直击雷措施，值班室中心位置的总控室机柜作了均压连接和接地处理。

该变电站主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块位于总控室内；网通机柜位于住宿楼顶梯帽内，信号线路经缠绕固定在避雷带上后进入网通机柜；自动录音计算机位于值班室西面一约10平方米的房间内单独放置，该计算机后与总控室内设备相连；其自动录音计算机网线经网通机柜输出并缠绕固定在避雷带上后架空进入值班 室接入该计算机，此线起到了不是引下线而胜似引下线的作用。该站在强电方面作了完善的电源防雷保护，但在信号上均未采取 任何防雷保护。

二、事故原因分析

经现场检查放置在住宿楼顶梯帽内网通机柜后，发现机柜内设备不同程度损坏，并通过架空网线接入自动录音计算机语音卡，造成该卡输入和输出端均有明显的损坏痕迹，致使后续设备主变测温模块损坏、cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏。

由于雷击现场没有发现住宿楼天面及其接闪器部分遭受过直接雷击的痕迹和现象，因此确认本次雷击中所损坏的电子设备均属雷击电磁脉冲所致，网通ups可能是由于电磁场干扰造成电压波动而未能启动，并致使后续设备主变测温模块和cdd-t20b一号主变后备保护模块损坏。

首先，发生闪电时，强大的雷电流的主要通道周围产生一定强度的电磁场，置于该磁场内的所有电器、电子设备、金属管道均会产生瞬态感应过电压，并寻找环流出路以求电能释放，环路通道一旦形成则产生瞬态脉冲电流，当电流超过元器件承受能力时，就会造成设备损坏。其次，雷击电磁场能够在回路中和线路上感应出一定强度的瞬态过电压，而感应电流从建筑物防雷装置流过时将在建筑内部空间产生脉冲瞬态磁场，这种快速变化的磁场交链这些回路后，也将会在回路中感应出瞬态过电压，危及这些回路端接的电子设备或者电子元件。而一般的电子元器件的工作电压非常微弱（其工作电压，一般情况下为5-12v）。

三、对该站防雷措施提出的整改意见

经过对雷击现场的实地勘察分析后，发现该站在防雷措施方面存在着一定的缺陷，因此对该站的防雷设施方面提出几点整改意见：

（1）所有信号线路均应远离避雷带，更不应缠绕在避雷带上。

（2）根据相关的规范标准要求，应对弱电设备进行多级的电源防雷保护；网通机柜应作接地处理。

（3）所有输入信号设备应有信号电涌保护器。弱电设备因其抗感应能力较弱，应放置于屏蔽效果较好的橱柜内，其金属构件应进行等电位连接。

（4）各种电子电气设备应与墙体特别是作为引下线的柱子保持一定的距离，以防止大楼遭直击雷或附近遭雷击时产生的感应雷电流沿外墙泄流入地的引下线周围产生较强的电磁场而损坏微电子设备。

第五篇：一起雷击引发的电网事故分析(论文)

一起雷击引发的电网事故分析

巫聪云，王德付

（广西电力调度通信中心，广西 南宁 530023）

摘要：通过一起雷击引发的电网事故，分析了雷击频繁地区输电线路防雷措施缺失和断路器失灵保护拒动对系统造成的重大影响，并结合距离保护的阻抗特性圆和故障录波图进一步解释线路远后备保护拒动和主变零序反时限过流保护越级动作的原因，最后提出相应的防范措施。

关键词：线路防雷；失灵出口；保护配合；拒动；

0 引言

2010 年8 月3 日，由于某局所辖的两条220kV同杆并架双回线连续遭雷击，某局管辖的多条线路及主变先后跳闸。造成220 kV黄桥站全站失压，并导致500kV海港站#1主变跳闸。对此次全站失压的原因进行认真分析，吸取经验教训并制定相应有效的措施对提高电网的安全运行是大有裨益的。事故经过

