徐建寧,羅 偉,龍振興

（廣西壯族自治區(qū)防雷中心, 南寧 530022）

雷電現(xiàn)象在我國的出現(xiàn)相當(dāng)頻繁，雷電災(zāi)害所造成的社會經(jīng)濟(jì)損失及影響非常的大，雷電現(xiàn)象，向來也都是影響電力系統(tǒng)是否安全以及相關(guān)設(shè)備是否可以穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行的一個重要因素，所以對于那些位于雷電現(xiàn)象頻繁發(fā)生的地理位置內(nèi)的電力設(shè)備來說，雷電的防護(hù)措施就顯得至關(guān)重要。

1 變電站雷擊事故分析

廣西某縣供電局擁有35kV和110kV兩種類型的變電站，而這些變電站都處于戶外較為空曠的地理位置，所采用的雷電防護(hù)措施多以獨(dú)立接閃桿、鐵塔和浪涌保護(hù)器為主，而對于變電站的戶外照明方面則主要采用探照燈。2006年7月雷電直接擊中了其中一座35kV變電站里用于接閃的鐵塔，導(dǎo)致變電站中眾多自動化設(shè)備裝置的電源板遭受了嚴(yán)重?fù)p壞。該事故是廣西有史以來最為嚴(yán)重的一次由自然災(zāi)害所造成的變電站事故，它使整個變電站處于了無保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行。

為了明確此次雷擊事故的原因，做好防護(hù)措施，對變電站的雷擊事故進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)用于照明的大多數(shù)探照燈都安裝在用于獨(dú)立接閃的鐵塔上。可以分析得到，雷電直接接閃于鐵塔，極大的雷電流在通過鐵塔泄入大地的過程中，會在安裝在鐵塔上的探照燈電源線上產(chǎn)生非常高的感應(yīng)過電壓，進(jìn)而通過電源線進(jìn)入室內(nèi)，而變電站里各種通過電源線路相連通的眾多自動化的設(shè)備裝置的電源板，極易被該強(qiáng)大的感應(yīng)過電壓損壞，造成嚴(yán)重的雷擊事故。

2 變電站雷擊效應(yīng)和危害分析

2.1 雷電現(xiàn)象發(fā)生的原理

在大氣中出現(xiàn)云塊之后，通過相互摩擦?xí)乖茐K中快速流動的霧狀水顆粒產(chǎn)生靜電感應(yīng)，從而形成帶電的云層。帶電云層之間通過相互之間的摩擦?xí)a(chǎn)生靜電反應(yīng)，與之相像的帶電云層與地面之間也會通過摩擦產(chǎn)生靜電反應(yīng)。一旦不同帶電的云層之間以及云層和地面之間發(fā)生的靜電反應(yīng)所產(chǎn)生的電位差等一系列會導(dǎo)致放電現(xiàn)象的發(fā)生的相關(guān)要素達(dá)到并超過臨界點(diǎn)，天空中就會發(fā)生自然界中常見的雷電現(xiàn)象。

2.2 變電站雷擊效應(yīng)及危害

變電站系統(tǒng)中，各個系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的統(tǒng)一整體。如果發(fā)生雷擊事故，強(qiáng)大的雷電電流（數(shù)十到數(shù)百kA）會瞬間侵入大地，這個時(shí)候，由于地面上的各項(xiàng)用于生產(chǎn)或保護(hù)生產(chǎn)的電子設(shè)備及設(shè)施，如果由于設(shè)計(jì)不科學(xué)或接地措施不完善等因素而導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)對感應(yīng)電荷迅速、安全、有效的泄流，雷擊所產(chǎn)生的靜電壓則通過過電壓使感應(yīng)電荷快速達(dá)到數(shù)百千伏，無法及時(shí)的泄流最終會引發(fā)嚴(yán)重的雷擊事故。

并且，對于雷擊現(xiàn)象而言，在一次放電之后并不會立刻停止放電，而是后續(xù)放電的方式以三次、四次乃至二十多次的頻率沿著第一次放電的通道放電。從而引發(fā)第一次放電之后的后續(xù)危害。之所以有如此高的后續(xù)放電頻率的原因是：大氣云塊是通過階躍形式向大地放電，先驅(qū)放電會出現(xiàn)在主放電之前，這會使雷擊電流的幅值、陡度特別的大，也就是說，將會產(chǎn)生一系列相關(guān)的雷電流脈沖，在強(qiáng)大的瞬間脈沖磁場的影響下，附近金屬導(dǎo)體感應(yīng)到的電磁感應(yīng)過電壓也會瞬間增大。同時(shí)，無論是電磁感應(yīng)過電壓還是靜電感應(yīng)過電壓都會引發(fā)輸電設(shè)備絕緣閃絡(luò)問題，導(dǎo)致電氣設(shè)備絕緣功能遭受損壞，從而，引發(fā)雷擊效應(yīng)的二次事故。

