水電站施工電氣設(shè)備的防雷保護(hù)

萬(wàn) 勝

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100025)

水電站施工電氣設(shè)備的防雷保護(hù)

萬(wàn) 勝

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)國(guó)際工程有限公司，北京 100025)

論述了做好水電站電氣設(shè)備防雷工作的重要性，對(duì)水電站施工中雷電風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行了討論，并就如何做好電氣設(shè)備的防雷工作進(jìn)行了分析，對(duì)改進(jìn)水電站管理工作有積極的促進(jìn)作用。

水電站，施工電氣設(shè)備，防雷接地，保護(hù)措施

1 雷電的危險(xiǎn)性和水電站的防范問(wèn)題

1.1 雷電的危險(xiǎn)性

一般情況下，由于水電站的回路較多較復(fù)雜，所以雷電常常會(huì)直接擊中室內(nèi)的進(jìn)出電纜。一旦發(fā)生這種情況，電流會(huì)對(duì)變電器以及其他裝置產(chǎn)生劇烈沖擊。因此，這時(shí)應(yīng)格外注意周圍的電線電壓。直擊雷防護(hù)引線的下面的瞬變磁場(chǎng)很容易使周圍的線纜引磁場(chǎng)的強(qiáng)度生產(chǎn)出強(qiáng)大的感應(yīng)電流，再傳輸給各個(gè)設(shè)備，這對(duì)水電站的電氣設(shè)備造成程度不一的毀損。

對(duì)于防雷的接地保護(hù)做得不夠的水電站來(lái)說(shuō)，直擊雷和感應(yīng)雷都有幾率影響水電站的正常運(yùn)營(yíng)，對(duì)水電站造成破壞。其中影響格外嚴(yán)重的是感應(yīng)雷，它會(huì)使水電站的整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生很高的浪涌，導(dǎo)致水電站的配套檢測(cè)系統(tǒng)不能準(zhǔn)確的檢測(cè)水電站的信號(hào)。而直擊雷和感應(yīng)雷也十分容易擊中室外的線路，室外線路終端連接的低壓監(jiān)測(cè)設(shè)備會(huì)因?yàn)閺?qiáng)大的電流而產(chǎn)生誤動(dòng)作甚至直接被損壞不能使用[1,2]。

當(dāng)前的水電站設(shè)備經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化改造已經(jīng)具備了一定的抗沖擊能力，然而，大多數(shù)微電子器件的體積很小，耐壓性能不夠，流通它們的電流常常以μA來(lái)計(jì)算。因此對(duì)于這些器件而言，能夠承受的沖擊性十分有限。雷電不僅會(huì)直接危害到水電站的微電子器件的本身，更因?yàn)檫@些微電子原件其本身消耗的能量極小，對(duì)電流脈沖和磁場(chǎng)的靈敏度又極高，它們很容易就會(huì)受到雷電的干擾。

1.2 水電站的電氣設(shè)備防雷中存在的問(wèn)題

雖然隨著水電事業(yè)和科技的快速發(fā)展，如今的防范雷電的技術(shù)得到了很大的提升，但是雷電對(duì)于工程實(shí)踐的危害還是十分嚴(yán)重，不少工程實(shí)踐中都會(huì)因雷電的影響而耽誤施工進(jìn)程。接下來(lái)從以下幾個(gè)方面來(lái)展現(xiàn)雷電對(duì)于水電工程的危害：

第一，防雷意識(shí)的缺乏，防雷措施的缺乏。根據(jù)走訪調(diào)查的結(jié)果顯示，如今很多水電站只顧著加大生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)力度，水電站相關(guān)的管理人員嚴(yán)重缺乏防雷的知識(shí)和意識(shí)。雖然不少水電站都針對(duì)雷電的防范制定了一些制度，但是由于發(fā)生雷電的概率較小，這些規(guī)章制度很多時(shí)候都沒(méi)有得到實(shí)施。施工電氣設(shè)備構(gòu)架接地的不穩(wěn)固就是水電施工中一個(gè)很普遍的問(wèn)題。然而，僅僅采取在防雷設(shè)備上設(shè)置引線的做法并不全備，在地網(wǎng)缺失的情況下仍然存在較高的雷擊漏洞[3,4]。

