变电站站用电系统电网技术论文[全文5篇]

第一篇：变电站站用电系统电网技术论文

1微网系统概述

微网系统将风力发电机所发电力，经风机逆变器转变为交流，提供给微网控制器进行离并网控制。太阳能发电通过光伏控制器转为交流上网，储能系统充放电管理由控制及数据采集系统统一控制和管理。除了风、光等多种新能源，还可以通过柴油发电机以及其它小型发电机结合储能系统统一给负荷供电。

2站用电微网系统关键技术

站用微电网是由光伏发电、风力发电以及储能装置和监控、保护装置汇集而成的变电站供电的小型发配电系统，它能够不依赖大电网而正常运行，实现区域内部供需平衡。当站用电正常供电时，首先消纳微网系统电能，实现系统电能消耗的减少和节约，当变电站电网系统出现故障，站用微电网可以为变电站提供必要的电源，从而保证控制系统正常运行，降低变电站故障恢复时间。

2.1站用电微网系统组成1）风力发电系统,通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；

2）光伏发电系统,利用太阳能电池板将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；

3）储能系统，使微网既可以并网运行，也可以独立孤网运行，并保证功率稳定输出。储能电池组在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用；

4）逆变系统，由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220V交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；5）监控系统，系统可以监控分布式能源运行数据，调整运行策略，控制运行状态。智能能量控制管理部分是保证电源系统正常运行的重要核心设备。

2.2站用电微网系统功能系统主要实现以下功能

1）微网系统包含光伏发电、小型风力发电机和储能设备。通过微网控制系统监控分布式能源运行数据，调整运行策略，控制运行状态；

2）微网系统独立运行时，储能设备作为独立运行时的主电源；当光伏发电系统和风力发电系统全部退出运行时，主电源的功率大于微网内所有负荷的功率时，微网系统会根据实际情况对所供负载进行容量调节和超限保护；

3）对于主从控制的微网，如果分布式电源的出力大于负载，会出现多余功率到送给主电源情况（如果不允许倒送），因此在微网独立运行时，可根据实际情况调节分布式电源出力的控制策略；

4）通过微网监测平台，全方位实时展示分布式电源运行状态、风、光信息及微网运行过程，为分布式电源及微网技术的推广应用，起到示范作用。

2.3引入微网系统条件

将微网系统引入站用电系统时，主要考虑其发电单元可利用的自然资源情况。参考风电场和太阳能光伏电站的设计条件以及相关规程规范，站用电系统中引入微网时，该变电站应满足以下条件：

（1）变电站所在地区10m高度处，年平均风速在5.6m/s以上；

（2）变电站所在地区太阳能总辐射的年总量在1050~1400kWh/（m2a）以上；

（3）变电站所在地区太阳能资源稳定程度指标在4以下。

3站用电微网系统设计

3.1功能定位

1）作为站用电系统电源的补充，减小站用电系统从电力系统的受电比例；

2）作为变电站启动电源，取代常规变电站站外电源。在变电站完全停电时，利用微网系统发出的电能启动站用电系统，完成主变压器和站用变压器的充电，再利用站内电源完成整个变电站的启动。在整个启动过程中，尽可能利用微网系统。本文考虑经济性因素，推荐变电站微网系统应以取代站外电源作为启动电源为目标，在现阶段技术条件下，采用站外电源和微网系统共用的过渡方式。

3.2接线方案

站用电系统结构如图1所示，储能设备、光伏发电和风力发电以图2的形式并列接入交流低压母线。微网与外部电网有一个统一的联络开关。控制策略采用主从控制设计，即在并网运行时，主电网作为主电源；在孤网运行时，蓄电池储能设备作为主电源。图1站考虑到微网系统的可靠性要求相对较低，而站用直流系统的可靠性要求较高，因此推荐为微网系统单独设置蓄电池，而不将站用直流系统的蓄电池与微网系统蓄电池合用；考虑到站用电负荷的特性，具有一定的分散性，且常规负荷均为交流负荷，因此推荐微网系统采用交流并网模式。

