電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的防雷保護探討

摘要：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，國內(nèi)人民及企業(yè)發(fā)展對電力行業(yè)的要求越來越高。電力行業(yè)作為我國經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)，是保證全民正常生活工作的重要組成部分。近年來，隨著電力行業(yè)的發(fā)展，自動化系統(tǒng)被越來越多地應用于電力行業(yè)中。文章對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的防雷保護進行了探討。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；自動化系統(tǒng)；防雷裝置；防雷保護；電力行業(yè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM734 文章編號：1009-2374（2015）22-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.068

隨著計算機的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)的發(fā)展，電力行業(yè)在發(fā)展中也大量應用這些高科技技術(shù)產(chǎn)品作為支持。同時，在電力行業(yè)供電過程中，電路或供電設(shè)備經(jīng)常會受到外界雷電天氣的影響而出現(xiàn)濕潮等故障問題，因此利用防雷保護裝置來解決供電系統(tǒng)因雷電天氣所造成的故障是目前電力企業(yè)普遍使用的措施。

1 什么是防雷保護

所謂的防雷保護就是利用一些避雷設(shè)備將容易遭受雷電襲擊而發(fā)生危險的區(qū)域保護起來。目前電力行業(yè)普遍使用的是避雷帶和避雷網(wǎng)，這兩種防雷保護裝置的主要作用在于可以準確地接收閃電，并且可以將閃電快速引入到地下線或接地防雷裝置中，從而將接收到的雷電流釋放到大地中，對供電系統(tǒng)的正常運行起著一定的保護作用。一般來講，防雷裝置由電氣設(shè)備與防雷裝置共同組成，電氣設(shè)備的防雷主要包括發(fā)電廠防雷設(shè)備。供電站防雷設(shè)備以及架空電線路防雷設(shè)備等，目前根據(jù)各供電線路對防雷要求的不同，防雷保護裝置也有著本質(zhì)上的區(qū)別。

2 防雷保護的重要性

防雷保護對電力系統(tǒng)供電線路的正常運行具有十分重要的作用。首先，一般情況下，各地區(qū)用于供電的線路及設(shè)備均有低伏和高伏之分，而某些供電線路只需低電壓就可以使其正常運行。這些低電壓的線路所傳遞出的電流信息量也是很小的，因此很容易受到來自外界各方面的影響。同時，當雷電發(fā)生時可以瞬間產(chǎn)生變電磁場并快速過入到電壓中去，從而使電壓受到影響。尤其是在夏季或多雨的季節(jié)里，雷電發(fā)生的幾率是相對較高的，也因此電力調(diào)度自動化系統(tǒng)所受到影響而發(fā)生事故的幾率也是較高的。因此，為保證低電壓設(shè)備正常運行且降低其受外界影響發(fā)生事故的幾率，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行時就必須加設(shè)防雷保護裝置，以此來保證供電系統(tǒng)的安全性。其次，一般來說，高于45V電壓都會對人體產(chǎn)生一定的影響，而電力系統(tǒng)中電壓的伏數(shù)一般在220kV左右，也就是說，一旦電力調(diào)度自動化系統(tǒng)因雷擊出現(xiàn)故障，其所釋放出的電能量會對人體產(chǎn)生巨大的影響，甚至會對工作人員的生命安全造成威脅。因此，在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中增加防雷保護是保證人員生命安全的關(guān)鍵所在。

3 雷電所造成的危害

雷電是夏季或多雨季節(jié)經(jīng)常性發(fā)生的自然現(xiàn)象，根據(jù)雷電發(fā)生時狀態(tài)的不同，所造成的危害也是不同的。另外，雷電因氣候的變化不同也分為不同的類型。下面就簡單介紹三種雷電對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)所造成的

危害：

3.1 直擊雷對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的危害

直擊雷是一種最常發(fā)生的自然現(xiàn)象，也是相對來說危害性較大的一種雷電事故。所謂的直擊雷主要是指其對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)或建筑物產(chǎn)生的直接放電的現(xiàn)象。一般來講，當雷電形成時，云層中所夾帶的電流可瞬間高達幾十萬kV，當如此高的電流直接對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)放電或直接對建筑物放電時，就會使電力調(diào)度自動化系統(tǒng)產(chǎn)生較高的熱量及電磁破壞，因此很容易造成電力事故。另外，相對于一些高架空線路及安裝于外界的電氣設(shè)備來說，一旦遭受嚴重的直擊雷襲擊，就會瞬間受到破壞，從而使電氣設(shè)備及架空線路發(fā)生供電事故，甚至會因電氣設(shè)備及架空線路的破壞而使周圍區(qū)域內(nèi)鄰近的線路設(shè)備也受到影響而發(fā)生故障，嚴重者會引起火災的發(fā)生。

