变电所直接雷的防护
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自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。
现代防雷保护包括外部防雷保护(建筑物或设施的直击雷防护)和内部防雷保护(雷电电磁脉冲的防护)两部份，外部防雷系统主要是为了保护建筑物免受直接雷击事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止雷电波侵入、雷击感应过电压以及系统操作过电压侵入设备造成的毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。
1 雷击造成的主要危害
1.1 直击雷
带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象，称为直击雷。它的破坏力大，若不能迅速将其释放，将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害。
1.2雷电波侵入
雷电不直接放电在建筑和设备本身，而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散，侵入并危及室内测控保护装置等各个系统。因此。往往在听到雷声之前，我们的测控保护装置等可能已经损坏。
1.3感应过电压
一是雷击在设备设施或线路的附近发生，或闪电不直接对地放电，只在云层与云层之间发生放电现象，闪电释放电荷，并在电源和数据传输线路及金属管道上感应生成过电压。二是雷击放电于具有避雷设施的建筑物时，雷电波沿着建筑物上方的接闪器(避雷带、避雷线、避雷网或避雷针)、引下线泄放到大地的过程中，会在引下线周围形成强大的瞬变磁场，轻则造成受到干扰，数据出错，保护误动作：严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统瘫痪。
1.4地电位反击
如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施，接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。此时测控保护装置的接地部分如不在同一个接地点，这数万伏的电位差将装置放电烧毁。
现有变电所的直接雷的防护，主要是由1749年美国人富兰克林发明的避雷针(称传统避雷针)，根据变电所的规模，由若干根针联合保护。它的原理是：利用自身高度使雷云下的电场发生畸变，这种方式虽然简单，但存在许多缺陷：保护范围内存在一定几率的绕击发生；雷击时会引起感应过电压：有接触电压及跨步电压；所以传统避雷针不是现代测控保护微机化的变电所首选保护，宜选用提前放电避雷针，下面介绍一下该避雷针特点。
提前放电避雷针存欧洲已普遍采用。相对于传统的避雷针来讲，该种避雷针不等雷电场强增加到一定的程度就能够提前(30～60us)放电，主动迎接雷电释放异性电荷，从而减弱或消化了雷电云上的电荷，避免了剧烈的闪电发生，提前把雷电流引入大地，降低了接闪时的雷电流脉冲强度，避免了雷电感应引起的二次效应。它主要由三种系统(大气电力电容器、高压脉冲发送系统，电流泄放系统)所组成，并具有双重瞬间放电装置被多层的具有隔绝恶劣环境及水密性的材料所保护，无老化危险，免维护。
3 提前放电避雷针保护的设计
保护半径rp的确定：当避雷针高度高于补保护设施5m时，根据有关标准规定提前放电避雷针保护范围计算公式如下：
rp＝[h(2D －h)＋L(2D＋L]1/2式中D――为滚球半径，取D＝30m：
h――为提前放电避雷针针尖距被保护物的高度；
L――为抢先距离，L＝V×T，其中V为先导传播速度lm/us;
T――为提前放电时间／uS。
当避雷针高度等于补保护设施小于和等于5m时，保护范围查询见表1。
提前放电避雷针具有以下特点：
(1)抢先放电时间30～60us，即优先引雷入地；
(2)在相同的安装高度下，比普通避雷针的保护半径大数倍：
(3)纯物理结构型避雷针，内部无电子器件，无老化，免维护。
(4)外型美观，造价低，选用不锈钢材料，可安装于环境恶劣场所。
(5)重量轻，荷载要求低。
(6)极大限度地防止了雷击中绕击事故的发生。
(7)避免了避雷针过高而吸引雷击的弊端。