3.3设备选型及布置方案

1）风力发电机根据运行特征和控制方式可分为变速恒频风力发电系统和恒速恒频风力发电系统，根据风轮轴的位置可以分为垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机。现风力发电机多采用变速恒频系统，而采用垂直轴还是水平轴则需要结合自然条件和功能需求确定。布置风电机组时，在盛行风向上要求机组间隔为5~9倍风轮直径，在垂直于盛行风向上要求机组间相隔3~5倍风轮直径。风电机组具体布置时应根据风向玫瑰图和风能玫瑰图确定风电场主导风向，对平坦、开阔场址，可按照以上原则，单排或多排布置风电机组。在多排布置时应呈梅花型排列，以尽量减少风电机组之间尾流影响。

2）太阳能光伏电池单晶硅、多晶硅太阳电池由于制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高，被广泛应用于大型并网光伏电站项目。太阳能光伏电池一般均安装在户外，电池板必须采用能经受雨、风、砂尘和温度变化甚至冰雹袭击等的框架、支撑板和密封树脂等进行完好保护。光伏方阵有3种安装形式：

1）安装在柱上；

2）安装在地面；

3）安装在屋顶上。采用哪一种安装形式取决于诸多因素，包括方阵尺寸、可利用空间、采光条件、防止破坏和盗窃、风负载、视觉效果及安装难度等。

3）储能装置

目前，国内变电站或配网运行的储能系统大多采用铅酸蓄电池，其维护量较小，价格低廉，但使用寿命和对环境的影响是其较大缺点。

4站用电微网系统应用实例

依托辽宁利州500kV变电站，对站用电微网系统的应用开展研究。根据站用电负荷需求以及站址位置的自然资源条件，提出了微网系统的配置方案。

4.1站用电负荷分析

根据本站的建设规模以及对站用辅助设施的用电量计算分析，本站在远景规模下的最大用电负荷为633.6kVA。变电站启动负荷主要考虑2台500kV断路器和2台66kV断路器伴热带负荷。经计算，变电站启动所需功率为20kW，容量为10kWh。

4.2风机配置

根据本站站址位置风资源实测结果，并考虑以下因素：

1）站址内设备众多，高空线缆密布，东西侧为进出线方向；

2）作为站自用电风机，不宜距离用电地点过远；

3）站址区域地形影响；

4）风机安全距离取两倍塔高，防止意外情况发生时造成周围建筑、设施二次损害；

5）办公楼楼顶的光伏设施不能被遮挡，因此风电机组的高度受到限制，不宜超过40m。本站考虑选用1台50kW风力发电机。

4.3太阳能光伏电池板配置

通过对站址太阳能资源评估成果计算，本区域固定倾角形式的光伏板在倾角为38.4度左右时，接受的太阳能辐射量最大，同时考虑与楼宇的协调性和光伏板间距等，最终决定光伏板倾角为30度。为保证全年真太阳时9时至15时内前后光伏板组件互不遮挡，结合光伏板的尺寸和布置形式，根据冬至日上午9时的太阳高度角和方位角进行计算，得到各光伏板间的南北行距为2m，该间隔同时可以供维护人员过往使用，板与板东西间隔预留5cm。综合上述布置要求，共布置98块190Wp光伏板，计18.62kW。经估算，系统25年运行期年平均发电量为24.64MWh，多年平均等效利用小时数为1323h。

4.4储能装置配置

考虑储能装置的经济性及变电站内可利用的占地面积，采用蓄电池作为储能装置，容量按满足变电站启动要求考虑。蓄电池放电功率按20kW、放电时间按0.5h考虑，经计算，考虑一定裕度，蓄电池容量取200Ah。

4.5微网系统的控制与保护

1）监控系统：系统可以监控分布式能源运行数据，调整运行策略，控制运行状态；

2）控制系统：保证站用电系统优先使用分布式发电装置发出的电能，并满足蓄电池智能充放电要求；

3）保护系统：配置有硬件故障保护和软件保护，保护功能配置完善，保护范围交叉重叠，没有死区，能确保在各种故障情况下的系统安全。

5经济技术分析

根据辽宁利州500kV变电站微网系统的配置方案，同时对原站外电源引接方案进行优化，对站用电微网系统引入进行经济技术比较。

5.1站外备用电源经济技术比较

前期设计方案中，站用备用电源采用66kV接网方案，站内外总投资约525万元。该方案可靠性较高，投资也较高。将站外备用电源优化为从变电站附近的10kV线路“T”接，站内设10kV箱式变电站1座。该方案站内外投资共约为256万元，比66kV站外电源方案节省投资约269万元。此方案可靠性比66kV站外电源方案略低，但能够满足本站对备用电源可靠性要求。

