电力系统防雷技术方案之研究

电力系统防雷技术方案之研究

聂思平

（中国电建四川工程公司四川成都610017）

摘要：文章首先简要阐述了电力系统防雷的必要性，在此基础上对电力系统防雷技术方案进行论述。期望通过本文的研究能够对电力系统安全、稳定、可靠运行有所帮助。

关键词：电力系统；防雷；技术方案

电力系统在国民生产中的重要性不言而喻，保证系统的稳定运行是电力企业的工作重点。据相关调查统计结果显示，在电力系统的各种问题中，因雷击引起的故障问题所占的比例较大，所以必须对电力系统防雷予以高度重视。借此，本文就电力系统防雷技术方案展开研究。

1电力系统防雷的必要性

近年来，我国的电力系统日趋完善，电网的规模也随之逐步扩大，其中的电力设备越来越多，这些设备的运行安全、稳定与否，直接关系到整个电力系统的运行可靠性。在自然界中，雷电是对电力设备危害程度最高的一类灾害，这是因为雷电在放电的过程中，会产生出较大的破坏力，如果作用到电力设备上，轻则会造成设备失灵，重则会使设备当场损坏，并且电力系统所处的环境越空旷，遭受雷击的可能性就越大。现如今，随着电力系统自动化和智能化程度的不断提高，大量的微电子设备得到了广泛应用，由于此类设备的抗干扰能力并不是很强，很容易受到雷电的干扰，并且当设备遭受雷击之后，损坏的可能性非常之高，当微电子设备出现故障后，会严重影响电力系统的运行，自动化和智能化控制功能会陷入瘫痪状态，区域范围内的正常电能供应将会随之中断，不但影响了电力用户的使用，而且还给电力企业造成巨大的经济损失。雷电之所以会对电力系统中的各种设备造成危害主要与以下几个方面有关：一是雷电现象出现时，如果直接作用于电力设备或是线路上，极有可能导致设备被击穿，或是线路绝缘损坏，由此所产生的危害非常之大。二是雷电出现时，会伴随有一定的静电感应，其对架空线路的影响较大。三是雷电会通过线路侵入到电力设备当中，由于这部分电流的强度较高，所以很容易造成设备损坏。鉴于雷电对电力系统的种种危害，必须采取科学合理、行之有效的防雷技术措施，降低雷电的影响，从而确保电力系统安全、稳定、可靠运行。

2电力系统防雷技术方案

雷电作为一种自然现象，无法从根本上进行消除，而它对电力系统的影响和危害又是真实存在的，为了使这种影响降至最低程度，必须采取有效的防雷技术方案。

2.1线路防雷的技术方案

2.1.1高压线路防雷。在对电力系统的高压架空线路进行防雷时，具体保护措施的选择需要考虑多种因素，如高压线路在整个电力系统中的重要程度、线路架设区域范围内的雷电频率、地形地貌以及土壤的电阻率等等，在此基础上可对防雷保护措施加以确定。在对高压线路进行防雷保护时，可以采取如下技术方案：一是对地线的保护角进行适当减小，以此来降低绕击率，这样一来，在发生雷电灾害时，雷电流就会从地线绕过直击导线，从而对高压线路起到了有效的保护。二是可以通过架设地线的方法，对高压线路进行保护，这是较为常用的一种防雷保护措施。随着地线的架设，即使出现雷电，也不会直击导线，在有地线的高压线路中，导线的安全性可以得到保障。同时，地线还能使雷击杆塔时，塔顶绝缘的电压显著降低，由此可对侵入杆塔的雷电流起到分流的作用。此外，地线能够对导线起到良好的屏蔽效果，导线上的感应过电压会随之降低。三是可以通过降低高压线路杆塔的接地电阻，来对雷电过电压进行降压。

2.1.2低压线路防雷的技术方案。在电力系统中，低压线路直接与电力用户相连，在对此类线路进行防雷保护时，应当确保制定的技术方案合理可行。对于一些重要程度较高的电力用户，可将避雷装置加装在线路进户前50m左右的位置处，当建筑室内存在接地装置时，应当在入口处将绝缘子与接地装置进行可靠连接，这样便无需重复设置接地装置。当低压线路中的变压器采用的是中性点不接地的方式时，可将击穿保险器设置在中性点处。对于土壤电阻率低于200Ω•m的地区，如果采用的是铁横担水泥混凝土杆塔的线路，在连续多杆自然接地的前提下，则无需设置接地。在一些比较容易遭受雷击的地段上，与低压架空线路相连的电能表，应加装避雷器。

2.1.3提升线路绝缘水平。这是电力系统防雷中较为有效的技术方法之一，当电力线路的绝缘水平达到一定程度时，可以使线路更加耐受雷击，这样当雷电出现时，即使作用在线路上，也不会对线路造成损坏，从而确保了电力系统的运行稳定性。在提高线路绝缘水平的各种方法中，最为简单且有效的方法是更换放电电压较高的绝缘子。

2.2厂站防雷的技术方案

在整个电力系统中，发电厂和变电站的作用至关重要，为防止雷电对厂站中电力设备的稳定运行造成影响，必须采取有效的防雷保护措施。根据相关规范标准的规定，在对厂站中的建筑物、线路及电力设备进行防雷保护时，可以按照滚球法对保护范围进行计算，然后通过加装避雷针，使这些设备全都处于被保护的范围之内。同时，可在变电站进线处，以穿金属管的方式进行防雷保护，并将保护距离设定为1.0-2.0km。当接闪器遭到雷击后，在雷电流的作用下，会使引下线及接地体上产生出高电位，因此，必须对厂站建筑物进行有效的防雷保护。通常情况下，为防止避雷针遭受雷击后，形成反击，应确保接地线的埋地距离在15m以上。电压等级在35kV以下的配电设备，必须安装独立的避雷针，需要注意的是，避雷针不得设置在房顶。由于110kV及以上电压等级的配电设备具有较高的绝缘水平，所以即便遭受雷击，也不会出现反击的情况，故此可直接将避雷针装设在房顶。

2.3电力设备接地保护

为避免电力系统遭受雷击时，对电力设备造成破坏，应采取有效的接地保护技术。具体的技术方案如下：一是工作接地。通过这种接地方式，能够使电流信号的电势保持一致，从而确保电位的稳定。按照电路性质的不同，可将工作接地分为以下几种类型：直流地、交流地、电源地等。具体类型的选择可依据实际情况而定。二是防雷接地。虽然各种避雷装置能够对雷电流起到减弱的作用，但若是雷电直接击中避雷装置可能会导致设备损坏，由此会造成电势较高或是较低的位置出现安全隐患，通过加装接地设备，可将雷电流引入到大地当中，避免防雷设备损坏。三是安全接地。当雷电流从带有金属外壳的电气设备上通过时，外壳上会感应出大量的电荷，如果此时设备附近有作业人员，则会对其人身安全构成威胁。对此，可以采取安全接地的方法予以解决，即将设备外壳进行接地，散去大部分的电荷，从而为人员的安全提供保障。

结论

综上所述，电力系统的重要性决定了防雷保护的必要性，由于电力系统中的线路、电力设备相对较多，加之受到运行环境的影响，从而给防雷工作增添了一定的难度。为此，在电力系统防雷时，应当遵循科学合理、切实可行的原则，制定技术方案，针对电力系统中的薄弱环节，加强防雷保护，只有这样，才能使雷电对系统的危害降至最低，也才能确保电力系统的安全、稳定、可靠运行。

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