电力系统中雷电防护技术的运用探讨

李珍亮 罗永 李少武

（衡南县气象局，湖南衡阳 421131）

电力系统中雷电防护技术的运用探讨

李珍亮 罗永 李少武

（衡南县气象局，湖南衡阳 421131）

随着时代的进步，信息技术的发展，人们对电力的需求越来越多，对供电的安全性和可靠性要求越来越高，但在每年的雷雨季节，电力系统都会发生雷击事故，造成供电系统损坏，影响人们的生产生活，严重时还会威胁人们的生命财产安全。本文对电力系统中防雷技术的应用进行分析和研究，以防御或减少雷电灾害，将损失降到最低。

电力系统 雷电防护 技术运用

雷电是大气中的一种放电现象，一般产生于积雨云中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云团与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25～30kV/cm），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面 吋（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，会出现很大的雷电流（一般为几十kA至几百kA），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成了雷电。雷电一般伴有阵雨，有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。强雷暴天气出现有时还带来灾害，如雷击危及人身和电力设备安全，有时还会引起火灾等。

1 对于雷电类型以及危害的相关研究

雷电已经成为当今生活中建筑物以及人们生产生活所要面对的主要灾害之一，我国科学技术人员对于防雷技术的研究也从未停止过脚步。在传统的电力工作中，防雷技术的种类非常多，常见的无非是避雷针的使用。伴随着信息科学技术的发展，电力的自动化技术在防雷中应用较为广泛，由此需要电力工作人员对防雷技术进行深入研究，并全面了解雷电对人们造成的威胁，只有这样才能更好的解决问题，用电力自动化的知识做好防雷应用。以下是对于雷电类型的主要研究：

1.1 直击雷击

直击雷击危害极大，能够在较短的时间内对人或者其他有生命的物种造成伤害，严重时会造成死亡。直击雷击的电流比较大，一旦通过地面，遇到了金属物品，那么金属和雷击点之间就会有对地电压形成，此种电压的数值比较大，因此一旦有人经过接触到，将面临非常大的危险，严重时将会导致触电身亡［1］。

1.2 球形雷电

球形雷电主要是一种外形类似于球体的雷电，通常被人们认为是火球，会有红色的光发出，某些时候，还会发出亮白色的光感。虽然球形雷电出现少但其本身的危害也不可轻视，它的行踪无轨迹可循，球形雷电能够从建筑物的窗户以及门中进入房屋内，若是低矮的平房建筑，还可能从烟囱进入，这给人们的生命安全造成了极大的威胁［2］。如果是一些人员密集的商场或者学校等等，可能造成较为严重的后果［3］。

1.3 雷电感应

雷电感应的种类在一般意义上可分为两种。一是静电感应，这种概念比较容易理解，就是在雷云和地面相接处的过程中，地面有部分凸出，就会和这些雷云产生感应，由此产生了异性电荷。雷云和地面的接触后，需要进行放电，这种异性电荷不会被束缚，在这种情况下，就会形成一种雷电波，并且以最快的速度进行多角度的传播。另一方面，就是电磁感应，在雷击之后有比较大的电流，在长时间的发展之下，非常可能形成一个比较大的电磁，由此产生电磁感应。在这种情况下，若是附近存在某种能够导电的金属物体，那么在电磁感应的作用下就会有比较大的电压形成，若是不能很好的处理，那么这种电压就可能对人畜形成一种放电作用，进而危害他们的安全［4］。

2 电力自动化现代防雷技术的应用分析

2.1 分流

分流主要是使用避雷针以及避雷等措施，将雷雨天气中产生的雷电电流向下部引入，并使其安全的泄放在大地中，这样就能够有效的防止雷电对建筑物以及其他设备的损害。此种分流方法在一些大型建筑物中比较常见，也是有效的防雷措施之一［5］。

2.2 屏蔽

为了最大程度减小电磁干扰程度，就需要在在通信机房和通信调度之间将柱子、圈梁里的钢筋引出，并与金属构件进行焊接，以此构成了电位法拉第笼结构。设备对屏蔽有较高要求时，机房六面应敷设金属屏蔽网，将屏蔽网与机房内环行接地母线均匀多点相连。室外的通信部分也应该使用更多的屏蔽电缆，在屏蔽层中，两侧都要做好接地。一旦有外在的电磁波进入，就可以实施阻挡，避免机房内部设备出现故障［6］。