1.1 运行方式简介

事故发生前，500kV海港站220kV海高Ⅰ线2065开关停电检修，其余元件正常运行。220kV黄桥站双母并列运行：1号主变2001开关、海黄Ⅰ线2053开关、竹黄Ⅰ线2056开关接在Ⅰ母；海黄Ⅱ线2054开关、竹黄Ⅱ线2055开关接在Ⅱ母，母联2012开关合环运行。

220kV竹坪站双母并列运行：1号主变2001开关、竹黄Ⅰ线2057开关、海竹线2053开关接在Ⅰ母；竹黄Ⅱ线2056开关、竹新线2052开关接在Ⅱ母，母联2012开关合环运行。

500kV海港站及其相邻变电站地区环网接线情况如图1所示。：

黄桥站Ⅰ母2053Ⅱ母2001#1主变海港站500kVⅡ母防海乙线205420552056竹黄Ⅱ线竹黄Ⅰ线Ⅱ母Ⅰ母2051海琴线海黄Ⅰ线海黄Ⅱ线海竹线海新Ⅰ线海新Ⅱ线*********0585031500kVⅠ母200120592064海高Ⅰ线2065海高Ⅱ线#1主变2012#1主变2052竹新线竹坪站图1 某地区电网接线图

Ⅰ母Ⅱ母

1.2 事故过程

整个事故过程分为四个阶段，具体情况如下：

第一阶段： 2010年8月3日4时29分45秒，220kV竹黄I、II线同时受雷击发生A、C相间故障，线路两侧主

一、主二保护动作出口，开关三跳不重合。

第二阶段： 4时35分23秒（距第一次故障6分钟后，220kV竹黄I、II线未恢复运行前），因竹黄I、II线再次遭受雷击，220kV黄桥站竹黄Ⅰ线2056开关的A相灭弧室断口发生击穿，220kV竹坪站竹黄Ⅱ线2056开关的C相灭弧室断口发生击穿，线路纵联主保护动作，但由于开关已在断开状态，无法切除故障，线路保护启动失灵跳相应段母线上的所有开关。220kV黄桥站220kV Ⅰ段母线失压，竹黄I线故障点被隔离。由于失灵出口跳母联2012开关的回路故障，母联2012开关未能成功跳开，竹黄II线故障依然存在。

第三阶段： 220kV竹坪站Ⅱ母失灵动作后，由于母联2012开关未跳开，500kV海港站1号主变仍然通过竹海线给竹坪站故障点提供故障电流，海港1号主变两套保护的中压侧零序反时限保护因满足条件动作，出口跳海港1号主变三侧开关。220kV竹坪站1号主变通过母联给故障点提供故障电流，220KV侧零序过流II段一时限动作，跳竹坪主变三侧开关。

由于220kV竹坪站母联2012开关不能及时跳开，系统一直给竹黄Ⅱ线的故障点提供短路电流，4时35分28秒，220kV竹坪站竹黄Ⅱ线2056开关C相灭弧室经长时间的故障电流发热后爆炸，竹黄Ⅱ线Ⅱ母侧刀闸20562刀闸C相支柱瓷瓶断裂，造成220kV竹坪站220kVⅡ段母线C相故障，220kV竹坪站220kVⅡ母两套母差保护动作由第二套母差保护出口跳开2012母联开关，至此故障最终被隔离。

第四阶段：4时35分56秒，220kV黄桥站竹黄Ⅱ线2055开关又因雷击空载线路，开关的B、C相灭弧室断口发生击穿，同样线路保护动作无法切除故障，启动Ⅱ母失灵，失灵保护动作后跳开海黄Ⅱ线2054开关，同时远跳海黄Ⅱ线海港侧2053开关。

至此，220kV黄桥站全站220kV母线失压，220kV竹坪站220kVⅡ母线失压，500kV海港站主变三侧开关跳闸，将500kV电网与220kV电网断开。事故分析

