淺析超高壓電力系統(tǒng)中大氣過電壓的防范

李秀琪

摘 要：本文首先介紹了大氣過電壓產(chǎn)生的條件，其次概述了大氣過電壓的危害；最后探討了其具體的防范措施，希望為超高壓電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供借鑒。

關(guān)鍵詞：超高壓電力系統(tǒng)；大氣過電壓；防范

中圖分類號(hào)：TM86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

大氣過電壓具有的危害絕大多數(shù)人都能夠想象得到，但是其具體的危害程度大家卻無法估計(jì)，尤其是在超高壓電力系統(tǒng)中。針對(duì)大氣過電壓進(jìn)行的防范主要集中在安裝避雷設(shè)備、提高線路絕緣性能等方面，但是這些具體的措施，需要相關(guān)制度給予規(guī)定，這樣才能保證其落實(shí)效果。實(shí)際上，超高壓電力系統(tǒng)中大氣過電壓的防范主要是依靠從業(yè)人員的責(zé)任心以及業(yè)務(wù)能力，因此做好從業(yè)人員的培訓(xùn)工作十分重要。

一、大氣過電壓放電過程

雷云對(duì)大地的放電過程首先是由云端先發(fā)出一個(gè)不太明亮而跳躍式向大地前進(jìn)的通路開始，即預(yù)放電，這種預(yù)放電叫作階段式先驅(qū)放電。據(jù)有關(guān)研究資料表明：它的平均速度是100～1000km/s。每跳躍前進(jìn)約50m就要停頓約30～90μs，然后再繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)先驅(qū)放電的通路到達(dá)大地時(shí)，我們?nèi)庋鬯芸吹降闹鞣烹婋A段才開始。主放電是從大地開始向云端發(fā)展的極明亮的放電通路，它的速度約為光速的1/5～1/3，即6000～100000km/s。隨著它的向上發(fā)展，其亮度也逐漸降低，一到云端，主放電就完成了。主放電以后有發(fā)光微弱的“余光”。余光雖然發(fā)光微弱，但時(shí)間較長(zhǎng)，可達(dá)0.03～0.15s，“余光”過后，就結(jié)束了整個(gè)脈沖放電過程。資料表明，大約有50%的雷云放電具有“重復(fù)放電的性質(zhì)”，平均每次約有3～4個(gè)脈沖，最多時(shí)出現(xiàn)幾十個(gè)脈沖，但它的先驅(qū)放電不是以跳躍的方式向前發(fā)展，而是連續(xù)的，其余過程與第一次放電的過程沒有區(qū)別，在主放電階段，會(huì)產(chǎn)生很大的雷電流（如圖1所示），這個(gè)很大的雷電流是在電氣設(shè)備上產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓的根源。

二、超高壓電力系統(tǒng)中大氣過電壓的危害與防范

在超高壓電力系統(tǒng)中，需要對(duì)很多問題進(jìn)行防范，因?yàn)槌邏弘娏ぷ鳝h(huán)境，受到高電壓的影響，非常容易產(chǎn)生的安全事故，而其中最需要防范的是大氣過電壓，其產(chǎn)生的危害非常嚴(yán)重，因此需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)先的防范，盡最大程度降低發(fā)生大氣過電壓安全事故的概率，其產(chǎn)生的具體危害與防范措施筆者總結(jié)如下：

1 危害

在超高壓電力系統(tǒng)中產(chǎn)生的大氣過電壓其危害行非常大，正常情況下，如果雷電擊中人或者動(dòng)物，因?yàn)樵谶@一過程中雷電會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)大的電流，即使沒有在超高壓電力系統(tǒng)中，其產(chǎn)生的電壓也足夠致人或者動(dòng)物產(chǎn)生麻痹甚至是死亡。在沒有超高壓電力系統(tǒng)狀態(tài)下，其產(chǎn)生的危害如此巨大，如果在這種狀態(tài)下，其產(chǎn)生的后果將不可估量。雷電本身的破壞性就非常強(qiáng)，其產(chǎn)生的破壞效應(yīng)主要是屬于熱類型，這種破壞效應(yīng)一旦接觸到已經(jīng)在燃燒的物質(zhì)，非常容易出現(xiàn)災(zāi)情。在超高壓電力系統(tǒng)中，如果在運(yùn)行狀態(tài)下被雷擊中，其運(yùn)行中各個(gè)設(shè)備都會(huì)遭到嚴(yán)重的破壞，甚至有些設(shè)備無法再進(jìn)行使用，尤其是一些比較重要的發(fā)電機(jī)、斷路器等設(shè)備，除此之外，還會(huì)使導(dǎo)線燒斷，電線桿被擊中倒桿等，一旦發(fā)生這些事故，將造成大面積的長(zhǎng)時(shí)間的停電，將產(chǎn)生非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因?yàn)樽龊么髿膺^電壓的防措，對(duì)超高壓力系統(tǒng)來說異常重要。

