电力系统防雷关键点浅析

电力与资源　Ｌ０Ｗ　ＣＡＲＢＯＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１３，７　电力系统防雷关键点浅析　李汉荣（广东佛山５２８０００）　【摘　要】电力系统防雷是确保电力设备的安全性的重要措施之～，本文对雷电形成的原理、雷电造成的危害以及具体的防范措施和防雷技术　进行了简要的探讨和分析，使广大电力职工提高电力设施的安全保护意识。　【关键词】雷电；危害；措施；防雷技术　【中图分类号】ＴＭ７１　ｌ　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）１４—０００８—０３　ｌ引百　随着电子技术的迅速发展，各种先进的电子设备的应用　越来越广泛。如政府机关、电力、交通、公安、学校、证券、银行　等。这其中，变电站、发电厂直流系统是非常重要的电源系统，　且不受其它部分的影响，它是一个独立工作的电源，为电力系　统的信号回路、控制回路、自动装置、继电保护以及事照明等　提供可靠且稳定的持续电源．同时作为断路器的分、合闸的操　作电源。在二次系统中直流电源的地位尤为重要。因此直流系　统本身的可靠性和安全性将对整个系统产生直接性的影响．　虽然直流电源已经非常稳定可靠。但是在实际应用当中，由于　在电力系统采用直流电源具有特殊性．尤其是在保护回路和　控制回路中的应用，致使直流系统中发生的故障成为了电力　系统当中更大故障形成的隐患．这就是电力系统直接进行接　地的故障危害。如何做到准确掌握电力系统直接进行接地的　危害性．并且采取适当的防范措施，对保证电力系统顺利运行　的意义十分重大　２产生雷击的原因　雷击作为一种自然现象．具有释放能量大、破坏力强等特　点．当雷电的放电路径未经过防雷装置的时候，在放电过程中　所产生的瞬变电磁场使周围的导体感应到十分强大的电磁脉　冲，称为感应雷。感应雷可以通过不同的两种感应方式入侵导　体：①在雷云当中电荷发生积聚时．周围的导体就会感应与之　相反的电荷，在雷击放电的时候．雷云中的电荷则会迅速释　放，而导体当中的静电荷在没有了雷云电场的束缚之后也会　沿着导体进行流动，进而寻找释放的通道，这样一来就会在电　路中产生静电感应。②当雷云放电的时候．快速发生变化的雷　电流附近形成强大的瞬变电磁场．那么周围的导体中将产生　较高的感生电动势，电路中产生电磁感应，感应雷仍然沿着导　体进行传播，对电路中的设备以及设备中的器件造成损害。随　着科学技术的发展，信息系统设备的集成不断提高．其抗过电　压的能力也越来越差，很容易受感应雷的侵袭．而且受到损害　的通常是集成度比较高的系统核心器件。有必要引起我们的　高度重视。信息系统和外界的连接有许多长距离的电缆，产生　感应雷的范围较大。并且将沿着电缆侵入信息系统。因此，防　感应雷是电力系统尤其是含有微电子技术应用的系统内所必　需的．它是确保电力系统安全的重点　３雷电的危害及分类　３．１雷电的危害　雷电的破坏力非常强，对人身财产具有极强的威胁性．认　了自从进入电气时代之后．雷电的破坏对象主要就是人和电　气设备。雷击的特点也发生了一定的变化，主要包括：①雷击　的危害范围增大了。电气设备的发展，是使雷击的危害范围从　电力系统和建筑业发展到所有和电子相关的专业，同时．也是　高新技术产业。（　雷击的空间范围增大了。过去的雷击多为延　电线传播．现在闪电的电磁波已经可以通过磁场入侵到三维　空间的任何位置．一次的闪电雷击甚至可以造成多个单位同　时受到雷灾。（　雷击的损失和程度增加了。现在人们对于电子　设备的依赖性越来越高．而雷击对电子设备的危害又是最大　的．雷击的对象也就决定着雷击造成的损失和影响是十分严　重的。雷击特点变化，关键还是在于现代社会科学的发展．科　学的发展也带动了电子产业的发展。雷击的目标也就发展为　了电子元器件，电子元器件的敏感性也就导致了其更易受雷　击而损坏的特性　３．２雷电的分类　雷电按照其雷击的特点可分为直接雷、传导雷和感应雷。　直击雷的能量高，对直接击中的建筑物和物体具有极强的破　坏性：传导雷是通过线路将雷击产生的高电压传入建筑物内　部来损坏电子设备：感应雷是云层之间的放电产生的电磁波　在信号线和电源线上感应出高压脉冲，来对电子设备造成损　坏，例如，如图１所示，雷击对点位进行击打引入感应雷击．通　过数据线到建筑物内部来破坏设备　图１感应雷击示惹图　４防雷接地保护措施　目前，的电子设备的防雷方法主要有：分流、接地、屏蔽、　等电位以及过电压保护等。　