電力系統中雷電防護技術的運用探討

李珍亮 羅永 李少武

（衡南縣氣象局，湖南衡陽 421131）

電力系統中雷電防護技術的運用探討

李珍亮 羅永 李少武

（衡南縣氣象局，湖南衡陽 421131）

隨著時代的進步，信息技術的發展，人們對電力的需求越來越多，對供電的安全性和可靠性要求越來越高，但在每年的雷雨季節，電力系統都會發生雷擊事故，造成供電系統損壞，影響人們的生產生活，嚴重時還會威脅人們的生命財產安全。本文對電力系統中防雷技術的應用進行分析和研究，以防御或減少雷電災害，將損失降到最低。

電力系統 雷電防護 技術運用

雷電是大氣中的一種放電現象，一般產生于積雨云中，積雨云在形成過程中，某些云團帶正電荷，某些云團帶負電荷。它們對大地的靜電感應，使地面或建（構）筑物表面產生異性電荷，當電荷積聚到一定程度時，不同電荷云團之間，或云團與大地之間的電場強度可以擊穿空氣（一般為25～30kV/cm），開始游離放電，我們稱之為“先導放電”。云對地的先導放電是云向地面跳躍式逐漸發展的，當到達地面 吋（地面上的建筑物，架空輸電線等），便會產生由地面向云團的逆導主放電。在主放電階段里，會出現很大的雷電流（一般為幾十kA至幾百kA），并隨之發生強烈的閃電和巨響，這就形成了雷電。雷電一般伴有陣雨，有時還會出現局部的大風、冰雹等強對流天氣。強雷暴天氣出現有時還帶來災害，如雷擊危及人身和電力設備安全，有時還會引起火災等。

1 對于雷電類型以及危害的相關研究

雷電已經成為當今生活中建筑物以及人們生產生活所要面對的主要災害之一，我國科學技術人員對于防雷技術的研究也從未停止過腳步。在傳統的電力工作中，防雷技術的種類非常多，常見的無非是避雷針的使用。伴隨著信息科學技術的發展，電力的自動化技術在防雷中應用較為廣泛，由此需要電力工作人員對防雷技術進行深入研究，并全面了解雷電對人們造成的威脅，只有這樣才能更好的解決問題，用電力自動化的知識做好防雷應用。以下是對于雷電類型的主要研究：

1.1 直擊雷擊

直擊雷擊危害極大，能夠在較短的時間內對人或者其他有生命的物種造成傷害，嚴重時會造成死亡。直擊雷擊的電流比較大，一旦通過地面，遇到了金屬物品，那么金屬和雷擊點之間就會有對地電壓形成，此種電壓的數值比較大，因此一旦有人經過接觸到，將面臨非常大的危險，嚴重時將會導致觸電身亡［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，通常被人們認為是火球，會有紅色的光發出，某些時候，還會發出亮白色的光感。雖然球形雷電出現少但其本身的危害也不可輕視，它的行蹤無軌跡可循，球形雷電能夠從建筑物的窗戶以及門中進入房屋內，若是低矮的平房建筑，還可能從煙囪進入，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或者學校等等，可能造成較為嚴重的后果［3］。

1.3 雷電感應

雷電感應的種類在一般意義上可分為兩種。一是靜電感應，這種概念比較容易理解，就是在雷云和地面相接處的過程中，地面有部分凸出，就會和這些雷云產生感應，由此產生了異性電荷。雷云和地面的接觸后，需要進行放電，這種異性電荷不會被束縛，在這種情況下，就會形成一種雷電波，并且以最快的速度進行多角度的傳播。另一方面，就是電磁感應，在雷擊之后有比較大的電流，在長時間的發展之下，非常可能形成一個比較大的電磁，由此產生電磁感應。在這種情況下，若是附近存在某種能夠導電的金屬物體，那么在電磁感應的作用下就會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人畜形成一種放電作用，進而危害他們的安全［4］。

2 電力自動化現代防雷技術的應用分析

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建筑物以及其他設備的損害。此種分流方法在一些大型建筑物中比較常見，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，就需要在在通信機房和通信調度之間將柱子、圈梁里的鋼筋引出，并與金屬構件進行焊接，以此構成了電位法拉第籠結構。設備對屏蔽有較高要求時，機房六面應敷設金屬屏蔽網，將屏蔽網與機房內環行接地母線均勻多點相連。室外的通信部分也應該使用更多的屏蔽電纜，在屏蔽層中，兩側都要做好接地。一旦有外在的電磁波進入，就可以實施阻擋，避免機房內部設備出現故障［6］。

