論電力系統(tǒng)防雷措施

王光平

【摘 要】科技的發(fā)展社會的進(jìn)步促進(jìn)了生活質(zhì)量不斷提升，人們生產(chǎn)生活對電力的依賴程度也越來越高，電力能源已經(jīng)在人們生活之中占有重要的地位，隨著經(jīng)濟(jì)迅速進(jìn)展的趨勢，以至于對電能有了更多的要求，在連續(xù)開采電能的時候，構(gòu)建者應(yīng)該對電力系統(tǒng)樹立高強(qiáng)度的防雷意識，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，防雷系統(tǒng)也得到了有利的完善和更新，但是雷電是一種長期存在安全隱患的自然現(xiàn)象，電力系統(tǒng)的防雷設(shè)施要著重加強(qiáng)，還要運(yùn)用有關(guān)的技術(shù)方法，以保障電網(wǎng)不會隨時癱瘓，保護(hù)好民眾的用電安全。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；防雷技術(shù)；應(yīng)用

一、引言

雷擊產(chǎn)生的原因：

雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強(qiáng)大的破壞能力。當(dāng)雷電放電路徑不經(jīng)過防雷保護(hù)裝置時，放電過程中產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場在附近的導(dǎo)體中感應(yīng)到強(qiáng)大的電磁脈沖，稱感應(yīng)雷。感應(yīng)雷可通過兩種不同的感應(yīng)方式侵入導(dǎo)體。

一種是在雷云中電荷積聚時，附近導(dǎo)體會感應(yīng)相反的電荷，當(dāng)雷擊放電時，雷云中電荷迅速釋放，而導(dǎo)體中的靜電荷在失去雷云電場束縛后也會沿導(dǎo)體流動尋找釋放通道，就會在電路中形成靜電感應(yīng)，其次是在雷云放電時，迅速變化的雷電流在其周圍產(chǎn)生強(qiáng)大的瞬變電磁場，附近的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生很高的感生電動勢，在電路中形成電磁感應(yīng)，感應(yīng)雷沿導(dǎo)體傳播，損壞電路中的設(shè)備或設(shè)備中的器件。

近年來，電力安全問題越來越受到電力局和相關(guān)人士的重視，目前，雷擊仍是電力安全的主要危害之一，雷電對電力系統(tǒng)的危害，尤其是對電力企業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理的干擾和破壞嚴(yán)重，電力系統(tǒng)防雷是保證電力設(shè)備安全的重要措施之一，本文通過介紹對雷電的產(chǎn)生原理及防范措施、最終對防雷技術(shù)改革的目的、要求及措施，提出有益的建議，使每個電力職工增強(qiáng)電力設(shè)施的安全保護(hù)意識。

二、電力系統(tǒng)的主要防雷措施

供電部門的防雷工作是極其艱巨的，設(shè)備一旦損壞就有可能促使整個電力系統(tǒng)癱瘓，造成無法挽回的損失。因此，在變電站設(shè)計(jì)的過程中，要重視變電站設(shè)備的安全穩(wěn)定，確保供電的可靠性。下面就主要分析一些國內(nèi)電網(wǎng)架空線路以及變電站的主要防雷措施：

1.高壓防雷技術(shù)

電力裝置通過裸導(dǎo)線架空線路的方式進(jìn)行電力傳輸，而架空線路一般設(shè)置在離地面6～18m的空間范圍內(nèi)，這時雷電入侵波產(chǎn)生的雷電過電壓會促使線路或者設(shè)備絕緣擊穿，進(jìn)而遭到破壞。利用高壓防雷技術(shù)，通過給線路或者設(shè)備人為地制造絕緣薄弱點(diǎn)即間隙裝置，間隙的擊穿電壓比線路或者設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平低，在正常運(yùn)行電壓下間隙處于隔離絕緣狀態(tài)，當(dāng)雷電發(fā)生時強(qiáng)大的過電壓使間隙擊穿，從而產(chǎn)生接地保護(hù)，起到保護(hù)線路或設(shè)備絕緣的作用。

2.間隙保護(hù)技術(shù)

間隙保護(hù)就是變壓器中性點(diǎn)間隙接地保護(hù)裝置。線路大體的兩極由角形棒組成，一極固定在絕緣件上連接帶電導(dǎo)線，另一極直接接地，間隙擊穿后電弧在角形棒間上升拉長，當(dāng)電弧電流變小時可以自行熄弧，間隙保護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行維護(hù)量小。

3.避雷器保護(hù)技術(shù)

避雷器是一種雷電流的泄放通道，也是一種等電位連接體，在線路上并聯(lián)對地安裝，正常運(yùn)行下處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)雷電發(fā)生時，避雷器將雷電電流迅速泄入大地，同時使大地、設(shè)備、線路處在等電位上，從而保護(hù)設(shè)備免遭強(qiáng)電勢差的損害。

