電力系統(tǒng)防雷技術(shù)論文
摘 要：隨著電力技術(shù)的發(fā)展與需求的不斷增長，電力的安全問題日益突出。對于電力線路，因雷電現(xiàn)象發(fā)生意外一直是影響其正常工作的重要因素。本文通過對電力系統(tǒng)防雷方法加以介紹，對確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，就如何做好防雷措施進行了探討和分析。
關(guān)鍵詞：線路 防雷 電力 接地
雷電是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量，極具破壞力，其電壓可高達數(shù)百萬伏，瞬間電流更可高達數(shù)十萬安培。千百年來，雷電所造成的破壞不計其數(shù)。雷擊中心1.5～2 km半徑的范圍內(nèi)都可能產(chǎn)生危險過電壓損害線路上的設(shè)備。一直以來，致力于電力生產(chǎn)和電力設(shè)備研究的人員通過對雷擊破壞性的研究、探索，對雷電的危害采取了一定的預(yù)防措施，有效地降低了雷害。
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種電子設(shè)備不斷應(yīng)用，各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力，隨著電力系統(tǒng)容量的增加和自動化水平的不斷提高，電力自動化系統(tǒng)已使用了相當(dāng)數(shù)量的計算機和其它微電子設(shè)備，電力調(diào)度及其變電所由于所在地土壤電阻率較高或地處山區(qū)，其地網(wǎng)的接地電阻往往很難達到電力標準規(guī)范中的要求，為防雷工作增加了許多難度，由于一些微電子器件工作電壓僅幾伏，傳遞信息電流小至微安級，對外界的干擾極其敏感，而雷電流產(chǎn)生的瞬變電磁場對微電子設(shè)備的干擾和損害尤為嚴重，在雷雨季節(jié)，電力局調(diào)度大樓和所屬自動化顯示系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)常常損壞，造成較大的直接和間接經(jīng)濟損失，影響當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的正常調(diào)度、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的日常生活，因此，電力系統(tǒng)的防雷工作非常重要，采取切實可行的預(yù)防措施，對確保電力系統(tǒng)正常運行具有重大意義。
發(fā)電廠、變電所的雷電災(zāi)害事故主要來源于三方面：(1)雷電擊中避雷針時而在引下線附近產(chǎn)生的高電位和感應(yīng)過電壓而產(chǎn)生的破壞;(2)雷電直擊于發(fā)電廠、變電所的建筑物、輸電線路和其他設(shè)備產(chǎn)生的破壞;(3)輸電線路傳導(dǎo)來的雷電波擊壞設(shè)備。
電力線路受到雷擊時，導(dǎo)線會因電磁感現(xiàn)象而產(chǎn)生過電壓，此電壓會高出線路相電壓兩倍及以上，因此破壞線路絕緣遭而引起事故，當(dāng)雷擊發(fā)生時，巨大的雷電流在線路對地阻抗之間產(chǎn)生很大的電位差，因此導(dǎo)致線路絕緣閃絡(luò)，雷擊危害線路本身的安全，還會沿導(dǎo)線瞬間傳到變電站，如變電站內(nèi)防雷措施不佳，會造成變電站內(nèi)設(shè)備嚴重損壞。
雷擊引起線路閃絡(luò)的形式有以下兩種：(1)繞擊：雷電直接擊在相線上，電擊概率與雷電在架空線路上的迎面先導(dǎo)的發(fā)展跟定向有關(guān)，若迎面先導(dǎo)自導(dǎo)線向上發(fā)展，發(fā)生繞擊概率就會增大，一般與導(dǎo)線在檔距中的馳度、鄰近線路的存在、導(dǎo)線的數(shù)目和分布及其它幾何因素有關(guān)，因此要求降低桿塔的接地電阻、加強線路絕緣、重雷區(qū)的線路架設(shè)耦合地線等，對于無架空線地線的情況，雷擊可能性很大，雷電流很大時，電壓太高，就會通過支持絕緣子對地放電，形成回路，嚴重時引起絕緣子擊穿、線路斷線等嚴重故障;(2)反擊：雷電直接擊在避雷線或桿塔上，此時作用在絕緣層上的電壓大大超過其沖擊放電電壓，則發(fā)生從桿塔到導(dǎo)線的線路絕緣反擊，該電壓等于導(dǎo)線間與桿塔的電位差，雷擊桿塔時，開始幾乎所有電流都流經(jīng)桿塔及其接地裝置，隨時間的`增加，相鄰桿塔參與雷電流放入地的作用越來越大，因此使被擊桿塔電位降低，所有除要求增加線路無架空地線的絕緣水平外，還應(yīng)當(dāng)減小線路架空地線接地電阻[3]。
為了避免雷擊對線路的傷害，常采用以下電力線路防雷辦法：(1)放電間隙串聯(lián)輔助間隙：35 kV以下的情況，為防止間隙產(chǎn)生誤動作，應(yīng)該在其接地引下線中串接一輔助間隙，這樣當(dāng)樹枝、鳥類、昆蟲或其它物體意外引起主間隙短路，不至于引起接地和放電，同時起輔助滅弧作用。其距離可采用5～20 mm，電壓為60 kV以上時，由于其主間隙距離很大，因此不必增加輔助間隙;(2)避雷器并聯(lián)放電間隙：將放電間隙和避雷器同時使用，雷擊發(fā)生時避雷器會先動作，避免放電間隙頻繁動作而影響使用壽命，而當(dāng)避雷器損壞失去作用時，放電間隙起第二層保護，此方法的優(yōu)點是價格低廉，節(jié)約成本[4]。為防止間隙頻繁動作，要求在滿足安全情況的條件下，盡可能增加間隙的距離。
電力系統(tǒng)防雷技術(shù)的要點可概括如下：(1)發(fā)電廠、變電所的建筑物防雷保護：發(fā)電廠、變電所等的建筑物防雷，主要是要注意被保護設(shè)備要在避雷針的保護范圍之內(nèi)以及兩者之間的有效絕緣距離問題。解決了這方面的問題，也就解決了發(fā)電廠、變電所等的建筑物防雷保護問題;(2)輸電線路的防雷保護主要是安裝避雷線、增強絕緣性及安裝管型或閥型避雷器和保護間隙，其中避雷線的安裝是關(guān)鍵。而電機和變壓器等的防雷主要是安裝磁吹避雷器、管型或閥型避雷器和保護間隙等。管型避雷器，是一種改進以后放在管狀外殼內(nèi)的火花隙。多用于電力輸送網(wǎng)的線路保護上。閥型避雷器，是火花隙和閥片串聯(lián)而成，是變電所最主要的防雷保護裝置。保護間隙，是簡單而原始的避雷器。
由于大氣雷電活動的復(fù)雜性和不可預(yù)測性，在現(xiàn)有科技條件下對于雷電研究，人類還相當(dāng)有限。我國富源廣闊，自然條件復(fù)雜，在安裝電力系統(tǒng)時需根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，造成了單一防雷方法是不能全國通用，因此需因地制宜，合理采用多種防雷措施相結(jié)合，才能滿足現(xiàn)實需要[5]。
電力系統(tǒng)技術(shù)論文參考文獻
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