2.3 浪涌防護

雷擊對電源和信號信號的影響也非常顯著，為降低雷擊風險，就需要在電源或信號線上安裝浪涌保護器，借用非線性效應，就可以將電源和信號線路的一些高壓脈沖過濾掉，進而保護后接設備。一般情況下，常用的保護器件有放電管，壓敏電阻、鉗位二極管等等，只有充分了解這些設備的性能，利用這些保護器件的性能相互配合才能達到雷電防護的目的。在電力系統中廣泛采用的主要是閥式避雷器。根據額定電壓（正常運行時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額定電壓）和滅弧電壓有效值（指避雷器應能可靠地熄滅續流電弧時的最大工頻作用電壓）選擇。在一些常常容易受到雷擊的設備上安裝帶過電壓保護裝置的載波機，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需要安裝閥式避雷器，并且高低壓避雷設備和電力變壓器二次側中性線三個點需要做到聯合接地。此外，在程控交換機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時，也需要裝上信號線路過電壓保護裝置。

2.4 接地及等電位

防雷中一項比較常用的技術就是接地，在接地過程中電阻值越小，電壓值就會越低，那么在經濟條件允許的情況下，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。電力系統的接地按其功用可分三類：

（1）工作接地：根據電力系統正常運行的需要而設置的接地，它所要求的接地電阻值約在1～10Ω的范圍內。（2）保護接地：不設這種接地，電力系統也能正常運行，但為了人身安全而將電氣設備的金屬外殼等加以接地，它是在故障的條件下才發揮作用的。它所要求的接地電阻值處于1～10Ω的范圍內［6］。（3）防雷接地：用來將雷電流順利泄入大地，以減小它所引起的過電壓，它的性質似乎介于前兩種接地之間。它是防雷保護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揮作用，它又有些像保護接地，它的阻值一般在1～30Ω的范圍內。由此可見，接地電阻取10Ω較合適。

在電力系統中一般采用共用地網。在電力系統的通信機房中敷設好均壓帶與防雷的接地網進行多點等電位連接，同時在敷設過程中圍繞環形的地接母線進行［7］。

3 綜合性防雷技術的應用

為了減少雷擊的對人們生產生活的多種傷害，需要利用多種有效防雷措施做好系統的防御。通過以上技術的分析，能夠在一定程度上提升電力自動化系統的耐雷性，促進防雷電工作的新發展。在電力自動化系統的調度自動化系統中，需要對每一年發生雷擊的設備進行分析，對其受損情況進行統計，檢查出出現雷擊的主要原因，并且找出解決措施，在沒有發生雷擊的設備上利用有效的技術排除被雷擊的可能［8］。

4 結語

電力自動化防雷技術能夠在多個領域中發揮應有的作用，并且對于現代化建設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體系，才能夠極大的減輕雷電危害程度。另外，還要強化防雷工作人員的基本專業素質，使其在對雷電進行全方位研究的過程中，找到防雷的新技術。針對不同的雷電類型，需要采取不同的防雷技術，做到具體問題具體分析，如此才能有效避免很多復雜性問題的出現，進而讓防雷技術在生產生活過程中發揮出積極的效用，保護人們的生命財產安全。

［1］黃松，王思捷.基于沖擊特性和漏電流評價的避雷器監測系統［J］.電力科學與工程，2015（z1）：102-108.

［2］龔文靜.關于一種變電站電氣線路的設計［J］.科學導報，2015（17）：235-236.

［3］沈亮，王驍.110kV變電站防雷接地改善措施［J］.上海電力學院學報，2015（z1）：153-155.

［3］張行.10kV架空配電線路防雷措施配置方案解析［J］.低碳世界，2015（23）：48-49.

［4］鄭志生.高壓輸電線路防雷保護探討［J］.中國高新技術企業，2015 （22）：101-102.

［5］謝麗文.探究電力建設中的架空絕緣導線如何進行防雷［J］.低碳世界，2015（21）：75-76.

［6］何偉明.電力企業信息系統的整體防雷保護［J］.中國高新技術企業（中旬刊），2015（11）：138-139.

［7］戈秀軍.用線路避雷器提高10kV配電線路防雷性能的研究［J］.中國化工貿易，2015（28）：119.

［8］陳敬娟.電能計量裝置防雷電綜合對策研究［J］.中國高新技術企業（中旬刊），2016（1）：132-133.