5.2站用电微网系统投资分析

依托工程微网系统发电装置总投资约为253.2万元，总计站用电系统投资509.2万元，比前期可研方案略低，但由于增加了新型能源发电方式，可靠性水平比可研方案明显增加。新型能源年发电量约为139.6MWh，每年节约资金139.6MW×0.6元/kwh=83760元，在变电站全寿命周期内，具备可回收性。新型能源产生的发电效益，不但明显减少了站用电系统电量消耗，也为降低网耗做出贡献。

6结论

站用电微网技术为分布式发电及可再生能源发电技术的整合及在变电站中的应用提供了灵活、高效的平台。随着可再生能源发电产品及技术的进一步提升和变电站应用新型能源技术的进一步成熟，新型能源及微电网技术必将在变电站站用电系统中得到推广应用。

第二篇：用电营销中智能电网技术论文

一、智能电网技术

对消费者的具体用电情况进行收集、测量、分析以及储存，能够有效实现信息采集、实时通信、数据综合分析、需求响应以及双向计量。高级量测体系技术是智能营销基础技术、能源分布式接入以及用户双向互动的基础保障和重要技术支持。量测数据管理系统、通信网络以及智能电表是目前我国智能电网高级量测体系技术的主要组成部分。

二、智能电网技术在用电营销中的应用

（一）智能化抄表

随着我国智能电网技术的不断发展，智能化抄表不断应用于我国电力营销中，有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块，采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术，远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据，同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区，抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表，及时掌握用户的用电信息。

（二）智能化自动配电系统

智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术，构建用电营销智能化系统，提升用电营销效率。目前，我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势，同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前，我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善，已能够兼容GPRS通讯网络，同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享，有效提升了我国用电营销管理水平。

（三）营配信息通信一体化平台

营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上，采用先进现代化信息传输技术，构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道，该传输线路以光纤为主要通道，宽带无线网络为辅助通道，并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前，我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性，同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护，推动了我国电力营销的不断发展。

（四）智能交互仪表

智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道，电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销，对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现，同时采取相关解决措施，有效避免电网出现盗电现象。

三、结束语

通信及信息技术、能源分布式接入技术以及高级量测体系技术等及是目前我国主要智能电网技术。随着我国智能电网技术的不断发展，智能化抄表、智能化自动配电系统、营配信息通信一体化平台以及智能交互仪表等智能电网技术广泛应用于我国电营销中，提升电网营销效率，提升了我国电力营销智能化管理水平，推动我国电力营销的不断发展。

第三篇：用电营销中智能电网技术的论文

一、智能电网技术在用电营销中的应用

（一）智能化抄表

随着我国智能电网技术的不断发展，智能化抄表不断应用于我国电力营销中，有效提高了我国用电营销效率。远程抄表和抄表设备智能化是目前我国电力营销中智能化抄表的主要体现。远程抄表即是利用智能电表上的后台控制系统和数据采集模块，采用低压配电线、通信网络、现场总线以及串口数据传输等通讯技术，远程自动抄录、统计用户智能电表用电表数据，同时进行自动计费。对于一些未能实施远程抄表的地区，抄表人员可以携带准确可靠、便于操作的智能化抄表设备进行实地抄表，及时掌握用户的用电信息。

（二）智能化自动配电系统

智能化自动配电系统即是综合运用微机控制技术、电力网络技术以及通讯网络技术，构建用电营销智能化系统，提升用电营销效率。目前，我国用电营销中的智能化自动配电系统具有覆盖范围广、供电可靠性高以及监控实时性强的优势，同时为远程抄表提供了信息交流基础。目前，我国智能化自动配电系统在功能方面不断完善，已能够兼容GPRS通讯网络，同时也有效实现了用电营业管理信息系统与自动抄表系统之间资源共享，有效提升了我国用电营销管理水平。

