油田电力系统防雷措施探讨

油田电力系统防雷措施探讨

刘海鹏1,王军2,鲁明1

1.长庆油田分公司第三采油厂盘古梁作业区，陕西省榆林市，7185002.长庆油田分公司第三采油厂大水坑采油作业区，宁夏吴忠市，751506

【摘要】供电系统在油站生产活动中发挥着重要作用。在油站电力的设计中，接地和防雷是设计中需要特别注意的问题。对于油站正常运行过程中使用的大量电气设备，因此，如果采用接地工艺或在极端天气条件下因雷电而产生严重后果。本文分析了这一问题，并结合油站的实际需求提出了适当的策略。

【关键词】油田；电力系统；防雷；技术要领

引言

在石油企业的正常运行中，对电网和防雷措施有很高的安全要求，每年都有一些安全事故发生，原因是接地和防雷措施没有做好，主要原因是接地和防雷措施在电力设计工作中没有起到最佳效果，所以应该认真分析问题，提倡多开展预防措施，解决电网雷击破坏的原因。

1.雷击的原因

经过对现场雷击事故的记录，往往有柱上开关、避雷器、绝缘子、变压器、瓷盆和插座等设备被雷电破坏，同时出现跳闸现象，严重影响供电的可靠性。雷电事故的普遍发生，除了大气活动频繁，油田电网线路上有雷电，平原上容易发生雷击等原因外，还有以下原因：

1.1系统本身的防雷水平。

在6kV-35kV电网中没有防雷措施，线路导线能力过强，不仅直接放电会造成雷击事故，感应雷也会造成重大损失。这种避雷针通常安装在变电站外或高压配电变压器中间，由于缺乏保护线，线路会被雷电击中，即使有高雷电由于这种避雷针的作用，线路绝缘或暴露过电压影响遭受闪击或击穿。这也是雷电破坏中最常见的现象。雷电浪涌也会激发电磁式电压互感器产生铁磁谐振过电压，最高可达相电压的三倍，也会对避雷器的运行产生不利影响。雷电活动通常是由于这两个内部过电压引起的雷电过电压的激发，并导致避雷器的爆炸。也有一些雷管由于有关操作质量的原因受潮或不可靠的裂纹作用后引起爆炸，如在网络接地短路事故中。在油田电网中，避雷器发生爆炸在所有的雷害事故中占有一定的比例。

1.2接地问题。

接地良好的避雷针能够起到防雷的作用，而没有达到标准的防雷设备在雷电发生过程中不能起到防雷作用。良好的接地可以耗散大部分的雷电流，对系统起到保护作用。电网从6kV到35kV，避雷针的接地问题比较多，从而会降低电网的防止雷击能力。根据各个供电单位统计的数据， 6kV-35kV配电型避雷器因其位置的局限，有很多接地电阻超出了标准范围。此外，一些避雷器的接地引下线使引出线有一个绝缘的引出线外皮。如果这根地线在内部断开，就不容易被发现，而且接地引下线的连接头严密性不强，可能会发生锈蚀。一些避雷针的接地线在几十个埋设点与接地体的连接处因电位差不一样，可能会电化学腐蚀而断裂。操作部门应定期检测，除避雷针外，还应注意避雷针的接地情况。

1.3刀闸和开关上的防雷隐患

在6千伏至35千伏的网络中安装了一些柱状开关和刀闸，以确保网络运行的灵活性，并提高供电的可靠性。虽然工作模式的灵活性对电源的可靠性起着重要作用，但这些柱式开关和刀闸在防雷方面存在一定的问题，即有些柱式开关和刀闸没有安装在防雷器中，或者只安装在开关或刀闸一侧的防雷器中。所以当开关或刀闸关闭后，线路被雷电击中，雷电波沿线路传播，直至开关或刀闸关闭，出现雷电波的全反射，反射的雷电电压成倍增加，电压危及到开关或刀闸的绝缘，内部或外部绝缘破裂或使开关出现闪络。

1.4配电变压器雷害事故

目前，大多数配电变压器的保护避雷器都没有安装，只在变压器的高压侧安装了一系列的避雷器进行保护，在低压侧以下的雷电地区是可行的，但在雷电较多的地区经常发生配电变压器避雷器损坏的情况，这主要是由变频器上的交变电压和中压以上的正变换引起的。如果变压器同时被损坏，大地就会被短路，线路就会中断。例如，2003年，一个盐厂的临时变压器发生雷击，出现绕组短路的情况，引发35千伏广王线的过电流跳闸保护。

2.防止雷击方式

2.1提高工作人员的专业和技术水平

为了更好地促进设计工作的发展，提高接地和防雷措施的应用效果，应在平时不断加大教育和培训力度，以达到提高设计人员专业技术水平的作用。此外，要特别注意设计过程中的技术参数和工艺标准，并时刻加强对细节的关注，切实提高设计工作的有效性，使相应的设备发挥出应有的效果。

2.2提高输电线路的绝缘水平。

在实践中，有机材料制成的绝缘子经常被用于输电线路，因为它们需要很少的维护和监测。然而，相关实验和实践经验表明，有机化合物制成的绝缘子的防雷效果不如二氧化硅或瓷器制成的绝缘子，特别是在高压线上（如110千伏），绝缘和防雷效果更差。

2.3 接地和保护设备。在油站电气设备的正常运行中，经过电气设备的外罩和零线的连接，可以形成保护性接地，可以最大限度地防止短路事故。接地设备主要由两部分组成，一部分是在电气系统的设计和运行过程中使用的接地电极，另一部分则是系统中的接地线，接地线主要用于连接系统中的电气设备和接地端子直接埋入大地与大地接触的金属导体被称为接地极。

避雷针，也被称为防雷针，主要竖立在架空线塔顶。避雷针的设置就是为了防止出现雷击情况。雷电击中避雷针时，有可能击中导线也有可能击中上面的铁塔。当雷击时，线路承受的电压比它们应该承受的电压高得多，这些电压被称为 "过电压"。在某些情况下，它可以达到数百万伏。它超过了线路绝缘的电阻，导致绝缘的 "闪电"。这往往会导致立即断线或停电。避雷针可以覆盖电线，使雷电尽可能地落在避雷针本身，也可以穿过塔的金属部分，将其埋入接地装置，使雷电产生的电流直接落在地上。

原有的绝缘层已被新的、改进的具有防雷效果的复合绝缘层所取代，使其绝缘程度大大提高，能很好地避免雷电破坏。绝缘架空线有绝缘层保护，大大减少了雷电对线路的影响，其对线路的影响也非常小。即使有雷电，影响也会小得多。在发生雷击的地区，使用裸线提升线路会很快下沉，因为线路的绝缘层通常会出现爆裂，在这种情况下往往会发生接地事故。办公楼被直击雷击中的可能性相对较小，因为楼房所处的区域，楼房的高度可能超过线路杆塔的高度。树木和油污都位于线路附近，避免雷击是首要任务。在对实践进行审查后，对于任何雷电的发生，通过上述措施，可以看出该地区可以免受雷电的影响，从而提供足够的人身和财产安全。

3.结论

输配电线路的防雷需要多层次的研究和综合管理措施，不断完善配网防雷规划、防雷系统选型、产品采购、安装施工和运行维护过程的全面管理，以有效预防雷击事故，降低雷击率，提高电力系统系统工程的安全运行。

参考文献

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