一种用于户外配电站的防雷系统及其防雷方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于户外配电站的防雷系统，包括泄放电子系统以及与所述泄放电子系统连接的物理避雷子系统、浪涌抑制子系统、电磁屏蔽子系统，所述物理避雷子系统用于将雷电过程中产生的电流引流到大地，所述浪涌抑制子系统用于对输电线路中的雷电强电流进行预分流和现场分流以降低输电线路中的过量电流，所述电磁屏蔽系统用于屏蔽雷电泄放过程中产生的强电磁波以防护通信线路，所述泄放电子系统用于泄放雷电过程中的强电流，同时本发明专利技术还提供了一种用于户外配电站的防雷方法，本发明专利技术结构设计合理，通过避雷、预分流以及现场分流的保护措施，有效地降低了雷电对户外配电站造成的损坏，大大提升了户外配电站的防雷性能。

A Lightning Protection System for Outdoor Distribution Station and Its Lightning Protection Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于户外配电站的防雷系统及其防雷方法
本专利技术涉及线路防雷
，尤其涉及一种用于户外配电站的防雷系统及其防雷方法。
技术介绍
随着我国经济社会的迅速发展，社会用电量不断增长，电能质量要求也不断提高，对电力系统的稳定性与可靠性提出了更高的要求。变电站作为电力系统中电压等级变换、电能集中分配的场所，对电力系统的稳定运行有着重要的意义，一旦发生故障将对电力系统的正常运行造成极大的影响。变电站雷电入侵的方式主要有接地线入侵、信号线入侵以及电源线入侵。接地线入侵，变电站为了保护站内电气设备的工作安全，设置有避雷针等专用避雷装置。当雷电强度较高时，在避雷针的引导下，雷电会将电流沿避雷针流向大地，并在变电站周围进行释放，由于大地本身存在电阻值，会在变电站附近形成较大的雷过电压，有时甚至可达数十千伏，从而对变电站内大量二次设备造成严重的损坏。信号线入侵，变电站作为一个信息化、自动化程度较高的控制调度中心，内部布置有大量二次系统通信线路。当雷电入侵通信线路后，会在电气设备二次系统接口处产生高达数千伏的过电压，进而对通信接口、调制解调器、光电隔离器及其他通信装置造成损坏。电源线入侵，架空线路作为变电站的电源输入，由于架设高度较高，容易受到感应雷甚至直击雷的雷击。一旦受到雷击后，线路中将形成较高的过电压，经过变压器耦合后进入低压侧，进而入侵变电站的各类控制装置，威胁整个变电站的稳定与安全。我国疆域辽阔，部分地区雷电多发，成为变电站的重要安全隐患，一旦变电站发生雷电入侵，不仅将造成变电站内电气设备的损毁，还可能给区域供电带来隐患，造成较大的经济损失，存在一定的缺陷。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种用于户外配电站的防雷系统，能够将雷电过程中产生的强电流进行合理泄放，降低雷达对户外配电站造成的损坏，提升户外配电站的防雷性能。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种用于户外配电站的防雷系统，包括泄放电子系统以及与所述泄放电子系统连接的物理避雷子系统、浪涌抑制子系统、电磁屏蔽子系统，所述物理避雷子系统用于将雷电过程中产生的电流引流到大地，所述浪涌抑制子系统用于对输电线路中的雷电强电流进行预分流和现场分流以降低输电线路中的过量电流，所述电磁屏蔽子系统用于屏蔽雷电泄放过程中产生的强电磁波以防护通信线路，所述泄放电子系统用于泄放雷电过程中的强电流。优选地，上述用于户外配电站的防雷系统中，所述泄放电子系统包括接地体模块以及防护围栏模块，所述接地体模块埋设于大地，所述接地体模块用于将雷电过程中产生的强电流引导到大地，所述防护围栏模块用于隔离所述接地体模块的工作区域。优选地，上述用于户外配电站的防雷系统中，所述泄放电子系统安装在配电站工作区域以外。优选地，上述用于户外配电站的防雷系统中，所述物理避雷子系统包括尖端引导模块、放电输送模块以及设置在所述放电输送模块上的隔离屏蔽模块，所述尖端引导模块通过尖端放电将雷电过程中产生的电荷进行吸收，所述放电输送模块用于将引导的电荷进行输送，所述隔离屏蔽模块用于屏蔽雷电强电荷输送过程中产生的电磁波。优选地，上述用于户外配电站的防雷系统中，所述浪涌抑制子系统包括控制处理模块以及与所述控制处理模块连接的雷电检测模块、过电流检测模块和分流保护模块，所述控制处理模块用于处理分析雷电过程中的过电流以及发生状态，所述雷电检测模块用于检测预报雷电的发生，所述过电流检测模块用于雷电电流的预分流泄放以及现场泄放。优选地，上述用于户外配电站的防雷系统中，所述电磁屏蔽子系统包括网罩屏蔽模块，所述网罩屏蔽模块铺设在配电站外部。一种用于户外配电站的防雷方法，包括如下步骤：S100、一级避雷：雷电过程中产生的强电流通过尖端放电被物理避雷子系统所吸收，随后吸收的强电流经过泄放电子系统泄放到大地；S200、预先分流：雷电检测模块检测到雷电即将发生时，预先对输电线路电流进行分流，降低雷电过程中强电流进入时所产生的电流冲击；S300、现场分流：过电流检测模块检测到输电线路在雷电过程中出现过电流时，加快现场的电流分流，实现输电线路电流的稳定输送；S400、电磁屏蔽：网罩屏蔽模块接地后形成封闭的屏蔽空间，对雷电过程中产生的电磁进行屏蔽。