3.2 感應雷對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的危害

所謂的感應雷主要是指當雷電襲來時，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)因受靜電感應而與區(qū)域內(nèi)其他鄰近的物體發(fā)生電位差而引起的，從而發(fā)生放電現(xiàn)象的一種雷電形式，它相較于直擊雷對設(shè)備的危害性相對要小一些。一般說來，當雷電襲來并發(fā)生放電時，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)以及其他安裝于外界的電氣設(shè)備會因電磁感應的影響而使雷電磁波快速傳入到電氣線路中，從而對電氣設(shè)備線路造成一定的影響。因為感應雷是通過感應磁電對電氣設(shè)備造成破壞的，因此也稱感應雷為二次破壞雷。

3.3 滾球雷對電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的危害

所謂的滾球雷就是一些可以通過人體肉眼就可以直接觀察到的火球。一般情況下，當雷電發(fā)生時，這些小火球就會分散在空氣中，并且隨著風的走向直接滾入到地面上或是直接落入到電氣設(shè)備線路上。當這些火球隨風落入到電氣設(shè)備線路中時，由于其極高的溫度會使電路設(shè)備外絕緣體瞬間熔化，造成電路電纜的裸露。當這些裸露在外的電纜再次受到火球侵襲時，就會發(fā)生嚴重的火災，從而造成電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的故障。

4 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的防雷保護措施

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)是采用計算機通訊系統(tǒng)與計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相結(jié)合的高科技供電系統(tǒng)，同時也是保障電力系統(tǒng)正常供電狀態(tài)的關(guān)鍵所在，因此，為防止其因雷擊而發(fā)生故障，就必須對其做好防雷保護措施，具體的措施如下：

4.1 電壓和UPS過電保護

一般來說，當雷電襲擊進入電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中時，會使其電氣設(shè)備的電源電壓瞬間增大，從而給UPS設(shè)備造成極大的影響。同時，一旦當雷電發(fā)生時，即使發(fā)生的地點與電氣設(shè)備系統(tǒng)較遠，雷電磁流也會通過電網(wǎng)系統(tǒng)快速地流入到供電系統(tǒng)的終端中。即便是一些小型的雷電流也會對電氣設(shè)備造成一定的影響，因此，必須加強UPS保護。但目前單對UPS進行保護是遠遠達不到系統(tǒng)保護要求的，因此必須還要同時增加以下保護措施：其一，在第一級保護中，首先要使用三級氣體放電管對雷電放電產(chǎn)生的電流進行控制，從而使雷擊電流在電流值上所產(chǎn)生的電流量可以控制在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)及電氣設(shè)備所能承受的范圍之內(nèi)。其二，在第二級與第三級保護中，要利用防雷裝置中的限流模式與壓敏電阻將雷擊電流所產(chǎn)生的磁流量控制在系統(tǒng)所能夠承受的負荷之內(nèi)。其三，在第四級保護中，要使用TVS管，這種設(shè)備對于雷擊所產(chǎn)生的錯位電差有較好的控制和約束作用。

4.2 完善接地保護

防雷保護的主要目的就在當雷電發(fā)生時，可以通過一系列的手段及防雷裝置將雷電所產(chǎn)生的有危害性的電流控制住，從而保證電氣設(shè)備的安全。而接地保護主要是當雷電發(fā)生時將雷電所產(chǎn)生的電流量引入到大地中去，最大限度降低雷電對電氣設(shè)備的危害。一般，根據(jù)雷電流的不同分為信號防雷和電源碼防雷兩種，根據(jù)電流量的強弱不同設(shè)置不同的防雷措施。另外，在整個防雷接地工作中，首先要加強接地線路的設(shè)計和施工；其次減少電阻的使用量，從而使電壓降低；同時，在接地機房內(nèi)部，要設(shè)置均壓帶裝置，并且在機房內(nèi)要設(shè)置一個必要的環(huán)形接地母線裝置；最后，要保證保險器設(shè)計與接地網(wǎng)之間進行有效的連接，以最大限度保證雷擊時設(shè)備可以將雷擊流快速引入到大地，保證防雷的有效性，提高供電系統(tǒng)的防雷能力。

5 結(jié)語

綜上所述，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中防雷保護對提高電氣設(shè)備的供電能力，保證線路的供電安全都具有十分重要的意義，因此，在進行防雷保護時，必須要根據(jù)電氣系統(tǒng)實際的運行情況制定出合理有效的防雷保護措施，以最大限度保證電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行的安全性及穩(wěn)定性。

參考文獻

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作者簡介：劉偉（1980-），男，山西平定人，國網(wǎng)公司太原供電公司工程師，碩士，研究方向：電氣工程及其自

動化。

（責任編輯：蔣建華）