低壓防雷技術在中小水電工程中的應用

【摘要】為了研究水電站工程中防雷工作進展，著重介紹低壓防雷技術現狀。通過對中小水電工程中的主要防雷措施進行梳理分析。在充分認識低壓防雷工作的意義上，結合實際提出了技術與管理上的低壓防雷實施舉措，以期為同行提供參考性建議。

【關鍵詞】防雷措施；水電站；低壓防雷；電氣設備

1、引言

隨著電力市場交易化改革的進一步深入，中小水電如何在激烈的競爭中，爭取最大的主動權，在可發能發的情況下盡可能多的輸送出優質電能，這對一二次機電設備的安全穩定運行提出了更高的要求。但是中小水電站由于選址和地理環境的限制，往往處在高山峽谷之間，其自然情況復雜，在多雨季節常受到雷電天氣影響，給電站正常運行造成了一定安全隱患。本文基于此方面，對低壓防雷技術在中小水電工程中的應用實踐和針對性的防范措施進行回顧和小結，以期為同行提供一點參考性建議。

2、水電站工程中的主要防雷措施

水電站主要配置有大壩（攔河壩），引水隧洞和壓力鋼管，廠房、發電機組，輸變電設施和輸電線路等建筑與相關設備，點多面廣，防雷保護十分重要。針對不同單元，應有針對性的基于水電站各電氣設備和相應問題提出合理策略進行防范具體如下：（圖1）

2.1 升壓站防雷措施。升壓站為發電與輸電的結合部位，在水電站運行過程中至關重要，所以進行專項列舉。升壓站在建設時應設立足夠的防雷設施，例如根據升壓站結構應設置一定規格的網狀接閃器、接地體網絡及引下線連接方式，并在竣工時保證其連接通暢工作正常，起到良好的防雷效果。若建筑物處于高處或所在地雷電災害較多則可在室外安裝一定數量的適當避雷針。

2.2 接地保護措施。接地保護屬于通用設備類防雷保護，為國家強制標準，具有相當程度的重要性。在實地施工執行時應按標準在充分考慮地形要素，選擇和預制合適的接地體。但水電站屬于強電磁場敏感區域。若不經過核算武斷安裝多個接地點可能會在雷擊時產生電位差造成水電站相關氣設備的損壞。所以水電站接地保護時因地制宜的進行現場核算設計，切勿機械系執行相關標準，導致二次系統雷電災害的發生。

2.3 低壓電氣設備保護措施。低壓電氣設備指因高度集成化而導致其耐壓性較低的相關設備。例如自動化監控用的CPU、采樣和通信模件等，其相關設備元件較為精密，成本較高，所以應設立有專用的防雷保護方案。通常在低壓電氣設備進線端安裝有擊穿保險器或者浪涌電壓保護元件等集成化低壓避雷設備，分別通過斷塊保護和率波保護相關電氣設備。

3、低壓防雷分析

從配電線路上的防雷措施進行的研究來看，在低壓配電線路上發生雷電過電壓的因素有：直擊雷、感應雷、高壓側的雷電過電壓是侵人低壓側的雷電過電壓的原因，由于避雷器動作使接地電位上升，從變壓器的高壓側過渡到低壓側的雷電過電壓。

低壓防雷一般都有以下問題：未安裝或使用不合格的避雷器；避雷器引下線太長或截面太小；接地電阻太大；配電變壓器低壓側沒有安裝避雷器；輸電線路沒有采取防雷措施；輸電線路的絕緣配合不合理。

輸配電線路防雷性能的優劣主要用二個指標來衡量：耐雷水平，即雷擊線路絕緣不發生閃烙的最大電流幅值；雷擊跳閘率，每100km線路每年由雷擊引起的跳閘次數。所以要提髙防雷水平，必須做4道防線：使輸電線路不直擊受雷；線路受雷后絕緣不發生閃絡；閃絡后不建立穩定的工頻電弧；建立電弧后不中斷電力供應。

4、低壓防雷實施措

4.1 參照國家相關標準與設計原則基礎上因地制宜的規劃施工，監督并落實接地體埋設。根據當地雷電災害強度與次數選取可靠的避雷接地施工材料。例如架空避雷線對其進行屏蔽保護降低感應電壓。

4.2 配電變壓器接地應合理布置并牢靠，充分達到削波降壓功能。線路絕緣方面也應采取架空和安裝時適當更換材料起到加強絕緣的目的，避免雷擊建弧。還可在絕緣導線固定處安裝放電絕緣子金屬線夾避免雷擊熔斷絕緣導線。

4.3 采用合理的保護間隙有效滅弧；使用氧化鋅避雷器等技術。

4.4 對于35kV及以下線路，現階段普遍采用增加引外接地體盡量降低捍塔接地電阻值。但實際應用過程中，桿塔接地體存在腐蝕與被盜風險，具有一定安全隱患。現階段已對接地體進行了定期防腐工作，并建立有循環檢查制度，但也不能保證該情況的杜絕，只能在發現隱患后及時處理。為了解決出現的實際問題，近年來研究專用于低壓線路桿塔接地體防腐、防盜的導電水泥。導電水泥是由多種主導劑、添加劑、防腐劑和固化劑，經過科學配方，嚴格的理化性能及電性能試驗研制而成，既能滿足強要求，同時又具有導電的性能，可降低地網和桿塔接地體接地電阻，可適用于各種接地工程。

5、結語

隨著水電站工程質量的不斷提高，新型防雷工藝與設備不斷完善，在配電設備保護與相關設施雷擊防治上已經產生了相當程度的突破。為了確保水電站建筑物和機電設備的安全，防范和減少雷電災害的影響，各電站運行和技術管理部門在日常監督管理中加強巡回檢查，定期委托專業檢測機構對防雷設施進行復測，發現問題及時處理，建立健全相關改造和防范機制。在管理上與配電網防雷技術上共同進步，保證各級防雷設施的可靠性與時效性，促進水電工作的安全健康發展。

參考文獻

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