由高疃泵站防雷改造對防雷技術(shù)的探討

高盟　張萌

【摘要】目前，避雷器制造水平的提高，使泵站一次系統(tǒng)的防雷保護(hù)有了保證，但自動化設(shè)備，如保護(hù)、控制、通信等電子設(shè)備的應(yīng)用，對泵站二次系統(tǒng)的防雷提出了更高的要求。本文針對雷電產(chǎn)生的形式提出了綜合防護(hù)措施，是泵站安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。

【關(guān)鍵詞】防雷；自動化；二次系統(tǒng)；運(yùn)行

1、概述

高疃泵站防雷接地于2007年春季完工，采用不加接地極鋪設(shè)方式施工，當(dāng)時地質(zhì)較好，接地電阻符合設(shè)計要求。但近年來被盜挖采砂后回填砂礫石，土壤電阻率增大，接地電阻遠(yuǎn)超規(guī)范，而且有接地扁鋼已嚴(yán)重銹蝕。因此，2015年對泵站主副廠房采取了增設(shè)環(huán)保型無腐蝕組合接地極、更換接地扁鋼、將接地帶的砂礫石換成粘土帶等改造措施，使接地電阻達(dá)到規(guī)范要求。

雷電有兩種基本形式：一、直接雷擊，是直接擊中建筑物、架空線路或設(shè)備；二、雷電感應(yīng)，是對線路、設(shè)備等電磁感應(yīng)產(chǎn)生的過電壓。泵站防直擊雷，主要是對主副廠房、電源進(jìn)線和主變壓器等高壓一次設(shè)備的防雷；泵站防感應(yīng)雷，主要是對電子設(shè)備等二次系統(tǒng)的防雷；泵站高壓電動機(jī)的防雷主要是防止雷電波的侵入。

2、泵站防直擊雷

當(dāng)泵站遭受直接雷擊時，避雷帶或避雷線等接閃器將雷電流經(jīng)由引下線流入接地網(wǎng)。主要措施有以下幾個方面：

2.1 裝設(shè)避雷帶

泵站主副廠房應(yīng)裝設(shè)避雷帶，不宜采用避雷針，因為泵站保護(hù)室內(nèi)部自動化設(shè)備耐壓水平較低，容易造成危害。引下線宜采用鍍鋅圓鋼，沿建筑物外墻敷設(shè)，并經(jīng)最短路徑接地，避免彎曲。在接地電阻較大地區(qū)，采用人工接地極，并將所有接地極由鍍鋅扁鋼連接成等電位體，焊接處做好防銹處理。

2.2 裝設(shè)避雷線

避雷線，又稱架空地線，工作原理和避雷針一樣，但保護(hù)寬度比避雷針要小。在35kV及以上的架空進(jìn)線上架設(shè)避雷線，盡量遮住導(dǎo)線，使雷落在避雷線上，以消除進(jìn)線上的閃絡(luò)，避免雷電侵入波對泵站電氣裝置的危害。

2.3 裝設(shè)避雷器

裝設(shè)避雷器是防止雷電侵入電氣裝置的主要措施，各級變壓器、母線應(yīng)裝設(shè)避雷器。泵站高壓電源進(jìn)線處、架空線路的終端桿應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，一次系統(tǒng)中每組高壓母線上均應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器，并以最短的接地線與接地網(wǎng)連接。避雷器在遇過電壓時，電阻變小，所以避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，且安裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。

3、泵站防感應(yīng)雷

二次系統(tǒng)發(fā)生雷擊事故，絕大部分是由感應(yīng)雷引起的，在雷云對地放電時，在附近的電源線、信號傳輸線等上感應(yīng)出過電壓，使線路上的電子設(shè)備遭受損壞。主要措施有以下幾點：

3.1 安裝浪涌保護(hù)器SPD

浪涌保護(hù)器有電源線路浪涌保護(hù)器和信號線路浪涌保護(hù)器，原理和避雷器原理大致相同，泄放過電壓，增強(qiáng)線路傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

電源浪涌保護(hù)器采取三級防護(hù)：第一級應(yīng)在總低壓進(jìn)線側(cè)電源線路上安裝高通容量的SPD，主要泄放變壓器高壓側(cè)流入的過電流；第二級應(yīng)在重要設(shè)備專用配電母線處，主要泄放第一級殘壓，分流其他配電線路過電壓，并抑制電磁干擾；第三極在各配電箱及自動控制設(shè)備熔斷器后電源線上，如UPS電源輸出端等。

信號線路，應(yīng)根據(jù)不同用途的通信及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，配置相應(yīng)功能的SPD。信號線等弱電線路在接入電子設(shè)備前應(yīng)接入信號SPD，用來防護(hù)電子設(shè)備遭受過壓入侵。

3.2 接地、屏蔽與等電位連接

防雷接地系統(tǒng)可分為設(shè)備防雷和建筑防雷，設(shè)備防雷接地措施主要是通過安裝避雷器而埋設(shè)的防雷接地裝置將過電流引入大地。接地裝置由接地體和接地線組成，接地體根據(jù)泵站所處地質(zhì)環(huán)境設(shè)置人工接地體或自然接地體，接地電阻值大于10歐姆時需裝設(shè)人工接地體。

泵站屏蔽措施主要是線纜屏蔽，弱電線路采用屏蔽電纜，屏蔽層兩端應(yīng)良好接地。當(dāng)連接建筑物間的電纜采用非屏蔽電纜時，應(yīng)將電纜敷設(shè)在金屬管道內(nèi)，金屬管道應(yīng)接地良好。

等電位連接應(yīng)用在中控室、保護(hù)室、敷設(shè)二次電纜的溝道、就地端子箱等處，采用銅排方式，形成等電位接地網(wǎng)，有效的防止由雷電引起的系統(tǒng)間的電位差出現(xiàn)的反擊。等電位接地網(wǎng)與主接地網(wǎng)連接時，應(yīng)遠(yuǎn)離高壓母線、避雷器的接地點。二次設(shè)備的金屬外殼、屏蔽線纜外層等，應(yīng)以最短距離與等電位接地端子相連。

4、高壓電動機(jī)的防雷措施

高壓電動機(jī)是泵站內(nèi)的主要動力設(shè)備，其定子繞組一般采用固體介質(zhì)絕緣，長期運(yùn)行時，固體介質(zhì)還要受潮、腐蝕和老化，其沖擊耐壓水平較低。高壓電動機(jī)防雷措施主要有：一、安裝FCD型磁吹閥式避雷器，或有串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器；二、在電動機(jī)前加一段100～150m的引入電纜，并在電纜頭處安裝一組閥式或排氣式避雷器，降低沿線路入侵的雷電波陡度；三、在電動機(jī)電源端安裝一組并聯(lián)有電容器（0.25～0.5μF）的FCD型磁吹閥式避雷器。

5、結(jié)語

防雷是保護(hù)泵站內(nèi)設(shè)備安全的一個重要環(huán)節(jié)，分析雷電入侵途徑，采取有效防范措施，將雷害事故減少到最低程度，對泵站安全運(yùn)行有著極其重要的意義。

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