（三）营配信息通信一体化平台

营配信息通信一体化平台即是在拓扑关系、基础资源、客户资料模型以及电网设施的基础上，采用先进现代化信息传输技术，构建用户停屈媛媛国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西西安710000电管理、供电稳定性管理、报装业扩辅助以及线损管理和电网CIS一体化的信息服务平台。主、辅、补充相结合的信道组合是目前我国营配信息通信一体化平台的主要传输通道，该传输线路以光纤为主要通道，宽带无线网络为辅助通道，并在传输过程中采用公共信息网络进行有效补充。目前，我国营配信息通信一体化平台了公共有效确保用户用电信息传输的正确性、完整性以及及时性，同时也便于电力企业对电力营销的实时监控和维护，推动了我国电力营销的不断发展。

（四）智能交互仪表

智能交互仪表即是利用网络将采集到的有价值的客户用电信息自行向电力相关部门传递的设备。智能交互仪表为双向交流沟通渠道，电力相关部门能够实时、准确地跟踪和监控电力传输和营销，对于电力运输及储存过程中出现的耗损情况和环节能够及时发现，同时采取相关解决措施，有效避免电网出现盗电现象。

二、结束语

通信及信息技术、能源分布式接入技术以及高级量测体系技术等及是目前我国主要智能电网技术。随着我国智能电网技术的不断发展，智能化抄表、智能化自动配电系统、营配信息通信一体化平台以及智能交互仪表等智能电网技术广泛应用于我国电营销中，提升电网营销效率，提升了我国电力营销智能化管理水平，推动我国电力营销的不断发展。

第四篇：电网中变电运行技术的研究与分析

电网中变电运行技术的研究与分析

【摘要】电力工业是一个对现代化技术水平要求较高的行业，随着电力工业的不断发展，对变电运行技术的要求也日益提高。因为如果发生变电事故，不仅会造成经济损失，还会危及到电网的安全，因此，我们必须要对电网中的变电运行技术进行有效地研究和分析，这具有重要的理论意义及实际的应用价值。本文主要介绍了现代电网的特征、变电运行的必要性以及电网中的变电运行技术。

【关键词】电网，变电，运行技术，分析

1、智能变电站的特点

1.1智能变电站与传统变电站的区别

与传统变电站相比，智能化变电站内的数据采集、传输、控制等过程全部实现数字化控制，同时还兼备支撑智能化电网要求。实现的主要形式基于“数字化变电站”及其高级应用。注重坚强、可靠、安全、高级互动功能。在变电站内部能实现不同厂家设备互动操作，也实现电气一次、二次设备的状态监控和检修。1.2智能电网的特点

智能电网对变电运行工作提出更高要求：要求变电站设备具有高级自判断及处理能力，要求事先对可能发生的事故进行预测，以便在事故发生时做出快速响应，来降低事故的影响；智能电网具有优化能效能力，要求多种资源即插即用，以稳定、环保、高效、经济等方面作为目标；提前对可能发生的事故进行预测；在事故发生时刻，更加能够快速响应；在事故发生后，具有快速自愈能力，事故发生后能够在短时间内恢复到正常生产方式。1.3高级功能

智能电网具有高级分析能力，通过智能化设备帮助决策阶层理解当前的电网运行情况，提供决策佐证；还具备系统规划的能力，通过系统优化计算，自动选择数据模型，自动输入监理模型的基础数据，来帮助指导电网规划者的决策；通过可视化设备帮助操作人员更好地理解当前电网的状态，提高运行人员决策的正确率。1.4智能辅助系统的应用

建立变电站智能辅助系统综合监控平台，充分利用智能设备能够24小时不间断监控的优势，对系统中设备及运行环境突发故障实现在线处理。能够实现变电站集中管理功能，科学、高效对设备运行综合诊断。通过这一系统，提高变电站运行管理集约化，真正实现“数据集成、业务协同、管理集中、资源共享”。在智能电网的规划目标中，高度集成的通讯和自动化技术，能够为变电站“五遥”提供更为丰富和可靠地支撑。这将意味着集中控制能够真正实现。变电运行管理模式发展状况

