摘 要 浮石水電廠為九十年代設(shè)計的水電站，在雷雨季節(jié)里，浮石水電廠遭多次到雷電的侵?jǐn)_，損壞部分運行設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。本文首先探討雷害原因及在浮石水電廠外部防雷裝置上采取的措施，然后分析我廠雷害特點和采取完善內(nèi)部防雷裝置的措施。

關(guān)鍵詞 浮石水電廠；雷害；防雷措施

中圖分類號 TM863 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0124-01

多年來，在雷雨季節(jié)里，浮石水電廠都會遭到雷電的侵?jǐn)_，損壞部分運行設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。在嚴(yán)峻的形式下，分析研究電廠雷害的特點，并采取有效的措施完善防雷系統(tǒng)成為我廠亟待解決的問題。

雷電的侵害途徑為直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波入侵。防雷的目標(biāo)是：①控制雷擊點；②安全引導(dǎo)雷電流入地網(wǎng)；③完善的低阻地網(wǎng)；④消除地面回路；⑤防護電源的浪涌沖擊；⑥保護瞬變引起設(shè)備的信號及數(shù)據(jù)線的過壓。針對上述目標(biāo)，通常采取綜合防雷的原則：一是通過接閃器、引下線和接地裝置等外部防雷裝置，將絕大部分雷電流直接接閃引入地下泄散；二是通過除外部防雷裝置外，所有為了減小雷電流在防雷空間所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)而附加的內(nèi)部防雷裝置及過電壓保護裝置，阻塞沿電源線或數(shù)據(jù)、信號線引入的過電壓波，限制被保護設(shè)備上浪涌過壓幅值。從外部防雷與內(nèi)部防雷兩個方面著手，找出雷害根源，采取綜合防雷措施。

1 分析在浮石水電廠外部防雷裝置上采取的措施

前些年，工程技術(shù)人員主要把注意力放在了外部防雷裝置上，進行了一些改造，如獨立避雷針接地網(wǎng)布局改造、開關(guān)站接地網(wǎng)改造等。改造的原因：一是雷害造成的損失嚴(yán)重，如2002年8月6日雷擊損壞103微機線路保護面板，造成浮桃線路無保護退出運行，電廠在豐水期近一周無法通過該線路送出主要負(fù)荷；二是依據(jù)是2002年12月廣西電力試驗研究院對浮石水電廠開關(guān)站接地電阻測量的1.36 Ω結(jié)果，認(rèn)為接地電阻不符合規(guī)定；三是認(rèn)為接地電阻高是雷害的一個主要原因，想通過接地網(wǎng)的改造，降低接地電阻以符合規(guī)定（依據(jù)當(dāng)時的方案認(rèn)為改造后接地電阻能達(dá)到0.5 Ω左右），通過此途徑，來減少或避免雷電對運行設(shè)備的損壞。進行改造當(dāng)然有其必要性，因為雷電流最終還是要通過接地裝置泄放，接地電阻越小，接地系統(tǒng)對雷電流的泄放能力就越強，產(chǎn)生的雷擊電壓越，注意降低接地電阻是有效泄放雷電、防止雷電破壞的重要措施。

2 分析我廠雷害特點和采取完善內(nèi)部防雷裝置的措施

鑒于以上我廠雷害的特點，在內(nèi)部防雷措施上可能存在的漏洞和不足。

內(nèi)部防雷一個重要的概念即是等電位連接，等電位連接是指用連接導(dǎo)線或過壓保護器將處在需要防雷空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來。由此可見，等電位連接實質(zhì)上有兩個工作。正確的做法首先應(yīng)該劃分防雷保護區(qū)LZP。第二步是為了防止直擊雷或感應(yīng)雷電通過電力線路、信號線等侵入保護區(qū)，應(yīng)將進入保護的電力線、通信線等，一是采取屏蔽措施預(yù)防感應(yīng)雷，且屏蔽線接地線都應(yīng)就近同總接地線連接。二是在電源線相相之間、相地之間以及通訊線、信號線與地之間要分別接相應(yīng)的過壓保護器。這些過壓保護器實質(zhì)上也是等電位連接措施，它不過是雷電波侵入時把大部分電壓削去，留下能夠難受的一小部分，也稱之為準(zhǔn)等電位連接。

