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

李万昌 王倾城

山东省元丰节能装备科技股份有限公司 山东 聊城 252000

摘要：电气系统的电气设备由于直接雷和雷诱导的过电压，给变电站的电气设备和建筑物带来严重的损害。雷灾几乎覆盖了各行各业特别是以大规模集成电路为中心的通信、计算机网络、测量、监控、保护等先进电子设备，由于这些电子部件对瞬态过电压、过电流的耐受性较差，所以雷电、浪涌、静电、电线短路等产生的高压、大电流侵入到电器内部，经常引起电器产品的损坏、引起火灾。因此，采取有效的防雷措施，完善防雷设备是电力系统防雷的重要手段。

关键词：电力工程；防雷技术；措施

1雷击对于输电线路的影响

输电线路在受到雷击后,会因为自身的热量而破坏其线路,导致其相应设备中的金属材料熔断。此外,在雷击的瞬间所产生的高压还会破坏其输电线路的保护装置,进而发生火灾,这些对于输电线路的破坏都是直接的,并且无法修复。还因为在这其中会产生电磁场,进而就会影响其输电线路的正常运行。经过雷击后的输电线路会因为压力过高,进而导致无法稳定运行。而且在这其中所产生的相应电流也会破坏其继电保护装置,给人们的生活带来一定的影响。所以,雷击对于输电线路有着很多的影响,应该在设计过程中能够充分的考虑到这一点,减少雷击对于输电线路的影响。

2变电站的防雷保护

2.1变电站的进线保护

电力工程中变电站的建设是关键，对电力工程采取防雷技术与措施的时候要先考虑到变电站的使用状况，然后再增加限制电流流经的避雷器数值，控制好雷电波陡度。变电站在运行过程中还会出现电力过电压的情况，幅值就是电路绝缘的一半，冲击闪络电压行波向变电所运动，对于冲击耐压来说，线路中的电流要比变电站设备高很多。在此背景下，电力工程中变电站的防雷技术主要是在其相近的线路中安装避雷线。若不能使用避雷线，可能会出现变电站进线遭受雷击，途径避雷器的雷电电流幅值与陡度等瞬间超出其自身可以承受的极限，进而导致线路损毁。现代防雷技术下可以扩展防雷范围，确定雷电波的出现范围。

以110kV变电站为例，使用的避雷线长度可设2km左右，以此减少近线段中雷电波产生的概率。若变电站中线路绝缘效率高，可增加管型避雷器，以此加强对雷电波幅值的调节。而对于不高于35kV的变电站来说，进线保护则需考虑雷电活动的强度，然后设计防雷手段。因此，防雷保护比较简单，避雷器与变压器的距离缩短到10m以内，但因为变电所范围变小，雷电入侵波陡度也会增加，可以缩短进线段避雷线的长度，并在首端安装管型避雷器限制雷电流。

2.2变电站的接地屏蔽技术

电力工程中变电站雷电保护技术的设计还要有接地屏蔽技术，电力系统建设中的接地技术包括防雷接地、工作接地与保护接地。其中防雷接地技术包括多种接地极的运用，以此释放雷电流，保证连接电器设备的安全运行。对于保护接地来说，通过电器装置外部的金属框架接地保障电力工程中多种系统装置的稳定运行。电网系统中有很多精细化电子与电气设备都要进行接地设计。利用这种手段的防雷设计，输电线路的布线科学性对整体防雷设计效果有很大影响，雷电流可通过接地系统直接进入到大地。但是接地附近的土壤中含有较大密度的电流，容易击穿，此时接地极附近的土壤导电性就会增高变为导体。若雷电流的频率升高，可增大接地电感的影响，导致接地体不能有效发挥作用，而相同接地装置在冲击中的电阻值也有不同。变电站中的防雷设计往往都是使用自然接地体进行保护，如附近的地下管线、大地连接的建筑物等，经过多重垂直接地体的运用，有效释放电流，通过进出线进行接地设计，并设置为人工集中接地的形式。

3输电线路防雷技术与措施

3.1绕开密度大的区域

因为杆塔是处在外界环境下,这样就导致输电线路在出现问题过程中,其位置和原因都非常复杂。通过对其电力部门的数据能够发现,至少有50%以上的故障都是因为雷击所导致。所以,就应该在输电线路设计过程中,能够避开水域、峡谷等等地区。在输电线线路穿过其平原地带的时候,雷击就会通过直击雷的方法,对其输电线路的相应设施进行破坏。所以,在让其满足相应要求的基础上,就应该能够减少其冲击接地电阻。而对于一些雷电多发区,那么就应该为其配备相应的避雷线,以此来更好的让其输电线路更好发挥自身的性能,避免因为雷击而导致其出现故障。

3.2避雷保护系统设计

对于避雷线而言,其主要就是将其强电流通过相应设备来引入到地下,这样就能够减少对绝缘体的破坏。为了能够更好的减少其输电线路的雷击问题,那么就应该对于220kv的线路架设两个避雷线,对于110kv的线路架设一个避雷线。对于在一些雷电多发区就应该架设两个避雷线。与此同时,在这过程中,还应该能够在其线塔的顶部来设计其避雷针,将其雷电引入到地下。对于雷电高发区,在建设高压架空输电线路过程中,还可以单独的为其配备一个引雷塔,通过这样的方法来起到防雷的效果。在引雷塔上的避雷针高度要高于输电线路,进而就能够为其形成保护区域,将在这其中所引入的强电流引入到地下。这种方法其防雷效果较好,而且能够保护的范围较大。

3.3强化防雷装置

对于防雷系统而言,主要是通过对其分流的方法,来让其输电线路能够更加稳定的运行。在这其中避雷器能够引入到地下电流的多少,就来源于电阻的大小。如果其电阻越小,那么防雷效果也就越好。对于一些山地区域电阻较高的地方,就应该利用相应导电性能较为俩性的装置来对其输电线路进行保护。对于杆塔而言,应该根据土壤的实际情况来利用相应的材料,比如,就可以采取石墨来代替传统的圆钢,进而来保证其接地的可靠。

3.4减少雷击故障影响

因为一旦遭受雷击,那么整个输电线路都会瘫痪,进而就会出现停电问题。因此,为了能够减少其受到雷击的影响,而且受到环境影响,不能够有效的利用接地电阻,就可以在输电线路下架设耦合地线,通过这样的方法来代替其接地电阻,进而发挥自身的作用,对其电流进行分离。此外,在对输电线路的二次回路进行设计过程,应该根据其具体的实际情况来设计相应的继电保护装置,通过这样的方法来让其能够出现问题时,在第一时间就能够及时的明确问题原因,并及时的闭合电闸,进而避免因为雷击而导致输电线路无法正常运行。

3.5并联绝缘子两侧

对于一些电网架设较多的地方,应该对其进行并联,通过这样的方法就能够避免在雷击过程中,因为过电压而导致电流在间隙中燃烧,通过并联的方法能够更好的保护其绝缘子不会受到破坏。因为,对于空气绝缘而言,能够在一定时间内自行恢复,进而就能够提高合闸的几率,更好的保证输电线路的稳定运行。

结束语：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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