变电运行工作内容主要包括了变电站的实时监控、接受命令、下达命令、定期巡视和设备维护、接收调度命令并执行倒闸操作，此外还需要保证现场工作环境安全。为了完成以上工作职能，国内供电企业的变电运行模式进行了多种尝试，先后主要经历了常规站、集中监控站和监控中心与操作队分设化管理模式。也代表着变电站运行管理的不断进步。2.1.1常规站

常规站的变电运行模式通常要求站内每个职位设置一个工作班组，但考虑到在事故处理时至少需要两个操作小组，并且主控室中至少有一人进行监控和接听电话保持与外界的联系，因此每值至少需要3人。通常实行的是48h的“三班倒”值班制度。常规站变电运行模式具有响应速度快，可靠性高的特点，且能保证运行人员对现场情况十分熟悉。但是，如果按照常规站的变电运行管理模式，随着220kV及以上等级的超高压变电站的成倍增长，变电运行人员数量将逐年增长。2.1.2集中监控站

集中监控站主要是以集中监控中心负责全区的监控，按照变电站所在位置开展分区域设立操作队负责该变电站的运行管理。国内已经使用过的集中监控站模式主要有监控与操作一体化、监控管理区域化以及监控与操作分设化三种模式。2.1.3监控中心与操作队分设化管理

监控与操作分设化模式能够促进变电站内职能划分，使其各司其职，增加变电站时不需要增加监控人员数量，在一定规模的变电站下能够起到显著的减员效果。在实际运行中，一般分工为对后台设备的运行和冷备用间的部分操作、操作预令的转达和紧急事故处理与汇报工作都可以交由监控人员执行。

3、智能电网对变电运行的要求 3.1有利因素

3.1.1智能电网的独特性和优点

鉴于智能电网的独特性和优点：综合了传感测量技术、自动控制技术、能源电力技术、信息通信技术和分析决策技术，信息数据高度集中，与基础设施联系非常紧密。所以，对变电运行提出了更高的要求。随着信息技术的发展，监控系统和远控工作站运行可靠性大大提高。监控系统趋于集中化、人性化和可视化，相对也降低监控人员的工作量。充分发挥智能变电站的优势，可以为供电企业“减人增效”，达到相对提高值班人员的薪酬，提高人员主动性的目的。

3.1.2智能电网具有高端的分析能力

在事故发生时做出快速有效的响应，以便最大范围内降低事故影响；智能电网具有系统的规划能力，要求指导者的决策应该以数据分析和建模判断为依据，且功能的实现应该经济有效；智智能电网中变电运行管理模式探讨能电网能够辅助决策，电网状态实现可视化，有利于操作人员进行分析和判断。智能电网的实现为变电运行模式的优化创造了条件，3.2安全管理工作

充分利用“两票系统”和“智能辅助系统”监督作用，完善变电站安全生产目标、安全制度，督促操作人员严格执行“两票三制”，提前控制安全风险。3.3处理缺陷

常规站处理缺陷的程序是运行人员在现场先发现设备缺陷或隐患，然后汇报给检修人员。检修人员安排检修计划，协调停电时间。设备故障处理需要一定时间，使得设备的不良状况运行时间增加，威胁到电网的运行安全性。假设将一般缺陷或故障交给具有故障处理能力的运行人员执行，必然会减少设备的不良状态运行时间，提高设备的效率，同时，还可以缩减检修人员的工作量，进而实现减员效果。3.4监控中心

监控中心负责接受调度指令并将其转发给操作队，由操作队进行指令的执行。如此，可以实现以下两个职能：操作一次设备，由监控中心运行人员进行遥控操作；操作二次设备或者机构电源开关时，由监控中心转达操作队，操作队进行现场操作。3.5调控一体化 3.5.1运行管理模式

在智能电网时代，建议采用“调控一体化”的运行管理模式较为适宜。“调控一体”是将调度与监控中心职能进行合并，变电运行操作完全由调度人员负责。“调控一体”整合了调度发令和遥控操作两项任务，大大提高了反应速度，提高了工作效率，也大大增加了调度员的职能范围。相应的，电网电气设备的巡视维护和检修等工作则交由维护人员负责管理，维护人员包括了原操作队、维修、保护、通信和自动化等班组，新建成为一个“大变电工区”。3.5.2优点

