萊鋼電力系統(tǒng)防雷措施探討與研究

范玉潔

（山東冶金設(shè)計院股份有限公司，山東濟南250101）

萊鋼電力系統(tǒng)防雷措施探討與研究

范玉潔

（山東冶金設(shè)計院股份有限公司，山東濟南250101）

結(jié)合萊鋼實際情況，闡述了雷電的危害，探討了電力系統(tǒng)的防雷措施，以求降低電氣設(shè)備遭受雷擊的幾率。介紹了萊鋼防雷方面的具體做法。

雷電；電力系統(tǒng)；防雷；措施

1 前言

萊鋼地處山地，且地下有礦產(chǎn)資源，在每年的雷雨季節(jié)，經(jīng)常發(fā)生雷擊事故。在今年夏季的某一天出現(xiàn)過八條輸電線路因遭受雷擊跳閘，一個110 kV變電站進線GIS間隔盤式絕緣子因線路遭受雷擊而損壞，給生產(chǎn)造成較大的影響。下面就防雷措施作一探討。

2 雷電產(chǎn)生的原因

雷電是大氣中的一種放電現(xiàn)象。雷雨云在形成過程中，一部分積聚起正電荷，另一部分積聚起負電荷，當(dāng)這些電荷積聚到一定程度時，就產(chǎn)生放電現(xiàn)象。放電有的發(fā)生在云層與云層之間，有的則發(fā)生在云層與大地之間，這兩種放電現(xiàn)象俗稱打雷。打雷造成危害又叫雷擊。雷擊分為直接雷擊和間接雷擊。它會破壞建筑物、電器設(shè)備，傷害人、畜。打雷放電時間極短，但電流異常強大。放電時產(chǎn)生的強光，就是閃電。閃電時釋放的大量熱能，能使局部空氣溫度瞬間生高1萬~2萬攝氏度。如此巨大的能量，具有極大的破壞力，可造成電線桿、房屋等被劈裂倒塌以及人、畜傷亡，還會引起火災(zāi)及易燃物品的爆炸。

3 雷電的分類

雷電的種類主要有四種：直擊雷、球雷、感應(yīng)雷和雷電侵入波。

（1）直擊雷：是雷電與地面、樹木、鐵塔或其他建筑物等直接放電形成的。這種雷擊的能量很大，雷擊后一般會留下燒焦、坑洞，突出部分削掉等痕跡。

（2）球雷：是一種紫色或灰紫色的滾動雷，它能沿地面滾動或空中飄動，能從門窗、煙囪等孔洞縫隙竄入室內(nèi)，遇到人體或物體容易發(fā)生爆炸。

（3）感應(yīng)雷：是指感應(yīng)過壓。雷擊于電線或電氣設(shè)備附近時，由于靜電和電磁感應(yīng)將在電線或電氣設(shè)備上形成過電壓。沒聽到雷聲，并不意味著沒有雷擊。

（4）雷電侵入波：是雷電發(fā)生時，雷電流經(jīng)架空電線或空中金屬管道等金屬體產(chǎn)生沖擊電壓，沖擊電壓又隨金屬體的走向而迅速擴散，以致造成危害。

4 防雷措施

4.1 輸電線路避雷

架空地線是送電線路最基本的防雷措施,也是電力系統(tǒng)防雷的第一道防線,其作用是防止雷電直擊導(dǎo)線。在雷擊塔頂時,分流雷電流減少了經(jīng)過該桿塔泄入大地的雷電流,從而降低塔頂?shù)狞c位,并且對導(dǎo)線有耦合作用,可降低作用在本塔絕緣(絕緣子串和空氣間隙)上的電壓。對于非直擊的桿塔,架空地線對導(dǎo)線的屏蔽作用則可降低導(dǎo)線上的感應(yīng)過電壓。可見,架空地線可以大幅降低線路絕緣承受的雷電過電壓。