４．１分流　通过避雷网、避雷带或避雷针等把雷电流沿着引下线引　入大地，进而避免雷电直接袭击在设备和建筑物上。　避雷针的实质作用是通过引雷入地．避免设别及建筑物　遭受雷击。接闪器，即避雷针尖将电荷引入，电荷通过引下线　传入接地体，接地体迅速将电荷释放到大地中，如图２。　因此．避雷针主要由接受器、接地引下线以及接地体三个　ＬｏＷ　ＣＡＲＢＯＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１３，７　电力与资源　扰和静电危害的问题。等电位连接和接地的方式。如图５。　图２单根避雷针保护范围剖面图　部分串联而成。避雷针尖端部分的金属针头就是接受器　接受　器所处的位置都是高于被保护物体的。而接地引下线则是避　雷针中间的部分。是用来连接接受器与接地体的。一般．接地　引下线的横截面积不仅要根据雷电流经过时的发热情况来计　算，使其保证不能因过热导致熔化．还需要有一定的机械强　度。接地体则是避雷针的最底下的部分。它的作用分别是把雷　电流安全地导入大地和使雷电流均匀流入大地并分散开去。　当单支或者双支避雷针能够起到很好的保护作用时．可　以安装三支或者多支避雷针进而扩大保护范围。注意．在雷电　的时间段内．跨步电压十分高，避雷针接地装置附近十米以内　都有触电危险，不宜接近，如图３、图４。　》　．　一．　图３两根等高避雷针保护范围图　图４双根避雷针保护范围剖面图　这样一来，避雷针就会保护其周围比它矮的设备及建筑　物免受雷害。避雷针的保护范围则像是以避雷针顶端的圆锥　形账篷账篷内的物体便能够避免遭到雷击。　４．２屏蔽　计算机系统内全部的金属导线．包括通信电缆、电力电缆　以及信号线全部穿金属管屏蔽屏或者采用蔽线．在机房的建　设过程中．利用建筑物钢筋网以及一些金属材料。使整个机房　形成屏蔽笼。用来避免外来的电磁波机房内的设备造成干扰。　４．３等电位连接　将机房里面的电缆屏蔽层、金属门窗、金属管道、设备外　壳包括金属构件等所有金属物体进行电气连接．以达到均衡　电位的目的。　４．４接地　为了确保整个计算机网络系统工作的稳定性、可靠性以　及安全性，需要拥有一个较为完善的接地系统来解决电磁干　图５接地和等电位连接方式　４．５过电压保护　由于过电压保护器具有非线性效应．在电子设备的电源　线和信号线上安装过电压保护器。可以将线路上偏高的脉冲　电压进行滤除，进而使设备避免过电压得破坏　保护器件主要　有二极或三极放电管、氧化锌压敏电阻、快速钳位二极管等，　根据实际需要来组合并构成防雷保护器　５接地分类及作用　接地系统按照带电的性质可以分成直流接地系统和节流　接地系统，按照用途可以分成保护接地系统、工作接地系统和　防雷接地系统，在防雷接地系统中，又分成了建筑防雷和设备　防雷。　５．１直流接地系统　直流接地系统按照性质和用途可以分成保护接地和工作　接地，保护接地就是保护人身设备的安全的接地方式．可以防　止直流设备的绝缘在发生损坏时保护工作人员安全．并防止　静电的产生；工作接地就是使设备正常工作的接地方式．可以　保证通信设备之间不存在参考电位差，保证设备的正常工作，　减少用户通信中的传串音　５．２交流接地系统　交流接地系统也分为保护接地和工作接地　保护接地是　将设备的金属外壳和接地的装置进行电气性链接：工作接地　是将电网中三相电源中性点接地　５．３联合接地系统　５＿３．１联合接地系统的组成　如图６所示，联合接地系统是由接地体、接地线、接地汇　集线和接地引入组成的　５．３．２联合接地系统的优点　（１）地电位保持均衡，同层的各地线系统的电位大体一　致．进而消除危及设备的电位差　（２）公共接地母线起到为系统建立基准零电位点的作用。　当地电位上升时，各处的地电位同步上升，基本不会有电位差。　（３）消除地线系统带来的干扰。一般根据各种不同电特性　设计出各种地线系统，彼此间会相互干扰．但是采用一个接地　系统后　地线系统便可做到无干扰　（４）电磁兼容性能有所改善。因为强、弱电，高频和低频电　都是等电位的，又采用了分屏蔽设备以及分枝地线等办法．所　电力与资源　ＬｏＷ　ｃＡＲＢｏＮ　ＷｏＲＬＤ　２０１３，７　浅析中小型水电厂设备状态检修的开展　杨学福（云南兴电集团有限公司，云南文山６６３０００）　【摘要】通过分析目前中小型水电厂设备检修现状，以及传统检修方式的弊端，提出在中小型水电厂开展设备状态检修的基本构想，对中小　型水电厂如何有效开展设备状态检修提出几点建议。　