3.1事故原因

经过分析造成此次事故的原因主要有两个： 一是由于雷击线路没有有效防雷措施。

6月至8月间，在南方一般多为雷暴天气，雷击线路现象较为普遍，220kV竹黄Ⅰ、Ⅱ线所在地区雷暴日更为频繁，220kV竹黄Ⅰ、Ⅱ线在遭受雷击跳闸的情况下，由于线路未安装避雷器，空线路再次遭受雷击后，雷电波反射产生的过电压致使开关发生纵向击穿，是导致本次事故发生的直接原因。

二是竹坪站220kV第一套母线保护装置由于驱动芯片MC1413输出异常致使母差失灵保护动作时该继电器未能正确动作，220kV母联2012开关出口中间TJML继电器无法出口，导致失灵保护动作后，出口接点无法接通，造成失灵保护跳竹坪站220kV母联2012开关无法出口，引发了事故范围的扩大。

3.2 保护行为分析

此次事故中，220kV海竹线是海港站与竹坪站之间唯一的联络线，海港站220kV海竹线配置的线路保护为南瑞继保公司的RCS-931AM和RCS-902C保护装置，其中作为竹坪站后备保护有接地距离Ⅱ段、接地Ⅲ段和零序过流Ⅲ段保护。这些后备保护在事故中均没有动作，海港站#1主变零序反时限过流保护动作将事故范围扩大。3.2.1 220kV海竹线保护动作行为分析

针对220kV海竹线保护配置及特点将其动作行为分析如下：

海港站220kV海竹线线路RCS-931AM和RCS-902C保护装置相关整定定值为： 正序灵敏角：78度。零序补偿系数：0.62 接地距离Ⅱ段定值：8.0欧（二次值）；时间：0.9秒。接地距离Ⅲ段定值：9.26欧（二次值）；时间：3.3秒。零序过流Ⅲ段定值：0.24安（二次值）；时间：5.3秒。

1）接地距离Ⅱ段保护

根据整定值和录波数据绘制出接地距离Ⅱ段动作特性圆，以及事故时保护装置测量阻抗的运动轨迹。如图2所示。

图2 测量阻抗在接地距离Ⅱ段动作特性圆的运动轨迹

竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相刚开始击穿，由于开关灭弧气室未完全击穿，电弧电流不稳定，导致短路电流的大小及相位的变化。因此，海港站220kV海竹线距离保护的测量阻抗在距离Ⅱ段动作特性圆边界附近来回移动，保护元件无法连续计时，竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相完全击穿后，短路电流和相位相对稳定，此时，海港站220kV海竹线距离保护的测量阻抗在一段较长的时间内进入距离Ⅱ段动作区，但累积时间只有882.9ms，未达到整定值0.9s，保护不动作。之后，由于海港#1主变三侧开关跳闸，流经220kV海竹线的短路电流变小，因此，测量阻抗基本在距离Ⅱ段动作特性圆外，保护不动作。因此，海港站220kV海竹线接地距离Ⅱ段保护在整个过程中没有动作出口。2）接地距离Ⅲ段保护

根据整定值和录波数据绘制出接地距离Ⅲ段动作特性圆，以及事故时保护装置测量阻抗的运动轨迹，如图3所示。

图3 测量阻抗在接地距离Ⅲ段动作特性圆的运动轨迹

从竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相开始击穿至海港站#1主变三侧跳闸之后的一段时间内，测量阻抗进入接地距离Ⅲ段保护的动作区，海港站#1主变三侧跳闸之后，220kV海竹线提供的短路电流逐渐变小，测量阻抗已移出接地距离Ⅲ段段保护的动作区。在整个事故过程中，测量阻抗进入接地距离Ⅲ段保护动作区的时间只有2.8秒，没有达到整定时限3.3秒，因此，海港站220kV海竹线接地距离Ⅲ段保护在整个过程中没有动作出口。3）零序过流Ⅲ段保护

图4 220kV海竹线电流录波图

海港站220kV海竹线2057开关CT从故障开始到竹坪站220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相爆炸，零序电流持续时间为4515.7毫秒（如图4所示），而零序过流Ⅲ段动作时间整定为5.3秒，因此零序过流Ⅲ段没有动作。