第二，防雷設(shè)施不健全，防雷裝置有待繼續(xù)完善。在實(shí)際的水電站管理中，發(fā)現(xiàn)相當(dāng)一部分水電站在防雷裝置的采購(gòu)和更新方面與標(biāo)準(zhǔn)存在較大差距。比如，一些水電站避雷針、閃接器能夠保護(hù)的范圍有限，并不能夠?qū)θ康碾姎庠O(shè)備進(jìn)行有效防雷。與此同時(shí)，由于缺乏長(zhǎng)期維護(hù)而使絕緣子出現(xiàn)污物或是一些線路受避雷線的保護(hù)角過(guò)大等等，這些都有可能導(dǎo)致雷電擊中絕緣子而出現(xiàn)閃絡(luò)的問(wèn)題。

第三，接地網(wǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單而導(dǎo)致保護(hù)效果減弱。接地網(wǎng)是防雷的重要措施。很多接地網(wǎng)一是沒(méi)有考慮其承受的電壓是否平均的問(wèn)題，二是沒(méi)有形成閉合的接地網(wǎng)回路。所以這種形式的接地網(wǎng)只能適當(dāng)?shù)臏p弱工頻接地電阻，卻很難降低沖擊接地電阻，防雷保護(hù)的效果也大打折扣。

第四，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。通過(guò)觀察可以看到，水電站接地線的焊接操作工藝達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于接地線的上色也不正確，而且，很多接地鋼都沒(méi)有嚴(yán)格的使用熱鍍鋅來(lái)制造，用普通的鋼筋來(lái)代替接地鋼的銅排上的盤(pán)柜。更有甚者，有的水電站的接地附埋太淺，根本沒(méi)有到凍土層以下，還有很多接地體直接暴露在了空氣當(dāng)中。由于接地本身的電阻就相對(duì)較高，再加上很多水電站輸出線路年老失修，部分接地體遭到嚴(yán)重的腐蝕，導(dǎo)致接地電阻值又進(jìn)一步的提高。而且水電站的監(jiān)控設(shè)備也因?yàn)榈匦蔚牟贿m應(yīng)而導(dǎo)致水電站接地網(wǎng)的電阻很難達(dá)到規(guī)定的大小。

2 水電站施工的電氣設(shè)備防雷接地保護(hù)方法

在對(duì)施工中防雷工作的問(wèn)題進(jìn)行分析以后，需要采取針對(duì)性的措施，從而盡可能的保護(hù)水電站電氣設(shè)備，避免不必要的損失和災(zāi)難。

2.1 提升水電站工作人員的防雷保護(hù)意識(shí)和對(duì)雷電危害的認(rèn)識(shí)

要讓水電站的全體人員從根本上意識(shí)到防雷工作的重要性和必要性。努力提升他們對(duì)防雷知識(shí)的了解以及防雷的技術(shù)。同時(shí)認(rèn)真仔細(xì)檢查水電站中存在安全隱患的問(wèn)題，及時(shí)整改，保證整個(gè)水電站是在安全的環(huán)境下運(yùn)營(yíng)的。而在整體的建筑設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中要格外重視靈活運(yùn)用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來(lái)布置防雷裝置，考慮好如何連接接閃器、接地網(wǎng)絡(luò)和引下線。注意要在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中留好一定的位置以便更好的連接室內(nèi)室外的電氣設(shè)備和接地網(wǎng)。為防止室外電氣設(shè)備遭到雷電的破壞，可以適當(dāng)?shù)陌惭b一些避雷針，并對(duì)室外構(gòu)架的中性點(diǎn)加強(qiáng)保護(hù)。另外，所有電氣設(shè)備的引下線的連接均要采用焊接的方式才能更加穩(wěn)固有效的連接在一起。

2.2 做好接地防雷保護(hù)措施

在水電站防雷工作實(shí)踐中，人們發(fā)現(xiàn)接地防雷是一項(xiàng)至關(guān)重要的措施。然而，為了確保防雷效果，需要根據(jù)水電站的地理情況、設(shè)備情況采取系統(tǒng)而嚴(yán)密的措施。具體來(lái)講，需要對(duì)防雷總接地電阻值做好精密計(jì)算，根據(jù)結(jié)果研究接地線的形式，從而對(duì)雷擊進(jìn)行有效防阻。但是在實(shí)際的施工過(guò)程中，由于過(guò)于困難，所以不少水電站都很難達(dá)到以上的要求。在觀察中發(fā)現(xiàn)，雖然一些水電站采用的是一點(diǎn)接地的方式來(lái)設(shè)置接地系統(tǒng)，但實(shí)際中卻發(fā)現(xiàn)了多個(gè)接地點(diǎn)，這樣不僅完全不能起到接地防雷的作用，還會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)點(diǎn)產(chǎn)生電位差而使施工電氣設(shè)備受到更加嚴(yán)重的危害。另外，還存在不少容易被忽略的客觀問(wèn)題，倘若這些細(xì)小的問(wèn)題沒(méi)有得到及時(shí)的解決，就很容易遺留下嚴(yán)重的安全隱患。

