李珍亮 羅永 李少武

（衡南縣氣象局，湖南衡陽(yáng) 421131）

電力系統(tǒng)中雷電防護(hù)技術(shù)的運(yùn)用探討

李珍亮 羅永 李少武

（衡南縣氣象局，湖南衡陽(yáng) 421131）

隨著時(shí)代的進(jìn)步，信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)電力的需求越來(lái)越多，對(duì)供電的安全性和可靠性要求越來(lái)越高，但在每年的雷雨季節(jié)，電力系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生雷擊事故，造成供電系統(tǒng)損壞，影響人們的生產(chǎn)生活，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文對(duì)電力系統(tǒng)中防雷技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究，以防御或減少雷電災(zāi)害，將損失降到最低。

電力系統(tǒng) 雷電防護(hù) 技術(shù)運(yùn)用

雷電是大氣中的一種放電現(xiàn)象，一般產(chǎn)生于積雨云中，積雨云在形成過(guò)程中，某些云團(tuán)帶正電荷，某些云團(tuán)帶負(fù)電荷。它們對(duì)大地的靜電感應(yīng)，使地面或建（構(gòu)）筑物表面產(chǎn)生異性電荷，當(dāng)電荷積聚到一定程度時(shí)，不同電荷云團(tuán)之間，或云團(tuán)與大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣（一般為25～30kV/cm），開(kāi)始游離放電，我們稱之為“先導(dǎo)放電”。云對(duì)地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的，當(dāng)?shù)竭_(dá)地面 吋（地面上的建筑物，架空輸電線等），便會(huì)產(chǎn)生由地面向云團(tuán)的逆導(dǎo)主放電。在主放電階段里，會(huì)出現(xiàn)很大的雷電流（一般為幾十kA至幾百kA），并隨之發(fā)生強(qiáng)烈的閃電和巨響，這就形成了雷電。雷電一般伴有陣雨，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)局部的大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。強(qiáng)雷暴天氣出現(xiàn)有時(shí)還帶來(lái)災(zāi)害，如雷擊危及人身和電力設(shè)備安全，有時(shí)還會(huì)引起火災(zāi)等。

1 對(duì)于雷電類型以及危害的相關(guān)研究

雷電已經(jīng)成為當(dāng)今生活中建筑物以及人們生產(chǎn)生活所要面對(duì)的主要災(zāi)害之一，我國(guó)科學(xué)技術(shù)人員對(duì)于防雷技術(shù)的研究也從未停止過(guò)腳步。在傳統(tǒng)的電力工作中，防雷技術(shù)的種類非常多，常見(jiàn)的無(wú)非是避雷針的使用。伴隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力的自動(dòng)化技術(shù)在防雷中應(yīng)用較為廣泛，由此需要電力工作人員對(duì)防雷技術(shù)進(jìn)行深入研究，并全面了解雷電對(duì)人們?cè)斐傻耐{，只有這樣才能更好的解決問(wèn)題，用電力自動(dòng)化的知識(shí)做好防雷應(yīng)用。以下是對(duì)于雷電類型的主要研究：

1.1 直擊雷擊

直擊雷擊危害極大，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)人或者其他有生命的物種造成傷害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成死亡。直擊雷擊的電流比較大，一旦通過(guò)地面，遇到了金屬物品，那么金屬和雷擊點(diǎn)之間就會(huì)有對(duì)地電壓形成，此種電壓的數(shù)值比較大，因此一旦有人經(jīng)過(guò)接觸到，將面臨非常大的危險(xiǎn)，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)導(dǎo)致觸電身亡［1］。

1.2 球形雷電

球形雷電主要是一種外形類似于球體的雷電，通常被人們認(rèn)為是火球，會(huì)有紅色的光發(fā)出，某些時(shí)候，還會(huì)發(fā)出亮白色的光感。雖然球形雷電出現(xiàn)少但其本身的危害也不可輕視，它的行蹤無(wú)軌跡可循，球形雷電能夠從建筑物的窗戶以及門中進(jìn)入房屋內(nèi)，若是低矮的平房建筑，還可能從煙囪進(jìn)入，這給人們的生命安全造成了極大的威脅［2］。如果是一些人員密集的商場(chǎng)或者學(xué)校等等，可能造成較為嚴(yán)重的后果［3］。