建设“调控一体化”变电运行管理模式帮助缓解变电运行值班人数，实现工作扁平化，提高了工作效率和安全运行水平。该模式能够符合智能电网需求，特别适合需要快速反应的情况，对于解决紧急电网事故和异常情况特别有效，是执行速度最快的调控一体化运行模式。3.5.3特点

“调控一体化”还融合了调度运行和变电运行两方面的专业知识，对调度人员的素质提出了更高的要求。站内所有维护人员都直接受令于调度人员，系统的反应速度得到大大提高。4 结论

现阶段我国电网正处于现代电网向智能电网过渡中，现存管理模式较多。将来，在智能电网时代采用“调控一体化”管理模式是必然的选择。但是在这种模式下，必须提高相应工作人员的专业技能能力。因此，供电企业应该加强对员工的培训工作，不断引进先进技术与人才。随着科技的进步，“调控一体化”管理模式仍然处于探索和发展中，只有不断改进和完善变电运行管理模式，才能使得电网发展得到保证，满足现代社会发展对电能的迫切需求。【参考文献】

[1]曹岩美.建设“调控一体化”系统与提升电网调度管控能力探讨.现代商贸工业，2011,23(22).[2]张鹏，宋云令，高青.智能电网变电运行模式探讨.企业技术开发，2011,30(1).[3]李正光.浅谈店里变电无人值班运行管理模式及特点.城市建设，2010(2).[4]张茜茹.智能变电站主要设备的全寿命周期管理.华北电力大学，2011.（4）[5]郭云昭.浅谈变电站运行管理.林业科技情报，2010(4).[6]裴剑.智能运行系统在变电站的应用.华中电力，2006(4).

第五篇：供配电系统技术论文

供配电系统心得体会 在任何给定时刻，世界上都有1800场雷电在发生，每秒大约有100次雷击。在美国，雷电每年会造成大约150人死亡和250人受伤。全世界每年有4000多人惨遭雷击。在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均每年会被击中一次。每座1200英尺的建筑物，比如广播或者电视塔，每年会被击中20次，每次雷击通常会产生6亿伏的高压。

每个从云层到地面的闪电实际上包含了在60毫秒间隔内发生的3到5次独立的雷击，第一次雷击的峰值电流大约为2万安培，后续雷击的峰值电流减半。最后一次雷击之后，可能会有大约150安培的连续电流，持续时间达100毫秒。

经测量，这些雷击的上升时间大约为200纳秒或者更快。通过2万安培和200纳秒，不难计算得到dI/dt的值是每秒10^11安培。可见雷电是不可阻止的其危害也是无穷大的，所以我们要不但提高防雷技术，提高防雷意识并曾加防雷措施。

一、雷电的基本知识

1.雷电的分类

雷电分直击雷、电磁脉冲、球形雷、云闪四种。其中直击雷和球形雷都会对人和建筑造成危害，而电磁脉冲主要影响电子设备，主要是受感应作用所致；云闪由于是在两块云之间或一块云的两边发生，所以对人类危害最小。

直击雷就是在云体上聚集很多电荷，大量电荷要找到一个通道来泄放，有的时候是一个建筑物，有的时候是一个铁塔，有的时候是空旷地方的一个人，所以这些人或物体都变成电荷泄放的一个通道，就把人或者建筑物给击伤了。直击雷是威力最大的雷电，而球形雷的威力比直击雷小。

2、雷电对电气系统的危害

雷电对电力系统的伤害分为：直击，绕击，反击，感应，侵入等几类。雷成的过电压具有波峰陡，波幅大的特点，对系统中绝缘最薄弱的设备（如变压器等）威胁最大，户外架空线及开关闸刀互感器的绝缘瓷瓶都会受到威胁，甚至室内的电气设备也会受到雷电波的侵害。除了设备的直接损失，线路跳闸，局部停电，所造成的间接损失更大。

二、防雷装置和措施

1避雷器

避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时装置与地绝缘，当出现雷击过电压时，装置与地由绝缘变成导通，并击穿放电，将雷电流或过电压引入大地，起到保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷器