4.2 變電站的防雷

變電站的接地網(wǎng)上連接著全站的高低壓電氣設(shè)備的接地線、低壓用電系統(tǒng)接地、電纜屏蔽接地、通信、計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地，以及變電站維護檢修時的一些臨時接地。接地是避雷技術(shù)最重要的環(huán)節(jié)，不管是直擊雷，感應(yīng)雷或其他形式的雷，都將通過接地裝置導(dǎo)入大地，所以要求變電站的接地電阻小于1贅。一次電氣設(shè)備按要求加裝避雷器，二次電氣設(shè)備采用過壓保護，防雷端子等提高電氣設(shè)備自身的防護能力，防止電氣設(shè)備、電子元件被擊壞。當(dāng)發(fā)生雷擊事故時，如電源防雷模塊遭到損壞，在后臺監(jiān)控機上就能顯示其狀態(tài)。在控制、通訊接口處加裝浪涌抑制器。

4.3 直流輸電系統(tǒng)的防雷保護

直流輸電系統(tǒng)可采取減小避雷線保護角：與交流電一樣可有效地降低發(fā)生雷擊線路的繞擊閃絡(luò)率。由于高壓直流線路只有兩極導(dǎo)線，若避雷線采用負保護角，不會因兩根避雷線的距離拉大而產(chǎn)生中相繞擊問題。按照保護角與雷電繞擊的關(guān)系，要盡量降低地線對高壓直流線路的保護角，一般要按規(guī)程或計算模型確定出不同地形條件下避雷線的保護角。

增加線路絕緣和減小桿塔接地電阻：可有效地降低發(fā)生雷擊線路的反擊閃絡(luò)率。但對于同塔雙回的高壓直流線路，上下導(dǎo)線的距離往往較小，雙回線路絕緣水平較低，是雷擊閃絡(luò)的薄弱點。從我國高壓直流線路的運行經(jīng)驗可知，發(fā)生雷擊閃絡(luò)故障的形式以繞擊為主，對此應(yīng)是防范的重點。

5 萊鋼在防雷方面的具體做法

5.1 由于原設(shè)計原因，部分110 kV變電站進線線路未加裝避雷器，在線路處于熱備用狀態(tài)時，由于進線無避雷器，容易遭受雷擊。針對該情況，我們實施了加裝進線線路避雷器方案，消除雷擊隱患。

5.2 因部分線路桿塔的接地裝置遭受自然或人為的破壞，桿塔接地電阻不符合要求，增加了遭受雷擊幾率。我們根據(jù)桿塔所處的環(huán)境具體情況，采取輻射狀接地和垂直深度打孔埋接地裝置兩種方法，降低桿塔的接地電阻，減少雷擊幾率。

5.3 降低變電站的接地電阻。在變電站周圍，每隔20 m打一個20 m深的孔，放入電鑄銅接地棒，并在電鑄銅接地棒周圍放置降阻劑，然后將所有的電鑄銅接地棒連接在一起，并和原接地網(wǎng)絡(luò)連在一塊，形成一個完整的接地網(wǎng)，接地電阻值能在1贅以下。

6 結(jié)束語

綜上所述，我們可以了解雷電對于電力系統(tǒng)的危害以及預(yù)防方法和措施。只要我們采取合理的保護措施，就可以盡可能地減少雷電造成的危害，保證電力系統(tǒng)的長期安全穩(wěn)定運行，讓電力更好地服務(wù)于企業(yè)生產(chǎn)。

The Lightening Protection Measures of the Power System of Laiwu Steel

FAN Yujie
(Shandong Metallurgical Engineering Co.,Ltd.,Jinan Shandong 250101,China)

The harmfulness of lightning is described and lightening protection measures for power system are discussed in light of the conditions of Laiwu Steel,to reduce the risk of electrical equipment suffering from lightning strike.The specific practice of Laiwu Steel in lightning protection is also introduced.

lightning;power system;lightning protection;measure

TM862

B

1006-6764(2014)01-0013-02

2013－10－09

范玉潔（1989－），女，2010年畢業(yè)于濟南大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)從事電氣設(shè)計工作。