电力工程现代防雷技术的相关措施研究

电力工程现代防雷技术的相关措施研究

区松根

身份证：442000198402155751

摘要：随着经济的进步和现代科技的不断发展，为了保证人们生活水平得到提升，社会对电力工程建设愈加重视。为了减少雷电的破坏，对变电站与输电线路两方面进行重点阐述，旨在通过此减少电气设备所受的伤害，保证设备的正常运行与相关工作人员的安全。

关键词：电力工程；现代防雷技术；变电站；输电线路

引言

电力工程的进步促使现代防雷技术得到不断优化，并存在于工程的方方面面。为了保证电力设备正常、安全地使用和操作人员的安全，需要重视防雷技术并将其贯穿到整个工程建设中。对于防雷技术与相关工作的开展，可以从变电站与输电电路两个角度出发。

1 110KV变电站防雷保护设计

1.1设计原则

想要保证110KV变电站的安全稳定运行，电气设计方案是否科学合理对变电站的综合运行效率产生直接影响，通过电路满足差异化电气设备连接，从而成功转化电力资源效能。电气主接线可以实现基于电源线、引出线，充分运用母线安全运营变电站。那么在设计110KV变电站的电气主接线时，就需要遵循以下原则：

（１）以变电站和电网的实际运行状态为设计依据，从全面视角综合考量设计影响因素，制定科学合理最优化的电气组接线方案。

（２）间接采购电气设备性能，科学规划配电结构，并且设计配电路自动跳闸保护系统，确保区域电网可以安全稳定运行。

（３）电气设备的连接工具以电气主接线为主，立足长期和短期都需要对100KV变电站的运行负荷影响进行分级。

1.2雷电入侵途径

电能对于我们的当代社会生活各方面发展来讲，是不可或缺的关键能源，保护电能也是社会各行业均能够正常有序运行的实际所需，但是外在天气还是会不可避免地对110KV变电站运行产生较大影响。一旦遭受意外雷击便会在一定程度上对变电站运行安全稳定性产生影响，与目前的110KV变电站运行情况来看，所遭受的雷击通常会造成较大的受损可能性，以及局部线路防护层也会发生意外破损，造成较大的变电站内部转化电压，超出原本承受标准内的电压限制。这样便会不断减小110KV变电站的使用期限。应当采用有关技术手段保护110KV变电站，这样便能够有效避免变电站所受雷击。变电站电力设备直接遭受雷击情况相对较小，一般情况下会沿着电源入侵，譬如避雷器动作就是避雷器增加两倍叠压后，发生的电磁感应耦合低压，运用自动化、微机保护模块所致。雷电极可能沿通讯网入侵，雷电引发通信设备电路的过电压，一般会在串行通信口直接作用电位差，这是低压电源缺少必要的防雷措施所致。

1.3防雷保护设计方案

在如今有关110KV变电站的防雷保护设计中，现有设计通常在极易发生雷击所在位置范围内，安装防雷设备或电力导线安装防雷层。面对直击雷情况，可以运用避雷线、避雷针、避雷网以及避雷器等，设计防雷接地装置快速成功实现雷电流接地。需要实现变电站系统与公共系统之间的有效接地单点连接。此种接地形式可以有效避免雷击所造成的仪表功能损害。同时在实现等电位接地过程中，还应当进一步重视现场施工标准，系统化接地范围应当保持于20ｍ以上，引下线的整体电缆距离则应当在2ｍ以上。也可全面勘测现场环境情况，之后在雷击频率较高的位置安装ＳＰＤ设备，从而实现对电流的分流处理，有效避免雷击灾害。对于整体的变电站防雷设计则需要将避雷针安装所需位置上，从而对变电站所受雷电干扰情况的发生率有效控制。构建屏蔽体，从而有效避免出现雷击情况中的电磁脉波，干扰现场仪表的系统功能。对于不同的雷电破坏类情况的出现，确保整体选择的合理性。在110KV变电站电路系统控制中，构建屏蔽体能够有效控制且阻断电磁脉波，防止出现ＤＣＳ受雷击的干扰情况，加大对其的保护力度。也可对于110KV变电站的内部设施设备，譬如计算机主机、载波机、ＲＴＵ等设备，可以运用建筑物屏蔽措施，对保护对象采用金属网管、金属网泊壳成功包围，从而实现保护目的。还可以运用恰当布线，对于产生的电磁脉冲干扰情况有效预防。