2、接地装置

现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地都是合在一起的，组成综合接地系统，接地电阻通常要求小于4Ω（鉴于目前高层建筑智能化设施日益增加，设计时接地电阻不宜大于1Ω）。因为高层建筑的钢筋混凝土基础埋地深，与大地的接触面积大，其

接地电阻比一般人工接地所得到电阻低得多，容易满足上述要求。考虑到大部分高层建筑的基础均做了防水处理，致使接地电阻增大，应尽量在建筑物周边做圈式接地，周圈式接地可避开防水处理层，同时由于接地体埋在基础的外边，也具有均衡电位的效果，提高了安全性。某酒店及办公为一体的高层综合大楼就是遇到这种情况，加上大地土壤电阻率偏高，基础完工测试接地电阻无法满足设计要求，后采用上述方法处理，效果显著。在大地土壤电阻率高的地区，当一般做法的联合接地体的接地电阻值难以满足要求时，可以采用向外延伸接地体、改良土壤（换土、采用降阻剂）、深埋电极以及外引等方式。

3.接闪器

接闪器有避雷针、避雷带（网）、消雷器等几种，采用何种方式应根据建筑物的造型及避雷效果而定。目前一般高层建筑较多采用避雷针、明装避雷带和暗装避雷网相结合的方式，接闪器的布置应符合下面要求。

建筑物30m以上部分，每两层在外围用扁钢做暗敷水平避雷带（可兼做均压环及金属预埋件）；楼顶可利用梁、板内钢筋相互焊接成尺寸不大于10*10m暗装避雷网。此外，高层建筑的屋顶的金属旗杆、广告牌、钢爬梯、风冒、透气管、水管、设备等必须与就近的避雷带、避雷网焊接。利用不锈钢栏杆楼梯的上人屋面女儿墙，可在其下暗敷扁钢与支架和引下线焊接牢靠，栏杆间和支架也应焊接。

塔楼顶采用避雷针时，为了降低避雷针的高度，增强防雷效果，可采用半导体少长针消雷装置（一般用于35m以上的建筑）及避雷针。

3.引下线及均压环

高层建筑柱主筋和梁板钢筋可直接利用作为引下线和均压环，但应注意意引下线、接地装置、均压环和接闪器间必须牢固可靠地连接。当建筑物高度超过30m时，每三层沿建筑物四周设置均压环，30m以上外墙栏杆、金属门窗等较大金属物通过预埋件与均压环或引下线相连；建筑物内的各种竖向金属管道每三层要与均压环连接一次，平行或交叉的管道间也应跨接。

高层建筑室外玻璃幕墙、大型复合金属板及不锈钢金属面材的应用增强了建筑的艺术效果，但同时也对防雷提出了要求。由于幕墙的面板是装在金属龙骨架由支座固定在主体结构预埋件上，支座是与预埋件焊接的，所以只需将该处的圏梁或柱与支座预埋件、引下线可靠连接即可满足要求。

4、防范措施

由于高层建筑在结构上已形成等位体，雷击对电气设备的损害主要是感应雷造成的。感应雷通过以下途径入侵：

(1)雷电的地电位反击电压通过接地体入侵；

(2)由通信信号线路入侵。

(3)由交流供电电源线路入侵。

为防止雷电波侵入，在建筑物内供电线路的各部位逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压；进入建筑物的各种线路及金属管道应全线埋地引入，在入户端将电缆的金属外皮、钢皮及金属管道应与接地装置连接；进出建筑物的各种金属管道及电气设备的接地装置，应在进出处与防雷接地装置连接。

室外安装有空调主机及其支架的高层住宅，应在窗洞口下方30cm~50cm处预先埋设密封性良好的金属分线盒，盒内敷设镀锌扁铁。扁铁的一端与主体内均压环或钢筋引下线焊接，另一端与带铜接线端子的10mm2以上的多股导线相连接，待使用时，将盒子内的导线引出连接到空调室外机及其支架。

