范玉潔

（山東冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東濟(jì)南250101）

萊鋼電力系統(tǒng)防雷措施探討與研究

范玉潔

（山東冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司，山東濟(jì)南250101）

結(jié)合萊鋼實(shí)際情況，闡述了雷電的危害，探討了電力系統(tǒng)的防雷措施，以求降低電氣設(shè)備遭受雷擊的幾率。介紹了萊鋼防雷方面的具體做法。

雷電；電力系統(tǒng)；防雷；措施

1 前言

萊鋼地處山地，且地下有礦產(chǎn)資源，在每年的雷雨季節(jié)，經(jīng)常發(fā)生雷擊事故。在今年夏季的某一天出現(xiàn)過(guò)八條輸電線(xiàn)路因遭受雷擊跳閘，一個(gè)110 kV變電站進(jìn)線(xiàn)GIS間隔盤(pán)式絕緣子因線(xiàn)路遭受雷擊而損壞，給生產(chǎn)造成較大的影響。下面就防雷措施作一探討。

2 雷電產(chǎn)生的原因

雷電是大氣中的一種放電現(xiàn)象。雷雨云在形成過(guò)程中，一部分積聚起正電荷，另一部分積聚起負(fù)電荷，當(dāng)這些電荷積聚到一定程度時(shí)，就產(chǎn)生放電現(xiàn)象。放電有的發(fā)生在云層與云層之間，有的則發(fā)生在云層與大地之間，這兩種放電現(xiàn)象俗稱(chēng)打雷。打雷造成危害又叫雷擊。雷擊分為直接雷擊和間接雷擊。它會(huì)破壞建筑物、電器設(shè)備，傷害人、畜。打雷放電時(shí)間極短，但電流異常強(qiáng)大。放電時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)光，就是閃電。閃電時(shí)釋放的大量熱能，能使局部空氣溫度瞬間生高1萬(wàn)~2萬(wàn)攝氏度。如此巨大的能量，具有極大的破壞力，可造成電線(xiàn)桿、房屋等被劈裂倒塌以及人、畜傷亡，還會(huì)引起火災(zāi)及易燃物品的爆炸。

3 雷電的分類(lèi)

雷電的種類(lèi)主要有四種：直擊雷、球雷、感應(yīng)雷和雷電侵入波。

（1）直擊雷：是雷電與地面、樹(shù)木、鐵塔或其他建筑物等直接放電形成的。這種雷擊的能量很大，雷擊后一般會(huì)留下燒焦、坑洞，突出部分削掉等痕跡。

（2）球雷：是一種紫色或灰紫色的滾動(dòng)雷，它能沿地面滾動(dòng)或空中飄動(dòng)，能從門(mén)窗、煙囪等孔洞縫隙竄入室內(nèi)，遇到人體或物體容易發(fā)生爆炸。

（3）感應(yīng)雷：是指感應(yīng)過(guò)壓。雷擊于電線(xiàn)或電氣設(shè)備附近時(shí)，由于靜電和電磁感應(yīng)將在電線(xiàn)或電氣設(shè)備上形成過(guò)電壓。沒(méi)聽(tīng)到雷聲，并不意味著沒(méi)有雷擊。

（4）雷電侵入波：是雷電發(fā)生時(shí)，雷電流經(jīng)架空電線(xiàn)或空中金屬管道等金屬體產(chǎn)生沖擊電壓，沖擊電壓又隨金屬體的走向而迅速擴(kuò)散，以致造成危害。

4 防雷措施

4.1 輸電線(xiàn)路避雷

架空地線(xiàn)是送電線(xiàn)路最基本的防雷措施,也是電力系統(tǒng)防雷的第一道防線(xiàn),其作用是防止雷電直擊導(dǎo)線(xiàn)。在雷擊塔頂時(shí),分流雷電流減少了經(jīng)過(guò)該桿塔泄入大地的雷電流,從而降低塔頂?shù)狞c(diǎn)位,并且對(duì)導(dǎo)線(xiàn)有耦合作用,可降低作用在本塔絕緣(絕緣子串和空氣間隙)上的電壓。對(duì)于非直擊的桿塔,架空地線(xiàn)對(duì)導(dǎo)線(xiàn)的屏蔽作用則可降低導(dǎo)線(xiàn)上的感應(yīng)過(guò)電壓。可見(jiàn),架空地線(xiàn)可以大幅降低線(xiàn)路絕緣承受的雷電過(guò)電壓。