【关键词】水电厂；设备；状态监测；状态检修　【中图分类号】ＴＶ７３４．２　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）１４—００１０—０２　决定检修时间、工期和项目．势必造成设备该修的得不到及时　１水电厂设备检修的现状　现阶段我国水电厂设备的检修，主要采用的是事后检修、　处理，使大量的一般缺陷扩大成事故。但也有大量的运行状况　计划性检修和状态检修三种检修方式。传统的检修都是事后　良好的设备到期必须修理．造成不应要的浪费。盲目检修过　检修或是计划性检修。这两种检修都存在不同程度的弊病．其　多。降低了设备使用率。　中事后检修是故障发生后才进行的，其危害程度是不言而喻　２．２检修项目主次不明显　的。长期以来，水电站的设备检修工作一直实行的都是贯彻以　水电厂发电机组、辅助设备、电气及公用系统设备各有自　“预防为主，计划检修”的方针，也就是预防性检修体制。近年　身的特点，设备故障和损坏周期也各有不同，而现有体制下的　来，随着传感器技术、信号处理技术、计算机网络技术在水电　大修又基本上是将所有单元大修同时进行。容易造成需要大　站的广泛使用，我国对设备状态监测、故障诊断的研究和实践　修的设备降低标准检修．而仅需要进行一般性维护检查的设　水平不断提高．逐步形成了完整的理论和实践体系．检修体制　备却按照大修标准“大拆大装”，人为增加设备安全隐患，这就　逐步由计划检修向状态检修发展，并在一些大型机组中得到　可能导致检修工作出现顾此失彼的境界。　了很好的实践　２．３检修管理方式落后　２传统检修方式的缺点　根据水电站设备结构的特点．发电设备在投产初期和寿　从水电站设备运行维护管理的方面来看．计划性检修有　命末期的故障较多，中间要经过一个较可靠的稳定期，并且在　其合理性的一面，但也存在不少的弊端。它的弊端主要表现在　各个阶段的故障特点也不相同，但在现行检修管理体制下确　人为地将不同设备的检修周期和大修间隔机械地统一在同一　定的大修标准项目和检修周期却一戍不变。这样，就造成一些　时间点上．即所谓的“到期必修”，在加大水电站检修资金和检　该修的设备没有修到．本来不该修的设备又被“修”了一遍．在　修人力投入的同时．占用了电站枯期发电的大量时间．对电网　设备故障率高的阶段降低了设备的可靠性和利用率．而在设　的调节十分不利，缺点较为突出。主要表现为：　备的稳定运行阶段则造成了检修人力、物力、财力上的浪费，　２．１检修工作针对性不强　甚至会出现一些设备检修后运行工况反而更差的怪现象。　在计３ｔ＇Ｊ检修制度下．发电厂不能根据设备实际状况完全　２．４人为降低了设备的使用寿命　压避雷器的下接线端在；１２接后接至接地装置。　６结束语　—．［翊　科学技术日益进步，生产及生活当中的用电量不断增大，　电已成为重要资源之一．更是日常生活及生产当中的重要保　障。雷击事故是各个电力部门的主要灾害之一，在电力输送过　—＿［豳　程中如何防雷显得尤为重要。防雷技术的研究则已经取得了　较大的进展．但是在实际应用过程中仍存在一字儿问题。如何　水平按地分忙集线．ｒ一　斟　合理的选择防雷措施以及进一步创新与改革防雷技术还需要　／　—＿１＝圃　我们共同的努力、研究和探索。　垂直接地息忙集线　厂一　参考文献　１　１　１，ｌ，，１ｉｌｌ１，’　１・　１ＩｆＩ１，＿，，１，　Ｔ，　１，ｌ，，１　＼　【１］谈文华，万栽扬．实用电气安全技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９９８．　图６联合接地系统的组成　［２］张庆河．电气与静电安全［Ｍ】．北京：中国石化出版社，２００５．　以电磁兼容性能得到提高。　【３】唐定曾，唐海．建筑电气技术【Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９９８．　５．４防雷接地　［４】苏邦礼．雷电与避雷工程［Ｍ】．中山大学出版社，１９９６．　在通信局中，一般有两种防雷接地：①为了避免建筑物或　收稿日期：２０１３＝６—２５　者天线遭雷击而专门设置的防雷接地装置．由建筑部门进行　作者简介：李汉荣（１９７７一），男，中级工程师，本科，主要从事　设计安装：②为了避免雷击过电压对电源设备或者通信设备　ｌＯｋＶ配电网设计及项目管理工作。　的破坏．需要安装避雷器而进行埋设的防雷接地装置．例如高