我們廠的電子設(shè)備聯(lián)絡(luò)電氣線路，在穿越各防雷保護區(qū)時，各種電氣線路都沒有通過過壓保護器實現(xiàn)等電位連接的防雷必要措施，且有些也沒有采取屏蔽措施。下面具體分析二個經(jīng)常遭受雷害的設(shè)備系統(tǒng)，來說明我們內(nèi)部防雷裝置和等電位連接中存在的主要漏洞。

2.1 大壩閘門控制系統(tǒng)

大壩閘門控制系統(tǒng)采用的是現(xiàn)場總線控制方式，現(xiàn)地控制儀表通過RS485通訊接口，利用屏蔽雙絞線與計算機聯(lián)絡(luò)，實現(xiàn)對這個系統(tǒng)的控制。每次遭受雷擊后損壞的大部分是開度儀表（一次損壞通訊板卡），而且都是RS485通訊集成塊（嚴(yán)重時，也伴隨主板集成電路損壞）。

因此針對閘門控制系統(tǒng)的防雷措施，我建議一是嚴(yán)格檢查屏蔽和接地，二是采用RS485專門的過壓保護器。

2.2 103線路保護

同樣裝備的103和104線路微機保護裝置，為什么每次都是103線路保護面板損壞呢？而且損壞時兩條線路1、至少是聯(lián)絡(luò)的，也就是母線開關(guān)在合，2、肯定有一條遭受雷擊或一段有操作（2003年3月1次拉開151TV刀閘時，引起103線路面板損壞，這極有可能時過壓引起，斷開PT刀閘引起的過壓在浮石已發(fā)生多次）。若把該裝置有聯(lián)系的區(qū)域按防雷保護區(qū)劃分，開關(guān)站至廠房為LZP0區(qū)，廠房至中控室為LZP1區(qū)，中控室至保護裝置屏為LZP2區(qū)，保護屏內(nèi)為LZP3區(qū)。假設(shè)各區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)等電位連接是可靠的（我依據(jù)的是設(shè)計和施工記錄），這樣穿越兩套裝置的各防雷保護區(qū)的電力線路主要有：1）交直流電流線；2）電壓、電流二次線；3）分合閘操作線；4）其他信號線路等。分析這兩套裝置穿越區(qū)域的電力線路，我們可以發(fā)現(xiàn)：1）交、直流電源的取向是一致的；2）電壓互感器二次線在端子上也是聯(lián)絡(luò)的；3）信號線直在中控室與保護屏內(nèi)穿越；4）從LZP0一直到LZAP3區(qū)域穿越的只有引入兩條線路的電流互感器二次線和分合閘操作線路，而且這些穿越的電力線路即沒有屏蔽也沒有裝設(shè)過壓保護器，但為什么103線路屢遭雷電損壞呢？通過分析我認(rèn)為從電流回路產(chǎn)生過壓，然后通過線路保護裝置人機面板的邏輯地泄放的可能性大，加之103線路的桿塔比104要高的多，產(chǎn)生感應(yīng)過電壓或雷電波侵入的可能性要比104大的多。因此該裝置的防雷保護也可以考慮從穿越保護區(qū)的各種電力線路的等電位連接措施著手，包括電源線路。雖然我們的電源都在廠區(qū)內(nèi)（至少是位于LZP2區(qū)以內(nèi)），產(chǎn)生過壓的可能性不大，但為了可靠，還是考慮電源線路的三級過壓保護措施為好。

總結(jié)上述內(nèi)容，建議當(dāng)前在我廠防雷工作上，需要采取的積極措施包括：

1）整理和完善廠區(qū)防雷及接地系統(tǒng)的資料。因為：①對于向防雷接地這樣的隱蔽工程，資料是正確認(rèn)識電廠的防雷系統(tǒng)的前提，也最能說明存在問題真正出處的一個重要途徑；②只有通過整理防雷系統(tǒng)的原始資料，才能為今后完善和設(shè)計電廠防雷系統(tǒng)提供必要的支持，完整的技術(shù)資料是電廠今后防雷的保證。

2）按照廣西電力實驗中心的建議： “地網(wǎng)改造完成后，按規(guī)程要求測量接地電阻及地網(wǎng)電位分布，校核跨步電位差及接觸電位差，確保變電站安全運行”，以考慮是否還需要對擴建地網(wǎng)采取均壓措施。

3）在當(dāng)前雷害形式下，研究和制定以往重復(fù)受雷電損壞的設(shè)備防雷措施，針對各系統(tǒng)特點，嚴(yán)格采用等電位連接措施，預(yù)防雷害。

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