低壓防雷技術(shù)在中小水電工程中的應(yīng)用

【摘要】為了研究水電站工程中防雷工作進(jìn)展，著重介紹低壓防雷技術(shù)現(xiàn)狀。通過對中小水電工程中的主要防雷措施進(jìn)行梳理分析。在充分認(rèn)識低壓防雷工作的意義上，結(jié)合實(shí)際提出了技術(shù)與管理上的低壓防雷實(shí)施舉措，以期為同行提供參考性建議。

【關(guān)鍵詞】防雷措施；水電站；低壓防雷；電氣設(shè)備

1、引言

隨著電力市場交易化改革的進(jìn)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(quán)，在可發(fā)能發(fā)的情況下盡可能多的輸送出優(yōu)質(zhì)電能，這對一二次機(jī)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。但是中小水電站由于選址和地理環(huán)境的限制，往往處在高山峽谷之間，其自然情況復(fù)雜，在多雨季節(jié)常受到雷電天氣影響，給電站正常運(yùn)行造成了一定安全隱患。本文基于此方面，對低壓防雷技術(shù)在中小水電工程中的應(yīng)用實(shí)踐和針對性的防范措施進(jìn)行回顧和小結(jié)，以期為同行提供一點(diǎn)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(fā)電機(jī)組，輸變電設(shè)施和輸電線路等建筑與相關(guān)設(shè)備，點(diǎn)多面廣，防雷保護(hù)十分重要。針對不同單元，應(yīng)有針對性的基于水電站各電氣設(shè)備和相應(yīng)問題提出合理策略進(jìn)行防范具體如下：（圖1）

2.1 升壓站防雷措施。升壓站為發(fā)電與輸電的結(jié)合部位，在水電站運(yùn)行過程中至關(guān)重要，所以進(jìn)行專項(xiàng)列舉。升壓站在建設(shè)時應(yīng)設(shè)立足夠的防雷設(shè)施，例如根據(jù)升壓站結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置一定規(guī)格的網(wǎng)狀接閃器、接地體網(wǎng)絡(luò)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(zāi)害較多則可在室外安裝一定數(shù)量的適當(dāng)避雷針。

2.2 接地保護(hù)措施。接地保護(hù)屬于通用設(shè)備類防雷保護(hù)，為國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，具有相當(dāng)程度的重要性。在實(shí)地施工執(zhí)行時應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)在充分考慮地形要素，選擇和預(yù)制合適的接地體。但水電站屬于強(qiáng)電磁場敏感區(qū)域。若不經(jīng)過核算武斷安裝多個接地點(diǎn)可能會在雷擊時產(chǎn)生電位差造成水電站相關(guān)氣設(shè)備的損壞。所以水電站接地保護(hù)時因地制宜的進(jìn)行現(xiàn)場核算設(shè)計(jì)，切勿機(jī)械系執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致二次系統(tǒng)雷電災(zāi)害的發(fā)生。

2.3 低壓電氣設(shè)備保護(hù)措施。低壓電氣設(shè)備指因高度集成化而導(dǎo)致其耐壓性較低的相關(guān)設(shè)備。例如自動化監(jiān)控用的CPU、采樣和通信模件等，其相關(guān)設(shè)備元件較為精密，成本較高，所以應(yīng)設(shè)立有專用的防雷保護(hù)方案。通常在低壓電氣設(shè)備進(jìn)線端安裝有擊穿保險(xiǎn)器或者浪涌電壓保護(hù)元件等集成化低壓避雷設(shè)備，分別通過斷塊保護(hù)和率波保護(hù)相關(guān)電氣設(shè)備。

3、低壓防雷分析

從配電線路上的防雷措施進(jìn)行的研究來看，在低壓配電線路上發(fā)生雷電過電壓的因素有：直擊雷、感應(yīng)雷、高壓側(cè)的雷電過電壓是侵人低壓側(cè)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(cè)過渡到低壓側(cè)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(cè)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(yōu)劣主要用二個指標(biāo)來衡量：耐雷水平，即雷擊線路絕緣不發(fā)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(shù)。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(fā)生閃絡(luò)；閃絡(luò)后不建立穩(wěn)定的工頻電??；建立電弧后不中斷電力供應(yīng)。

4、低壓防雷實(shí)施措

4.1 參照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)上因地制宜的規(guī)劃施工，監(jiān)督并落實(shí)接地體埋設(shè)。根據(jù)當(dāng)?shù)乩纂姙?zāi)害強(qiáng)度與次數(shù)選取可靠的避雷接地施工材料。例如架空避雷線對其進(jìn)行屏蔽保護(hù)降低感應(yīng)電壓。

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

4.3 采用合理的保護(hù)間隙有效滅??；使用氧化鋅避雷器等技術(shù)。

4.4 對于35kV及以下線路，現(xiàn)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(shí)際應(yīng)用過程中，桿塔接地體存在腐蝕與被盜風(fēng)險(xiǎn)，具有一定安全隱患。現(xiàn)階段已對接地體進(jìn)行了定期防腐工作，并建立有循環(huán)檢查制度，但也不能保證該情況的杜絕，只能在發(fā)現(xiàn)隱患后及時處理。為了解決出現(xiàn)的實(shí)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(dǎo)電水泥。導(dǎo)電水泥是由多種主導(dǎo)劑、添加劑、防腐劑和固化劑，經(jīng)過科學(xué)配方，嚴(yán)格的理化性能及電性能試驗(yàn)研制而成，既能滿足強(qiáng)要求，同時又具有導(dǎo)電的性能，可降低地網(wǎng)和桿塔接地體接地電阻，可適用于各種接地工程。

5、結(jié)語

隨著水電站工程質(zhì)量的不斷提高，新型防雷工藝與設(shè)備不斷完善，在配電設(shè)備保護(hù)與相關(guān)設(shè)施雷擊防治上已經(jīng)產(chǎn)生了相當(dāng)程度的突破。為了確保水電站建筑物和機(jī)電設(shè)備的安全，防范和減少雷電災(zāi)害的影響，各電站運(yùn)行和技術(shù)管理部門在日常監(jiān)督管理中加強(qiáng)巡回檢查，定期委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)對防雷設(shè)施進(jìn)行復(fù)測，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，建立健全相關(guān)改造和防范機(jī)制。在管理上與配電網(wǎng)防雷技術(shù)上共同進(jìn)步，保證各級防雷設(shè)施的可靠性與時效性，促進(jìn)水電工作的安全健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 何岦. 小型化中低壓開關(guān)設(shè)備在水電站建設(shè)中的應(yīng)用探討[J]. 四川水力發(fā)電， 2014， 33（2）：107-110.

[2] 郭建偉. 中小型水電站低壓氣系統(tǒng)在工程實(shí)際中的改進(jìn)[J]. 貴州水力發(fā)電， 2001， 15（z1）：62-63.

[3] 周振宇. 淺析變電站防雷接地技術(shù)的應(yīng)用[J]. 電子世界， 2014（24）：287-287.