3.2.2 海港站#1主变保护零序过流反时限动作行为分析

由于竹坪站220kV 母联2012开关拒动，220kV竹黄Ⅱ线2056开关C相纵向击穿及线路C相接地故障无法隔离，海港站#1主变仍然通过220kV竹海线给竹坪站故障点提供故障电流，海港站#1主变配置的第一、二套主变保护RCS-978E装置220kV侧零序反时限过流保护在故障后约3.7秒后动作，跳主变三侧开关。

分析：根据零序过流反时限计算公式：

0.02t(I0)＝｛0.14/[(3I0 / IP)－1]｝×TP 式中：TP——时间常数，动作后断变压器各侧开关。IP——基准电流，统一取一次值：300安。

海港站#1主变保护RCS-978CF装置相关定值整定如下：

零序反时限过流定值（电流基准值）：0.12 安（二次值）一次值：300安 零序反时限时间（时间常数）：1.2 秒

零序反时限跳闸控制字：000F（跳三侧开关）

根据海港站#1主变故障220kV侧电流录波图（如图5所示），#1主变220kV侧3IO平均值约为=1.10安（二次值）

图5 海港站#1主变220kV侧电流录波图

代入上式中，则有：

0.02t(I0)＝｛0.14/[(1.10 / 0.12)－1]｝×1.2 ＝3.71秒 因此，海港站#1主变第一、二套主变保护RCS-978CF装置的220kV侧零序反时限过流保护在竹黄Ⅱ线2056开关C相爆炸前动作出口跳开主变三侧开关，将500kV电网与220kV电网进行有效隔离。4 防范整改措施

针对此次事故，经分析以后制定以下防范措施：

1、开展输电线路综合防雷治理工作，有针对性的采取局部加强绝缘、架设耦合地线、减小杆塔保护角等防雷措施。同时，要高度重视线路避雷器安装工作，实践证明，线路避雷器能有效避免由于二次雷击造成开关断口纵向击穿。因此，应将雷暴日频繁地区的输电线路安装线路避雷器列入反事故措施中，并加强反措执行的刚性，加大反措的资金投入，特别是对未安装避雷器的220kV及110kV输电线路应及时进行线路避雷器的加装工作。

2、为了简化失灵保护的二次回路，很多地区对于双母线接线形式的断路器失灵保护只配置了一套，一般都通过第一套母线保护中的失灵保护出口，单一的失灵出口回路故障会引起出口继电器无法励磁，造成失灵保护拒动甚至引发电网大面积停电事故等严重后果。为防止断路器失灵保护由于单一配置的继电器损坏导致保护拒动的事故，失灵保护应按照双重化配置原则进行配置，以提高失灵保护的可靠性。

3、本次事故中暴露出不同原理的500kV变压器220kV侧零序反时限过流保护与220kV线路接地距离保护、零序定时限过流保护存在失配的可能，经过计算后，如满足保护配置要求，可有选择地退出500kV变压器的220kV侧零序反时限过流保护，以避免由于后备保护失陪造成越级动作。

4、与保护设备生产厂家研究实现对保护装置中重要的出口继电器及其回路进行监视，异常时能及时告警的功能，当出口继电器及相关回路发生异常时，装置能及时向后台监控系统发告警信号，运行人员及相关调度部门方可作出正确、及时的判断及处理。

参考文献

[1] 崔家佩,孟庆炎,陈永芳,熊炳耀.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京.水利电力出版社，1993.[2] DL/T559-94,220kV～500kV 电网继电保护装置运行整定规程[S].[3] 唐卓尧,广东省电力系统继电保护反事故措施及释义[M].北京.中国电力出版社，2008

作者简介

巫聪云（1979-），男，本科，工程师，从事电力系统继电保护运行管理工作。联系方式：***（手机）电子邮箱：wu_cy.dd@gx.csg.cn