防雷保护装置的选择和运维研究

防雷保护装置的选择和运维研究

王文俊

甘肃安达科技检测有限公司 ，甘肃 兰州   730000 

摘要：雷电具有强烈的破坏作用,因此,需要设置防雷装置。防雷装置需要定期进行检查和维护,才能够发挥保护作用。因此,应对各类防雷保护装置的选择要合理，进行定期维护和检查,从而保证系统正常可靠的工作。

关键词： 防雷保护装置；选择；运维

1雷电的原理及危害方式

1.1直击雷

大气中的带电雷云电压可达几亿伏，雷电击穿空气时所产生的闪电和雷声现象被称为直击雷。直击雷是能量携带最大的雷电类型，不仅携带大量电荷形成的高电压大电流，而且具有非常高的热能，破坏性巨大，可以瞬间熔化金属。若直击雷击中电力设备金属构件或导体，那么其所携带的高压电会以波的形式向金属和导体两边传播，瞬间的高电压和大电流会对周围一切电力设备造成毁灭性的破坏。

1.2感应雷

感应雷也被称为感应雷过电压，在雷云之间放电或雷云对大地放电的过程中，雷电携带巨量电荷，磁场变化过程会对周围的金属或导线形成电磁感应和静电感应，这种感应电压可达数千伏甚至数万伏，并同样以波的形式沿着导体传递，同时破坏电力设备及其电子电路，严重时甚至会造成人员伤亡。

1.3雷电波入侵

直击雷或感应雷通过导体时，会产生剧烈波动的电荷，对两端和旁路的电力系统及设备会造成严重危害，这称为雷电波入侵。

2防雷保护装置的分类和选择

接闪器是常见的防雷保护装置。接闪器，顾名思义，即主动将雷电引向自身，接受雷电放电的部位。一般而言，接闪器是利用金属材质易导电的特性来引雷，如避雷针、避雷器、避雷线和一些建筑物的金属部位等。位置上，接闪器一般被安排在建筑物和被保护物的突出部位。其选材应满足耐高温（防止雷电热破坏）、耐腐蚀要求，并具有一定的机械强度。常用的最小尺寸接闪器用来直接引雷，其通过接地装置将雷电所带电荷导入大地，从而保护周围电气设施和建筑物免遭雷击。

2.1避雷针

避雷针是竖直立于地面的塔状针形金属装置，可以用来直接引雷， 其通过接地装置将雷电所带电荷导入大 地，从而保护周围电气设施和建筑物免遭雷击。 避雷针高为h，避雷针对地保护半径为1.5hp，被保护物高度为hx，被保护物在水平面的半径为rx。根据以上已知条件，可以根据以下公式确定被保护物的保护半径rx。

当hx≥h/2时

rx=（h-hx）p=hap（1）

当hx＜h/2时

rx=（1.5h-2hx）p（2）

式中：p为高度影响系数，当h≤30m时，p=1；当30m＜h≤120m时，p=5.5；当h＞120m时，h值恒取120m。

2.2避雷线

避雷线是一般位于架空的钢芯铝绞线上方的平行架空线，接地端位于两侧杆塔，起到导流作用，即将雷电携带的高能电流导入大地。

在高度为hx的水平线上，避雷线所保护的范围宽度计算公式如下。

当hx≥h/2时，保护宽度

rx=0.47（h-hx）p（3）

2.3避雷器

常用避雷器可分为3种，即保护间隙、金属氧化锌避雷器、阀型避雷器（磁吹阀型避雷器）。

（1）保护间隙的结构相对简单，是一种最原始的避雷器，由2个绝缘支撑子上的羊角形金属相对应安置构成，2个装置间具有一定的间隙。正常运行时，间隙对地是绝缘的；当遭受雷电击穿时，间隙空气被击穿，将雷电中的电流通过接地装置导入大地。

（2）金属氧化锌避雷器是一种被广泛应用于电力设备的避雷器，其主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性，即正常工作时，流过氧化锌避雷器的电阻较高、电流较小。当高电压加载在氧化锌避雷器上时，氧化锌材料的非线性伏安特性起主要作用，瞬间降低电阻，起到泄压泄流的作用。因为氧化锌的独特物理属性，避雷器也被大量应用于过电压保护等领域，同时氧化锌避雷器造价较低，可以避免产生电弧，因此被广泛应用于电力行业。