2.3 強(qiáng)化自動(dòng)化改造

由于水電站中電氣設(shè)備多而復(fù)雜，人工操作容易出現(xiàn)疏忽或者誤差。因此，在防雷過(guò)程中，需要做好自動(dòng)化改造和升級(jí)。然而，針對(duì)目前的情況，要想更好的達(dá)到防雷的效果，應(yīng)當(dāng)首先重視水電站的防雷設(shè)計(jì)，注意要安裝合適的低電壓避雷裝置在電網(wǎng)進(jìn)線的一端。同時(shí)，還需要對(duì)避雷裝置本身進(jìn)行改良，比如通過(guò)接地回路的方式疏散雷擊電流。這樣避雷器就會(huì)吸收掉大量雷電襲擊而產(chǎn)生的電壓，因此電壓也得到了大大降低。

2.4 做好相關(guān)地質(zhì)勘探

施工人員可以通過(guò)地質(zhì)勘探來(lái)確定各個(gè)勘探技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，熟悉和掌握各個(gè)技術(shù)之間的差異，幫助提升技術(shù)應(yīng)用效率和提高技術(shù)水平。在地質(zhì)勘探的過(guò)程中，需要對(duì)水電站及其周圍的導(dǎo)電性、磁性等地質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行精密計(jì)算，并做好動(dòng)態(tài)跟蹤。這些數(shù)據(jù)是做好電氣設(shè)備防雷工作的基礎(chǔ)。在這個(gè)過(guò)程中，需要借助專業(yè)的勘探設(shè)備以及勘探方法。同時(shí)，了解清楚地形環(huán)境的主要特征和地質(zhì)特征對(duì)于分析施工區(qū)域的氣象學(xué)和水文因素也有一定的幫助。通過(guò)掌控施工區(qū)域的地下水補(bǔ)給情況、徑流情況和相關(guān)水流的基本條件可以幫助施工團(tuán)隊(duì)更好的分析地下水的埋藏和分布情況，這也將為后續(xù)開(kāi)展施工提供了資料，方便后續(xù)工作的進(jìn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

在水電站施工的過(guò)程中，需要提高全員對(duì)雷電危害的防范意識(shí)，從根本上認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)防雷措施和規(guī)章制度，定期檢查維修防雷裝置和避雷設(shè)備。在這個(gè)過(guò)程中，從設(shè)計(jì)到布置到施工，需要全程認(rèn)真做好施工地的防雷保護(hù)，盡一切可能避免雷電給水電站帶來(lái)危害。

[1] 顧艷君,錢志良,楊全超,等.一種新型超高壓電動(dòng)短路接地線夾[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版),2012(2)：36.

[2] 葉世林.關(guān)于變電所35kV及以上電氣設(shè)備安裝及調(diào)試的探討[J].黑龍江科技信息,2010(29)：98-99.

[3] 張冀萍,唐秋實(shí).變電所的接地網(wǎng)及防雷保護(hù)措施[J].電站系統(tǒng)工程,2010(3)：48.

[4] 楊常國(guó).東黃復(fù)線引進(jìn)35kV變電所實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì),1993(3)：269.

Hydropower station construction electrical equipment of lightning protection

Wan Sheng

(ChinaGezhoubaGroupInternationalEngineeringCo.,Ltd,Beijing100025,China)

This paper elaborated the importance of electrical equipment lightning protection work of hydropower station, discussed the lightning risk problems in hydropower station construction, and analyzed how to do a good job of lightning protection work of electrical equipment, had positive promotion role to the improvement of hydropower station management.

hydropower station, construction electrical equipment, lightning protection grounding, protection measure

1009-6825(2015)28-0135-02

2015-07-29

萬(wàn) 勝(1988- )，男，碩士

TM862

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