4.2 變電站的防雷

變電站的接地網(wǎng)上連接著全站的高低壓電氣設(shè)備的接地線(xiàn)、低壓用電系統(tǒng)接地、電纜屏蔽接地、通信、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地，以及變電站維護(hù)檢修時(shí)的一些臨時(shí)接地。接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷，感應(yīng)雷或其他形式的雷，都將通過(guò)接地裝置導(dǎo)入大地，所以要求變電站的接地電阻小于1贅。一次電氣設(shè)備按要求加裝避雷器，二次電氣設(shè)備采用過(guò)壓保護(hù)，防雷端子等提高電氣設(shè)備自身的防護(hù)能力，防止電氣設(shè)備、電子元件被擊壞。當(dāng)發(fā)生雷擊事故時(shí)，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺(tái)監(jiān)控機(jī)上就能顯示其狀態(tài)。在控制、通訊接口處加裝浪涌抑制器。

4.3 直流輸電系統(tǒng)的防雷保護(hù)

直流輸電系統(tǒng)可采取減小避雷線(xiàn)保護(hù)角：與交流電一樣可有效地降低發(fā)生雷擊線(xiàn)路的繞擊閃絡(luò)率。由于高壓直流線(xiàn)路只有兩極導(dǎo)線(xiàn)，若避雷線(xiàn)采用負(fù)保護(hù)角，不會(huì)因兩根避雷線(xiàn)的距離拉大而產(chǎn)生中相繞擊問(wèn)題。按照保護(hù)角與雷電繞擊的關(guān)系，要盡量降低地線(xiàn)對(duì)高壓直流線(xiàn)路的保護(hù)角，一般要按規(guī)程或計(jì)算模型確定出不同地形條件下避雷線(xiàn)的保護(hù)角。

增加線(xiàn)路絕緣和減小桿塔接地電阻：可有效地降低發(fā)生雷擊線(xiàn)路的反擊閃絡(luò)率。但對(duì)于同塔雙回的高壓直流線(xiàn)路，上下導(dǎo)線(xiàn)的距離往往較小，雙回線(xiàn)路絕緣水平較低，是雷擊閃絡(luò)的薄弱點(diǎn)。從我國(guó)高壓直流線(xiàn)路的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，發(fā)生雷擊閃絡(luò)故障的形式以繞擊為主，對(duì)此應(yīng)是防范的重點(diǎn)。

5 萊鋼在防雷方面的具體做法

5.1 由于原設(shè)計(jì)原因，部分110 kV變電站進(jìn)線(xiàn)線(xiàn)路未加裝避雷器，在線(xiàn)路處于熱備用狀態(tài)時(shí)，由于進(jìn)線(xiàn)無(wú)避雷器，容易遭受雷擊。針對(duì)該情況，我們實(shí)施了加裝進(jìn)線(xiàn)線(xiàn)路避雷器方案，消除雷擊隱患。

5.2 因部分線(xiàn)路桿塔的接地裝置遭受自然或人為的破壞，桿塔接地電阻不符合要求，增加了遭受雷擊幾率。我們根據(jù)桿塔所處的環(huán)境具體情況，采取輻射狀接地和垂直深度打孔埋接地裝置兩種方法，降低桿塔的接地電阻，減少雷擊幾率。

5.3 降低變電站的接地電阻。在變電站周?chē)?，每?0 m打一個(gè)20 m深的孔，放入電鑄銅接地棒，并在電鑄銅接地棒周?chē)胖媒底鑴?，然后將所有的電鑄銅接地棒連接在一起，并和原接地網(wǎng)絡(luò)連在一塊，形成一個(gè)完整的接地網(wǎng)，接地電阻值能在1贅以下。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們可以了解雷電對(duì)于電力系統(tǒng)的危害以及預(yù)防方法和措施。只要我們采取合理的保護(hù)措施，就可以盡可能地減少雷電造成的危害，保證電力系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，讓電力更好地服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)。

The Lightening Protection Measures of the Power System of Laiwu Steel

FAN Yujie
(Shandong Metallurgical Engineering Co.,Ltd.,Jinan Shandong 250101,China)

The harmfulness of lightning is described and lightening protection measures for power system are discussed in light of the conditions of Laiwu Steel,to reduce the risk of electrical equipment suffering from lightning strike.The specific practice of Laiwu Steel in lightning protection is also introduced.

lightning;power system;lightning protection;measure

TM862

B

1006-6764(2014)01-0013-02

2013－10－09

范玉潔（1989－），女，2010年畢業(yè)于濟(jì)南大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事電氣設(shè)計(jì)工作。