3 變電站雷電防護(hù)措施

3.1 變電站雷電防護(hù)基本措施

3.1.1 安裝架空地線

該方法的基本操作就是將架空地線架設(shè)在架空輸電線的上部，并且充分的做好接地。目前而言，減少甚至避免架空輸電線路遭受雷擊，較為有效的方法之一莫過于安裝架空地線。對于大多數(shù)變電站而言，架空輸電線在35kV以上的都應(yīng)該進(jìn)行架空地線的安裝措施。

3.1.2 安裝電涌保護(hù)器

電涌保護(hù)器防止雷擊事件的原理就是通過電涌保護(hù)器對變電站發(fā)生雷擊之后產(chǎn)生的過電壓進(jìn)行限制并分泄電涌電流，降低雷擊后二次事故的發(fā)生和損害。因此，在變電站電源線路和各設(shè)備端安裝一級甚至多級的電涌保護(hù)器，可以大大的預(yù)防和減少發(fā)生雷擊事故之后的二次雷擊事故發(fā)生。

3.1.3 安裝獨(dú)立接閃桿（鐵塔）

安裝獨(dú)立接閃桿（鐵塔）的根本目的是防止變電站遭受直接雷擊。對于戶外的變電站而言，為了防止直接雷擊，全部都應(yīng)裝設(shè)獨(dú)立接閃桿（鐵塔）用以保護(hù)。在進(jìn)行戶外變電站獨(dú)立接閃桿（鐵塔）的安裝之前，應(yīng)該對變電站的各種相關(guān)情況進(jìn)行調(diào)研，如變電站的占地面積，變電站周圍的建筑物分布情況和高度以及變電站建設(shè)的地形地貌，在充分了解清楚這些相關(guān)信息之后，進(jìn)行雷電防護(hù)設(shè)計(jì)以準(zhǔn)確的計(jì)算獨(dú)立接閃桿（鐵塔）的安裝數(shù)量，設(shè)計(jì)出科學(xué)有效的獨(dú)立接閃桿（鐵塔）安裝位置。

3.2 變電站雷電防護(hù)措施的接地

所謂變電站雷電防護(hù)措施接地主要目的是減少事故的發(fā)生幾率，使用科學(xué)有效的雷電技術(shù)方法，做到設(shè)備設(shè)施在遭受雷擊后，將其產(chǎn)生的數(shù)十乃至數(shù)百千安的大電流迅速有效的泄流到大地。在發(fā)生直接雷擊之后，合格的接地應(yīng)該能夠有效防止雷擊產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電流和靜電感應(yīng)電流所引發(fā)的危害。統(tǒng)計(jì)表明，等電位連接和聯(lián)合接地是有效防護(hù)變電站雷電災(zāi)害發(fā)生的有效方式。為了防止雷擊事故危害的擴(kuò)大化，已經(jīng)在使用的舊變電站應(yīng)該充分的做好各雷電防護(hù)措施的接地檢查工作，并且也要對之前設(shè)計(jì)得不夠科學(xué)的地方改進(jìn)完善，確保變電站內(nèi)各類雷電防護(hù)的接地措施與現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范的參數(shù)要求都保持同步。

4 結(jié)論

防雷接地技術(shù)不僅是電氣安全工程技術(shù)的一方面，更是電氣安全工作的重中之重，變電站作為電力供電系統(tǒng)的重要樞紐，雷擊的事故的發(fā)生會嚴(yán)重影響千家萬戶的工作和生活，因此，變電站的雷電防護(hù)措施所進(jìn)行的設(shè)計(jì)、雷電防護(hù)裝置的安裝以及對各種防護(hù)措施的維護(hù)等各個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，預(yù)防為主，給予足夠的重視，才能盡可能的減少類似事故的再次發(fā)生。

[1]虞吳.現(xiàn)代防雷技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2006，55(79):45-47.