1.3 雷電感應(yīng)

雷電感應(yīng)的種類在一般意義上可分為兩種。一是靜電感應(yīng)，這種概念比較容易理解，就是在雷云和地面相接處的過(guò)程中，地面有部分凸出，就會(huì)和這些雷云產(chǎn)生感應(yīng)，由此產(chǎn)生了異性電荷。雷云和地面的接觸后，需要進(jìn)行放電，這種異性電荷不會(huì)被束縛，在這種情況下，就會(huì)形成一種雷電波，并且以最快的速度進(jìn)行多角度的傳播。另一方面，就是電磁感應(yīng)，在雷擊之后有比較大的電流，在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展之下，非?？赡苄纬梢粋€(gè)比較大的電磁，由此產(chǎn)生電磁感應(yīng)。在這種情況下，若是附近存在某種能夠?qū)щ姷慕饘傥矬w，那么在電磁感應(yīng)的作用下就會(huì)有比較大的電壓形成，若是不能很好的處理，那么這種電壓就可能對(duì)人畜形成一種放電作用，進(jìn)而危害他們的安全［4］。

2 電力自動(dòng)化現(xiàn)代防雷技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 分流

分流主要是使用避雷針以及避雷等措施，將雷雨天氣中產(chǎn)生的雷電電流向下部引入，并使其安全的泄放在大地中，這樣就能夠有效的防止雷電對(duì)建筑物以及其他設(shè)備的損害。此種分流方法在一些大型建筑物中比較常見(jiàn)，也是有效的防雷措施之一［5］。

2.2 屏蔽

為了最大程度減小電磁干擾程度，就需要在在通信機(jī)房和通信調(diào)度之間將柱子、圈梁里的鋼筋引出，并與金屬構(gòu)件進(jìn)行焊接，以此構(gòu)成了電位法拉第籠結(jié)構(gòu)。設(shè)備對(duì)屏蔽有較高要求時(shí)，機(jī)房六面應(yīng)敷設(shè)金屬屏蔽網(wǎng)，將屏蔽網(wǎng)與機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)行接地母線均勻多點(diǎn)相連。室外的通信部分也應(yīng)該使用更多的屏蔽電纜，在屏蔽層中，兩側(cè)都要做好接地。一旦有外在的電磁波進(jìn)入，就可以實(shí)施阻擋，避免機(jī)房?jī)?nèi)部設(shè)備出現(xiàn)故障［6］。

2.3 浪涌防護(hù)

雷擊對(duì)電源和信號(hào)信號(hào)的影響也非常顯著，為降低雷擊風(fēng)險(xiǎn)，就需要在電源或信號(hào)線上安裝浪涌保護(hù)器，借用非線性效應(yīng)，就可以將電源和信號(hào)線路的一些高壓脈沖過(guò)濾掉，進(jìn)而保護(hù)后接設(shè)備。一般情況下，常用的保護(hù)器件有放電管，壓敏電阻、鉗位二極管等等，只有充分了解這些設(shè)備的性能，利用這些保護(hù)器件的性能相互配合才能達(dá)到雷電防護(hù)的目的。在電力系統(tǒng)中廣泛采用的主要是閥式避雷器。根據(jù)額定電壓（正常運(yùn)行時(shí)作用在避雷器上的工頻工作電壓，也是使用該避雷器的電網(wǎng)額定電壓）和滅弧電壓有效值（指避雷器應(yīng)能可靠地熄滅續(xù)流電弧時(shí)的最大工頻作用電壓）選擇。在一些常常容易受到雷擊的設(shè)備上安裝帶過(guò)電壓保護(hù)裝置的載波機(jī)，以及在一些電源上安裝氧化鋅避雷器，都能夠有效避免雷擊。如在配電變壓器高壓一側(cè)需要安裝閥式避雷器，并且高低壓避雷設(shè)備和電力變壓器二次側(cè)中性線三個(gè)點(diǎn)需要做到聯(lián)合接地。此外，在程控交換機(jī)的室外部分安裝壓敏電阻式的避雷器。如果RTU的一些裝置和顯示屏之間距離比較遠(yuǎn)時(shí)，也需要裝上信號(hào)線路過(guò)電壓保護(hù)裝置。

