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）

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）

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。

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110 kV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1赘。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110 kV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20 m打一个20 m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1赘以下。

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。

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

范玉洁（1989－），女，2010年毕业于济南大学电气工程及其自动化专业，助理工程师，现从事电气设计工作。