固定在建筑物上的彩灯、航空障碍灯及其它用电设备的线路则采用置于接闪器保护内、线路外穿钢管及配电箱装设过电压保护器等措施保护。

5、防雷新技术

由中国科学院研究员、国际宇航科学院院士在国际上首次提出了通过消除雷击危险性，使保护目标不再遭受雷击的新一代避雷技术，称为“智能避雷技术”。以原中国科学院空间中心电学组专家团队，经过十多年的潜心研究开发，从理论分析、模拟计算、实验测试、模型实验、工程实用化研究、外场实验等各个角度和方法的研究，都证明了这一技术的合理性和可行性。期间经多次大小各类专家会议的评审鉴定，得到充分肯定，被誉为“21世纪防雷事业的曙光”。

三、电气设备的接地与接零

'所谓接地，就是电气设备的任何部分与土壤间作良好的连接。在这里，接地系统按其设备和作用可分为保护接地、工作接地、保护接零和重复接地4种。在正常或事故状态下，为了保证电气设备可靠运行，而将电力系统中某一点进行接地，无论是直接接地或经特殊装置接地均称工作接地;当电气设备与带电部分相绝缘的金属外壳由于绝缘破坏可能带电，造成触电事故，为了防止这种触电的危险而将金属外壳或构架同接地体之间作良好的连接，使设备外壳保持和大地同为零电位，称之为保护接地;如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接接地系统中的零线连接，（称为保护接地）？如果将与带电部分相绝缘的金属外壳或构架与中性点直接地系统中的零线连接，称为保护接零;将零线的一点或几点再次与地作金属性连接，称为重复接地，总而言之，无论是接地和接零，其目的不外乎有两个：一是电气设备在任何范围内，它的金属外壳及其靠近它垢金属结构都始终保持低电位，以防触电危险，确保人身安全。二是提供可靠的电气通路。就是在接地短路电流通过时也不会有火花或其它明显的过热现象，以避免易燃物质或气体引燃，造成火灾危险。

1安全电压

安全电压是在一定条件下、一定时间内不危及生命安全的电压。安全电压的限值是在任何情况下，任意两导体之间都不得超过的电压值。我国标准规定工频安全电压有效值的限值为50V。我国规定工频有效值的额定值有42V、36V、24V、12V、和6V。特别危险环境使用的携带式电动工具应采用42V安全电压；有电击危险环境使用的手持照明灯和局部照明灯应采用36V和24V安全电压；金属容器内、隧道内、水井内以及周围有大面积接地导体等工作地点狭窄、行动不便的环境应采用12V安全电压；水上作业等特殊场所应采用6V安全电压。

2单相触电

当人体直接碰触带电设备其中的一相时，电流通过人体流入大地，这种触电现象称为单相触电。对于高压带电体，人体虽未直接接触，但由于超过了安全距离，高电压对人体放电，造成单相接地而引起的触电，也属于单相触电。

3两相触电

人体同时接触带电设备或线路中的两相导体，或在高压系统中，人体同时接近不同相的两相带电导体，而发生电弧放电，电流从一相导体通过人体流入另一相导体，构成一个闭合回路，这种触电方式称为两相触电。发生两相触电时，作用于人体上的电压等于线电压，这种触电是最危险的。

4跨步电压触电

当电气设备发生接地故障，接地电流通过接地体向大地流散，在地面上形成电位分布时，若人在接地短路点周围行走，其两脚之间的电位差，就是跨步电压。由跨步电压引起的人体触电，称为跨步电压触电。

5、触电事故抢救

(一)现场急救原则：

1、迅速：施救者要迅速将触电者移到安全的地方进行施救。

2、就地：要争取时间，在现场(安全地方)就地抢救触电者。

3、准确：抢救的方法和施救的动作要正确。

4、坚持：急救必须坚持到底，直至医务人员判定触电者已经死亡，才能停止抢救。

(二)现场急救措施：

1、立即切断电源，或用不导电物体如干燥的木棍、竹棒或干布等物使伤员尽快脱离电源。急救者切勿直接接触触电伤员，防止自身触电而影响抢救工作的进行。

2、当伤员脱离电源后，应立即检查伤员全身情况，特别是呼吸和心跳，发现呼吸、心跳停止时，应立即就地抢救。

3、呼吸心跳均停止者，则应在人工呼吸的同时施行胸外心脏按压，以建立呼吸和循环，抢救一定要坚持到底一直到医护人员到达。