2.4 接地及等電位

防雷中一項(xiàng)比較常用的技術(shù)就是接地，在接地過(guò)程中電阻值越小，電壓值就會(huì)越低，那么在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，為保證電壓值處于正常水平，就需要最大程度的降低接地的電阻。電力系統(tǒng)的接地按其功用可分三類：

（1）工作接地：根據(jù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要而設(shè)置的接地，它所要求的接地電阻值約在1～10Ω的范圍內(nèi)。（2）保護(hù)接地：不設(shè)這種接地，電力系統(tǒng)也能正常運(yùn)行，但為了人身安全而將電氣設(shè)備的金屬外殼等加以接地，它是在故障的條件下才發(fā)揮作用的。它所要求的接地電阻值處于1～10Ω的范圍內(nèi)［6］。（3）防雷接地：用來(lái)將雷電流順利泄入大地，以減小它所引起的過(guò)電壓，它的性質(zhì)似乎介于前兩種接地之間。它是防雷保護(hù)裝置不可缺少的組成部分，它有些像工作接地，但它又是保障人身安全的有力措施，而且只有在故障下才發(fā)揮作用，它又有些像保護(hù)接地，它的阻值一般在1～30Ω的范圍內(nèi)。由此可見(jiàn)，接地電阻取10Ω較合適。

在電力系統(tǒng)中一般采用共用地網(wǎng)。在電力系統(tǒng)的通信機(jī)房中敷設(shè)好均壓帶與防雷的接地網(wǎng)進(jìn)行多點(diǎn)等電位連接，同時(shí)在敷設(shè)過(guò)程中圍繞環(huán)形的地接母線進(jìn)行［7］。

3 綜合性防雷技術(shù)的應(yīng)用

為了減少雷擊的對(duì)人們生產(chǎn)生活的多種傷害，需要利用多種有效防雷措施做好系統(tǒng)的防御。通過(guò)以上技術(shù)的分析，能夠在一定程度上提升電力自動(dòng)化系統(tǒng)的耐雷性，促進(jìn)防雷電工作的新發(fā)展。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)每一年發(fā)生雷擊的設(shè)備進(jìn)行分析，對(duì)其受損情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，檢查出出現(xiàn)雷擊的主要原因，并且找出解決措施，在沒(méi)有發(fā)生雷擊的設(shè)備上利用有效的技術(shù)排除被雷擊的可能［8］。

4 結(jié)語(yǔ)

電力自動(dòng)化防雷技術(shù)能夠在多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮應(yīng)有的作用，并且對(duì)于現(xiàn)代化建設(shè)也有非常重要的意義。雷電的危害眾所周知，只有建立起行之有效的雷電防護(hù)體系，才能夠極大的減輕雷電危害程度。另外，還要強(qiáng)化防雷工作人員的基本專業(yè)素質(zhì)，使其在對(duì)雷電進(jìn)行全方位研究的過(guò)程中，找到防雷的新技術(shù)。針對(duì)不同的雷電類型，需要采取不同的防雷技術(shù)，做到具體問(wèn)題具體分析，如此才能有效避免很多復(fù)雜性問(wèn)題的出現(xiàn)，進(jìn)而讓防雷技術(shù)在生產(chǎn)生活過(guò)程中發(fā)揮出積極的效用，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

［1］黃松，王思捷.基于沖擊特性和漏電流評(píng)價(jià)的避雷器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.電力科學(xué)與工程，2015（z1）：102-108.

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