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莱钢电力系统防雷措施探讨与研究

范玉洁

(山东冶金设计院股份有限公司，山东 济南 250101)

摘 要：结合莱钢实际情况，阐述了雷电的危害，探讨了电力系统的防雷措施，以求降低电气设备遭受雷击的几率。介绍了莱钢防雷方面的具体做法。

关 键 词：雷电；电力系统；防雷；措施

1 前言

莱钢地处山地，且地下有矿产资源，在每年的雷雨季节，经常发生雷击事故。在今年夏季的某一天出现过八条输电线路因遭受雷击跳闸，一个110kV变电站进线GIS间隔盘式绝缘子因线路遭受雷击而损坏，给生产造成较大的影响。下面就防雷措施作一探讨。

2 雷电产生的原因

雷电是大气中的一种放电现象。雷雨云在形成过程中，一部分积聚起正电荷，另一部分积聚起负电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就产生放电现象。放电有的发生在云层与云层之间，有的则发生在云层与大地之间，这两种放电现象俗称打雷。打雷造成危害又叫雷击。雷击分为直接雷击和间接雷击。它会破坏建筑物、电器设备，伤害人、畜。打雷放电时间极短，但电流异常强大。放电时产生的强光，就是闪电。闪电时释放的大量热能，能使局部空气温度瞬间生高1万~2万摄氏度。如此巨大的能量，具有极大的破坏力，可造成电线杆、房屋等被劈裂倒塌以及人、畜伤亡，还会引起火灾及易燃物品的爆炸。

3 雷电的分类

雷电的种类主要有四种：直击雷、球雷、感应雷和雷电侵入波。

(1)直击雷：是雷电与地面、树木、铁塔或其他建筑物等直接放电形成的。这种雷击的能量很大，雷击后一般会留下烧焦、坑洞，突出部分削掉等痕迹。

(2)球雷：是一种紫色或灰紫色的滚动雷，它能沿地面滚动或空中飘动，能从门窗、烟囱等孔洞缝隙窜入室内，遇到人体或物体容易发生爆炸。

(3)感应雷：是指感应过压。雷击于电线或电气设备附近时，由于静电和电磁感应将在电线或电气设备上形成过电压。没听到雷声，并不意味着没有雷击。

(4)雷电侵入波：是雷电发生时，雷电流经架空电线或空中金属管道等金属体产生冲击电压，冲击电压又随金属体的走向而迅速扩散，以致造成危害。

4 防雷措施

4．1 输电线路避雷

架空地线是送电线路最基本的防雷措施，也是电力系统防雷的第一道防线，其作用是防止雷电直击导线。在雷击塔顶时，分流雷电流减少了经过该杆塔泄入大地的雷电流，从而降低塔顶的点位，并且对导线有耦合作用，可降低作用在本塔绝缘(绝缘子串和空气间隙)上的电压。对于非直击的杆塔，架空地线对导线的屏蔽作用则可降低导线上的感应过电压。可见，架空地线可以大幅降低线路绝缘承13受的雷电过电压。

4．2 变电站的防雷

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的一些临时接地。接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷，感应雷或其他形式的雷，都将通过接地装置导入大地，所以要求变电站的接地电阻小于1Ω。一次电气设备按要求加装避雷器，二次电气设备采用过压保护，防雷端子等提高电气设备自身的防护能力，防止电气设备、电子元件被击坏。当发生雷击事故时，如电源防雷模块遭到损坏，在后台监控机上就能显示其状态。在控制、通讯接口处加装浪涌抑制器。

4．3 直流输电系统的防雷保护

直流输电系统可采取减小避雷线保护角：与交流电一样可有效地降低发生雷击线路的绕击闪络率。由于高压直流线路只有两极导线，若避雷线采用负保护角，不会因两根避雷线的距离拉大而产生中相绕击问题。按照保护角与雷电绕击的关系，要尽量降低地线对高压直流线路的保护角，一般要按规程或计算模型确定出不同地形条件下避雷线的保护角。

增加线路绝缘和减小杆塔接地电阻：可有效地降低发生雷击线路的反击闪络率。但对于同塔双回的高压直流线路，上下导线的距离往往较小，双回线路绝缘水平较低，是雷击闪络的薄弱点。从我国高压直流线路的运行经验可知，发生雷击闪络故障的形式以绕击为主，对此应是防范的重点。

5 莱钢在防雷方面的具体做法

5．1 由于原设计原因，部分110kV变电站进线线路未加装避雷器，在线路处于热备用状态时，由于进线无避雷器，容易遭受雷击。针对该情况，我们实施了加装进线线路避雷器方案，消除雷击隐患。

5．2 因部分线路杆塔的接地装置遭受自然或人为的破坏，杆塔接地电阻不符合要求，增加了遭受雷击几率。我们根据杆塔所处的环境具体情况，采取辐射状接地和垂直深度打孔埋接地装置两种方法，降低杆塔的接地电阻，减少雷击几率。

5．3 降低变电站的接地电阻。在变电站周围，每隔20m打一个20m深的孔，放入电铸铜接地棒，并在电铸铜接地棒周围放置降阻剂，然后将所有的电铸铜接地棒连接在一起，并和原接地网络连在一块，形成一个完整的接地网，接地电阻值能在1Ω以下。

6 结束语

综上所述，我们可以了解雷电对于电力系统的危害以及预防方法和措施。只要我们采取合理的保护措施，就可以尽可能地减少雷电造成的危害，保证电力系统的长期安全稳定运行，让电力更好地服务于企业生产。