（3）阀型避雷器是采用特殊结构的放电间隙，在间隙中加入了非线性伏安特性的电阻，这两种装置的搭配使用不仅可以满足冲击放电和续流弧的要求，同时可以避免直接对地放电引起的载波和振荡。

3防雷保护装置的运维

3.1注意事项

（1）受潮及老化。引起防雷保护装置受潮及老化的原因较多。引起受潮的主要原因是密封不良，套管绝缘老化导致外部潮气侵入装置内部，从而使绝缘性能下降。老化一般是放电间隙和电阻的老化，其经常受到电弧的高温灼烧，导致金属蒸发物附着在绝缘物上，或者因为金属蒸发，导致放电间隙增大等。

（2）表面脏污。防雷保护装置表面因长期不进行清洁处理会产生灰尘和污垢，降低绝缘或金属导电性。

（3）装置连接不紧密。防雷保护装置经常安置在户外，因大风、暴雪等天气原因可能导致避雷针晃动、避雷线断裂或者其他紧固件连接不紧密，这是造成安全隐患的重要原因。

3.2定期维护和日常维护

防雷保护装置的维护一般因频率不同分为定期维护和日常维护。一般在每年雨季来临前要进行一次防雷装置的全面检查维护。日常维护则应在每次雨季过后或在雷电活动频繁的地区，对防雷装置进行频繁的目测检查。

3.3检查和维护项目

在进行防雷保护装置日常维护和检查时，重点要检测以下几个方面。

（1）防雷装置以及所连接部位的金属连续性。若发现有锈蚀、脱焊、松动等现象，应立即做出相应处理，特别是在接地装置连接处以及避雷器与金属导体连接处，应定期进行电气连续性测量。

（2）接闪器、避雷针杆塔和引下线的腐蚀情况及机械损伤排查。每次雷雨天气后，应及时检查户外避雷设施的金属裸露处是否有损伤，若发现有损伤应及时修复；当金属裸露部分腐蚀超过该部位截面的1/3时应立即更换，以防其支撑力和导电性不足。

（3）测试接地装置的接地电阻，该阻值一般规定不超过10Ω，若测量阻值大于国家规定标准，应检查接地装置和和该地区土壤条件，找出阻值较大的原因，采取有效的整改措施降低阻值至标准范围内。

（4）检测氧化锌避雷器或阀型避雷器的电气连续性，若发现连接处松动或断路，或经万用表测量该装置阻值不合格，应立即更换或维修。

（5）检查各类浪涌保护器的运行情况，有无金属器件接触不良，是否漏电、发热，绝缘部位是否良好，装置上是否有杂质、灰尘等。若发现有以上情况应及时处理或更换。

综上所述，防雷保护装置的检查和维护是各电力生产运行单位的重要保电措施，只有做好防雷保护装置的日常管理和维护工作，才能及时有效地减少雷击安全隐患，在保障电力安全稳定供应的同时，保护运维人员的人身安全。

3.4防雷保护装置的试验项目

防雷保护装置投入运行前和使用一定时间后，均需要将设备进行试验。阀型避雷器的试验项目为测量绝缘电阻、测量电导电流和串联组合原件的非线性因数值以及测量工频放电电压；金属氧化锌避雷器的试验项目为测量绝缘电阻、测量直流电流和电压以及75%电压下的泄漏电流。

4结束语

防雷保护装置是构成电力设备保护的重要环节，可以有效保护各种电力设备和输电线路，使其不被雷电灾害破坏和干扰，为电力系统持续稳定供电奠定基础。在选择各种防雷装置时，需要运用科学的算法，因地制宜地选择防雷设备的类型、规格和型号。同时，需要加强对防雷装置的管理，依照各项安全规程进行定期检查和维护，以确保供电设备和线路的安全稳定运行，为广大用电客户提供全天候高质量的电能。

参考文献

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