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术结构设计合理，浪涌抑制子系统在雷电到达前，预先对输电线路的电流进行分流作用，降低输电线路的输送电流，以提升雷电到达时的强电流冲击能力，配合后续雷电过程中的强电流现场分流作用，能够有效地将输电线路的电流控制在安全的范围之内，见底了雷电过程中强电流对输电线路的损坏；（2）本专利技术从雷电入侵方式进行防雷，远离变电站设置的泄放电子系统降低了接地线入侵所造成的损坏，物理避雷子系统降低了电源线入侵时所造成的损坏，电磁屏蔽子系统降低了信号线入侵时所造成的损坏，三者相结合，有效地提升了户外变电站的防雷性能。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的防雷系统整体结构示意图；图2为本专利技术的泄放电子系统结构示意图；图3为本专利技术的防雷方法流程图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-泄放电子系统；2-物理避雷子系统；3-浪涌抑制子系统；4-电磁屏蔽子系统；5-接地体模块；6-防护围栏模块；7-尖端引导模块；8-放电输送模块；9-隔离屏蔽模块；10-控制处理模块；11-雷电检测模块；12-过电流检测模块；13-分流保护模块；14-网罩屏蔽模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2所示，本实施例为一种用于户外配电站的防雷系统，包括泄放电子系统1以及与泄放电子系统1连接的物理避雷子系统2、浪涌抑制子系统3、电磁屏蔽子系统4，物理避雷子系统2用于将雷电过程中产生的电流引流到大地，物理避雷子系统2包括尖端引导模块7、放电输送模块8以及设置在放电输送模块8上的隔离屏蔽模块9，尖端引导模块7通过尖端放电将雷电过程中产生的电荷进行吸收，放电输送模块8用于将引导的电荷进行输送，隔离屏蔽模块9用于屏蔽雷电强电荷输送过程中产生的电磁波，浪涌抑制子系统3用于对输电线路中的雷电强电流进行预分流和现场分流以降低输电线路中的过量电流，浪涌抑制子系统3包括控制处理模块10以及与控制处理模块10连接的雷电检测模块11、过电流检测模块12和分流保护模块13，控制处理模块10用于处理分析雷电过程中的过电流以及发生状态，雷电检测模块11用于检测预报雷电的发生，过电流检测模块12用于雷电电流的预分流泄放以及现场泄放，电磁屏蔽子系统4用于屏蔽雷电泄放过程中产生的强电磁波以防护通信线路，电磁屏蔽子系统4包括网罩屏蔽模块14，网罩屏蔽模块14铺设在配电站本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于户外配电站的防雷系统，其特征在于：包括泄放电子系统（1）以及与所述泄放电子系统（1）连接的物理避雷子系统（2）、浪涌抑制子系统（3）、电磁屏蔽子系统（4），所述物理避雷子系统（2）用于将雷电过程中产生的电流引流到大地，所述浪涌抑制子系统（3）用于对输电线路中的雷电强电流进行预分流和现场分流以降低输电线路中的过量电流，所述电磁屏蔽子系统（4）用于屏蔽雷电泄放过程中产生的强电磁波以防护通信线路，所述泄放电子系统（1）用于泄放雷电过程中的强电流。

【技术特征摘要】
1.一种用于户外配电站的防雷系统，其特征在于：包括泄放电子系统（1）以及与所述泄放电子系统（1）连接的物理避雷子系统（2）、浪涌抑制子系统（3）、电磁屏蔽子系统（4），所述物理避雷子系统（2）用于将雷电过程中产生的电流引流到大地，所述浪涌抑制子系统（3）用于对输电线路中的雷电强电流进行预分流和现场分流以降低输电线路中的过量电流，所述电磁屏蔽子系统（4）用于屏蔽雷电泄放过程中产生的强电磁波以防护通信线路，所述泄放电子系统（1）用于泄放雷电过程中的强电流。2.根据权利要求1所述的用于户外配电站的防雷系统，其特征在于：所述泄放子系统（1）包括接地体模块（5）以及防护围栏模块（6），所述接地体模块（5）埋设于大地，所述接地体模块（5）用于将雷电过程中产生的强电流引导到大地，所述防护围栏模块（6）用于隔离所述接地体模块（5）的工作区域。3.根据权利要求1所述的用于户外配电站的防雷系统，其特征在于：所述泄放子系统（1）安装在配电站工作区域以外。4.根据权利要求1所述的用于户外配电站的防雷系统，其特征在于：所述物理避雷子系统（2）包括尖端引导模块（7）、放电输送模块（8）以及设置在所述放电输送模块（8）上的隔离屏蔽模块（9），所述尖端引导模块（7）通过尖端放电将雷电过程中产生的电荷进行吸收，所述放电输送模块（8）用于将引导的电荷进行输送，所述隔离屏蔽...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛君山，冯茂岩，
申请(专利权)人：江苏海事职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32