三、對戶外架空線路防雷改進(jìn)措施

架空輸電線路防雷是電力系統(tǒng)防雷工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于戶外架空線路分布很廣而且大都處在曠野、丘陵以及山地，所以很容易受到雷電的影響，發(fā)生雷擊事故的概率也較高。因此針對戶外架空線路的防雷提出一些改進(jìn)措施：

1.架設(shè)避雷線

隨著高壓電技術(shù)的不斷進(jìn)步，戶外架空輸電線路的電壓輸送等級不斷提高，輸電線路架設(shè)高、距離長、穿越地形復(fù)雜很容易遭受到雷擊破壞，避雷針的保護(hù)范圍不夠，所以采用接地的避雷線是戶外架空輸電線路防雷保護(hù)的最基本和最有效的措施。具體應(yīng)該根據(jù)線路的電壓等級、負(fù)荷性質(zhì)和系統(tǒng)運(yùn)行的方式，并結(jié)合當(dāng)?shù)乩纂娀顒拥那闆r來進(jìn)行設(shè)置，35kV線路不宜全線架設(shè)避雷線，一般在變電所的進(jìn)線段架設(shè)避雷線，另外還應(yīng)該在雷電活動強(qiáng)烈的地區(qū)架設(shè)避雷線。線路電壓越高采用避雷線的效果越好，所以110kV和220kV線路應(yīng)該全線架設(shè)避雷線，山區(qū)等雷電活動強(qiáng)烈的地區(qū)應(yīng)該采用雙避雷線。同時，為了提高避雷線對導(dǎo)線的屏蔽效果，降低雷擊率要盡量減小避雷線與導(dǎo)線的保護(hù)角。

2.架設(shè)耦合地線

避雷線本身就具有分流作用，對于一些經(jīng)常遭遇雷擊的線路，可以采取在導(dǎo)線下面外掛耦合線提高線路的防雷性能。耦合地線不僅具有降低接地電阻的作用而且還能有效的起到分流作用，所以架設(shè)耦合地線能夠極大的降低線路的跳閘故障率。具體通過在輸電線路上采用耦合地線，并且使耦合地線與導(dǎo)線間在檔距中央應(yīng)該保持足夠的垂直距離，防治遇到大風(fēng)、冰雹、雨雪時發(fā)生導(dǎo)線與耦合線相接處發(fā)生短路，或者雷擊塔桿時發(fā)生反擊導(dǎo)線事故。

3.預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針

預(yù)放電棒的作用原理是減小導(dǎo)線與地線的間距，增大耦合系數(shù)，降低桿塔分流系數(shù)，加大導(dǎo)線、絕緣子串對地電容，改善電壓分布，負(fù)角保護(hù)針可視為裝在線路邊導(dǎo)線外側(cè)的避雷針，可改善屏蔽，減小臨界擊距。預(yù)放電棒與負(fù)角保護(hù)針經(jīng)常配合使用，具有一定的效果。另外還具有制作安裝簡單、維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

4.采用不平衡絕緣方式

目前在高壓輸電線路上，同桿架設(shè)的雙回路線路日益增多，對于這種線路傳統(tǒng)的防雷措施無法達(dá)到要求，應(yīng)該采用不平衡絕緣方式來降低雙回路遭受雷擊同時跳閘的故障率，以保障線路的連續(xù)供電。不平衡絕緣的原則是使雙回路的絕緣子串片數(shù)有差異，這樣，雷擊時絕緣子串片數(shù)少的回路先閃絡(luò)，閃絡(luò)后的導(dǎo)線相當(dāng)于地線，增加了對另一回路導(dǎo)線的耦合作用，提高了線路的耐雷水平使之不發(fā)生閃絡(luò)，保障了另一回路的連續(xù)供電。

四、結(jié)束語

我們必須要充分的認(rèn)識到電力系統(tǒng)自動化防雷工作的必要性，但是與此同時我們所研究的防雷措施只是小小的一部分，對于整個電力系統(tǒng)自動化防雷工作而言它不能解決所有的問題，而整個電力系統(tǒng)防雷以及安全是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的任務(wù)，而且可以肯定的說在今后的工作中我們還將遇到各種各樣的問題和難題，我們在遇到這些問題的時候，必須正確看待，從實(shí)際情況出發(fā)具體問題具體分析找出適合的解決方法。同時我們在工作的過程中要不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，不斷的學(xué)習(xí)探討新的技術(shù)措施，不但的將得出的新方法以及新技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際工作中去，相信防雷工作一定會提到一個更高水平。

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