2输电线路防雷技术与措施

以110kV输电线路为例，如果遭遇雷击，可能出现跳闸断电的情况。在电力工程中可通过反击雷与防绕击雷两方面采取针对性强的防范措施，减少输电线路遭雷击受到损害的情况，解决绕击雷可使用线路钳位保护器，解决反击雷可通过降低杆塔接地电阻。

2.1电路钳位保护器

在输电线路的杆塔中，安装钳位保护器对电力工程预算来说更加经济，还可减少设备安装数量，防雷效果也不会下降。线路雷击钳位保护器与以前使用的氧化锌避雷器工作原理稍有不同，后者中包含非线性电阻片，当输电线路的过电压超出避雷器动作电压的时候，其中非线性电阻迅速从高阻变成低阻状态，并将雷电流释放到地网中，借助分流保障绝缘子不闪络。同时避雷器在分流的时候要有良好的释放渠道，否则不能起到避雷效果，严重者会发生爆炸烧毁，因此输电线路中不建议安装氧化锌避雷针。雷击钳位保护器使用原理为：当输电线路没自由遭受累计的时候，电网相当于一标准正弦波，线路正常运行，其绝缘子也只承受工频电压的作用，为单极性的脉冲波，其冲击用波头、波长与幅值表示。电路遭受雷击后，在短短的8s幅值最高达到10.5kA，此时产生的过电压幅值与过电流幅值都较高，超出绝缘子串的冲击闪络电压，会产生击穿或闪络情况，即雷电流在达到电流的最大值后，再降到一般一共需要58s，这就是雷电流的波长。在钳位保护器的内置原理图中，导线上的过电压超过环针间隙动作电压后，此时钳位保护器的脉冲电容介质容抗变低，雷电流的瞬间冲击力大大降低，钳住绝缘子的闪络电位，促使其不再闪络，输电线路则不会再跳闸。据此，110kV输电线路中雷击钳位保护器的安装方法为：在保护器上侧与横担固定，垂直放置，侧面增加M10螺杆，安装雷电记录装置。如果不安装雷电计数器，增加的M10螺杆则不能悬空，可使用横担与40左右平方导线短接，还要在安装钳位保护器的时候，将下侧的放电探针与放电环间隙调整到160mm左右。

2.2降低杆塔工频接地电阻

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中对电气工程输电线路进线段杆塔解读电阻值的阐述，要按照规范设计，不能超出接地电阻取值。以110kV线路为例，指出接地电阻要使用规范的测量仪器测量，可使用JDZ-Ⅱ型数字接地电子测试仪；对杆塔的接地电阻进行逐基式测量，使用长度为100m的电流线与60m的电压线。探究电力工程现场中的数据，如对某市110kV什天线中的线段部分杆塔的接地电阻质量进行检测，发现其中很多数值不合格。分析杆塔附近所有接地电阻，发现50个取样中有28个电阻超过标准，合格率较低。使用的避雷线虽然可以降低雷电产生的电压，但是因为依靠较低的接地电阻完成，当接地电阻较大时，避雷效果还是不明显。

3结语

电力工程作为输送与生产电能的建设施工，需要重视变电站中电器设备或输电线路在雷雨天气中遭受雷击的问题，减少对电力设备的损害，降低安全事故的发生风险。在新技术、新科学发展下，要不断对电力工程现代防雷技术进行研究与分析，力求找出适合的新技术与手段，增强电力工程防雷能力，保证该工程的安全工作质量。

参考文献

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