2 防范措施

（1）選擇安裝避雷設(shè)備，通常情況下，都要求避雷設(shè)備接地，這樣當(dāng)發(fā)生雷擊事故時(shí)，可以將電流通過避雷設(shè)備流通到地下，因而不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的事故。避雷設(shè)備通常有兩種選擇，一種是避雷線，另一種是避雷器，這兩個(gè)設(shè)備可以同時(shí)使用，也可以選擇其中一種來使用。在安裝避雷設(shè)備的同時(shí)，還需要注意改善接地裝置，使電流能夠順利的進(jìn)入到地下，與此同時(shí)，還需要提高線路的絕緣性能，將一切有可能發(fā)生的大氣過電壓的情況都消除在準(zhǔn)備階段中。

（2）如果是變電站等場(chǎng)所，其采取的主要措施依然是安裝設(shè)備避雷設(shè)備，只是這些避雷設(shè)備不需要接地，其可以選擇避雷針，也可以選擇避雷線。無論選擇哪種避雷設(shè)備，都能夠起到預(yù)防大氣過電壓的效果。變電站電等場(chǎng)所非常容易被雷電波侵入，為了避免其侵入，需要做好母線工作，通常情況下，都需要安全避雷器，但是對(duì)避雷器的要求比較嚴(yán)格，只能選擇閥型或者是金屬氧化物類型，并且在母線進(jìn)線段做好防護(hù)措施，與此同時(shí)還需要積極做好各項(xiàng)設(shè)備的絕緣工作。

（3）如果是直配旋轉(zhuǎn)機(jī)電機(jī)類型的設(shè)備，其在做好進(jìn)線保護(hù)的同時(shí)，還需要將安裝相應(yīng)的避雷裝置，該裝置的性能必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能完全保證電機(jī)處于主絕緣的狀態(tài)中。做好上述的防護(hù)工作之后，還需要匝間以及中性點(diǎn)的避雷問題，通常情況下，在匝間安裝電容器避雷器，而在中性點(diǎn)位置上安裝中性點(diǎn)避雷器，進(jìn)而這兩個(gè)位置的絕緣效果，以此保證在超高壓電力系統(tǒng)中，直配旋轉(zhuǎn)電機(jī)不會(huì)受到大氣過電壓的侵襲。

（4）配電網(wǎng)則對(duì)大氣過電壓的防范要求更加嚴(yán)格，除了在必要的位置上安裝相應(yīng)的避雷器之外，還需要注重線路的絕緣性，有些超高壓電力系統(tǒng)中，也會(huì)選擇放電間隙作為避雷的措施。通常情況下，對(duì)配電網(wǎng)的防護(hù)還可以使用自動(dòng)重合閘的方法，這樣就能夠大大降低去斷線事故的發(fā)生，其帶來的停電事故也會(huì)少見。

（5）制定防范管理制度，將各個(gè)防范措施都要落到實(shí)處，需要對(duì)所有在超高壓電力系統(tǒng)有關(guān)的從業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)，使其明顯大氣過電壓的危害，各個(gè)工作環(huán)節(jié)都需要設(shè)定大氣過電壓安全責(zé)任人，一旦出現(xiàn)事故進(jìn)行問責(zé)，所有的避雷設(shè)備都要需要按時(shí)定期檢查，保證每一個(gè)避雷的設(shè)備的工作性能都完好，沒有缺陷。

結(jié)語

綜上所述，可知對(duì)超高壓電力系統(tǒng)中大氣過電壓的防范進(jìn)行淺析非常關(guān)鍵，因?yàn)榇髿膺^電壓卻產(chǎn)生的危害非常大，對(duì)其進(jìn)行淺析能夠起到借鑒作用。超高壓電力系統(tǒng)一旦發(fā)生大氣過電壓的現(xiàn)象，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)大面積的長(zhǎng)時(shí)間停電的現(xiàn)象，這對(duì)人們的生活來說及其的不便。

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