2.3 浪涌防护

雷击对电源和信号信号的影响也非常显著，为降低雷击风险，就需要在电源或信号线上安装浪涌保护器，借用非线性效应，就可以将电源和信号线路的一些高压脉冲过滤掉，进而保护后接设备。一般情况下，常用的保护器件有放电管，压敏电阻、钳位二极管等等，只有充分了解这些设备的性能，利用这些保护器件的性能相互配合才能达到雷电防护的目的。在电力系统中广泛采用的主要是阀式避雷器。根据额定电压（正常运行时作用在避雷器上的工频工作电压，也是使用该避雷器的电网额定电压）和灭弧电压有效值（指避雷器应能可靠地熄灭续流电弧时的最大工频作用电压）选择。在一些常常容易受到雷击的设备上安装带过电压保护装置的载波机，以及在一些电源上安装氧化锌避雷器，都能够有效避免雷击。如在配电变压器高压一侧需要安装阀式避雷器，并且高低压避雷设备和电力变压器二次侧中性线三个点需要做到联合接地。此外，在程控交换机的室外部分安装压敏电阻式的避雷器。如果RTU的一些装置和显示屏之间距离比较远时，也需要装上信号线路过电压保护装置。

2.4 接地及等电位

防雷中一项比较常用的技术就是接地，在接地过程中电阻值越小，电压值就会越低，那么在经济条件允许的情况下，为保证电压值处于正常水平，就需要最大程度的降低接地的电阻。电力系统的接地按其功用可分三类：

（1）工作接地：根据电力系统正常运行的需要而设置的接地，它所要求的接地电阻值约在1～10Ω的范围内。（2）保护接地：不设这种接地，电力系统也能正常运行，但为了人身安全而将电气设备的金属外壳等加以接地，它是在故障的条件下才发挥作用的。它所要求的接地电阻值处于1～10Ω的范围内［6］。（3）防雷接地：用来将雷电流顺利泄入大地，以减小它所引起的过电压，它的性质似乎介于前两种接地之间。它是防雷保护装置不可缺少的组成部分，它有些像工作接地，但它又是保障人身安全的有力措施，而且只有在故障下才发挥作用，它又有些像保护接地，它的阻值一般在1～30Ω的范围内。由此可见，接地电阻取10Ω较合适。

在电力系统中一般采用共用地网。在电力系统的通信机房中敷设好均压带与防雷的接地网进行多点等电位连接，同时在敷设过程中围绕环形的地接母线进行［7］。

3 综合性防雷技术的应用

为了减少雷击的对人们生产生活的多种伤害，需要利用多种有效防雷措施做好系统的防御。通过以上技术的分析，能够在一定程度上提升电力自动化系统的耐雷性，促进防雷电工作的新发展。在电力自动化系统的调度自动化系统中，需要对每一年发生雷击的设备进行分析，对其受损情况进行统计，检查出出现雷击的主要原因，并且找出解决措施，在没有发生雷击的设备上利用有效的技术排除被雷击的可能［8］。

4 结语

电力自动化防雷技术能够在多个领域中发挥应有的作用，并且对于现代化建设也有非常重要的意义。雷电的危害众所周知，只有建立起行之有效的雷电防护体系，才能够极大的减轻雷电危害程度。另外，还要强化防雷工作人员的基本专业素质，使其在对雷电进行全方位研究的过程中，找到防雷的新技术。针对不同的雷电类型，需要采取不同的防雷技术，做到具体问题具体分析，如此才能有效避免很多复杂性问题的出现，进而让防雷技术在生产生活过程中发挥出积极的效用，保护人们的生命财产安全。

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［5］谢丽文.探究电力建设中的架空绝缘导线如何进行防雷［J］.低碳世界，2015（21）：75-76.

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［7］戈秀军.用线路避雷器提高10kV配电线路防雷性能的研究［J］.中国化工贸易，2015（28）：119.

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