浅论电力配电系统的防雷与接地技术张永亮

发表时间:2020/6/1   来源:《中国电业》2020年1月第3期   作者:张永亮
[导读] 雷电能够在瞬间产生强大电压,一旦配电系统被雷电击中,则会遭到严重破坏。
        摘要:雷电能够在瞬间产生强大电压,一旦配电系统被雷电击中,则会遭到严重破坏。所以,防雷接地技术对配电系统保护而言具有十分重要的现实意义。该文主要从雷击现象及其主要危害入手,重点对配电系统接地防雷击系统的主要形式进行了分析和阐述,并有针对性地提出一系列配电系统的防雷与接地技术,希望给行业相关人士提供一定的参考和借鉴。
        关键词:电力配电系统;防雷与接地技术
        前言:
        在常规条件下,电力系统的输电线路维护中的核心就是防雷接地,这主要是由于电力系统安装过程中的两个主要特征所决定的。其中一个就是本身电力系统具有一定的安全隐患特征,即便是加强控制与监管也会存在一定的安全隐患,另外一个因素则主要是由于户外的雷击等事故具有较强的随机性,所以难以通过简单的防护和预警对其进行控制与约束。这样一来,就必须通过周密的防雷接地技术来尽可能降低受到雷电侵袭的可能性,从而避免由于雷击所带来的危害,确保安全性与输电线路的稳定性。
        1雷击现象及其主要危害
        雷击是自然界中一种常见的放电现象。大气中存在大量的正负电荷雷云,当带有异种电荷的雷云相互之间的距离接近至一定程度之后,或者雷云与大地凸出物接近至一定的程度之后,电场将会在凸出物与雷云之间的空间击穿,从而出现强烈的气体放电现象,产生闪电、雷鸣等。雷击通过直击雷、感应雷或者雷电侵入波等形式给人畜造成伤亡;使得电力线路、发电设备或者电力设备等产生高压冲击,直接影响到设备的绝缘层,形成短路、爆炸以及火灾等问题,最终造成大面积的停电故障。同时,在雷击过程中还产生了强大的电排斥力、电磁推力等作用,可能会对建筑物产生结构性的破坏,使建筑物倒塌。
        2供电系统防雷与接地保护的主要组成部分
        供电系统防雷与接地保护主要由雷电接收装置、引电设备、电流接地装置和输电接地电阻组成。从本质上说,防雷就是通过转变雷电的形式来减少雷电带来的影响。防雷接地装置就是在雷电产生之后充分将其接受,并合理的处理雷电,转化其存在形式。雷电接收装置主要包括避雷针、避雷带和避雷器等。雷电对建筑的袭击分为直接雷击和间接袭击,这两种袭击方式都会对输电线路造成或大或小的破坏。引电设备就是使用引下线将雷电吸引过来,防止它去袭击建筑物。电流接地装置主要是为了避免各种静电带来危害而设置的,其组成部分包括接地线结构和接地体。这个装置不仅能防止雷电带来的危害,保证输电线路的正常运行,它还能有效避免静电给工作人员带来的影响。输电接地电阻指的是总的接地对地电阻的总和,其阻值是装置对地的电压与流入地中电流的比值,接地电阻能对接地装置进行有效的评价,并且可以很好的指导输电电路的管理和维护工作的正常进行。在进行供电系统的防雷与接地保护时,一定要保证供电系统的电源质量,确保其具有良好的性能,可以正常供电。除此之外,还需要计算用电负荷,检查用电设备在正常运行时的额定负荷是否与实际负荷相同。
        3电力配电系统中防雷接地的主要技术策略
        3.1变电站进线的防护措施
        如变电所在35kV以下,由于其具有较低绝缘水平,应进行独立避雷针设置,且符合反击不出现需求。如变电所超过110kV,因其具有较高电压等级配电装置绝缘水平,可在配电装置构架上直接设置避雷针,同时雷击避雷针出现的高电位不可能产生电气设备反击问题。除此之外,还需将辅助接地装置设置到避雷针安设的配电构架上,在连接变电所接地网方面,此接地装置和主变压器接地装置之间的电气间距需控制在15m以上,其功能为当高电位产生于避雷器接地装置后,顺着接地网传送到变压器接地点的过程中呈现出由强到弱的趋势,确保侵入的雷电波在向变压器接地位置送达时,反击事故不会出现在变压器内。因变压器具有较低绝缘能力,且又是变电所不可或缺的一部分,为此不得将避雷针设置到变压器门型构架上。


        3.2建筑体的防雷接地技术策略
        建筑体本身的防雷能力和强度一定程度上直接决定了电力配电系统和整体电气设备的防雷效果。基本上,绝大多数的建筑体自身都是其内部电力配电系统和电力设备的第一道防护,所以要想将电力配电系统的接地防雷效果最大化,则必须要提高建筑体本身的抗雷击能力。对于建筑体本身和其中电气设备的防雷接地装置必须要遵循相关标准来进行合理的位置设置,并不能直接使用以往单独应用的接地防雷网。利用等电位连接的方法,把建筑体中预设的人工接地体、自然接地体、室内设备、设备外导体等进行合理的连接,若是遭受雷击,那么雷击所造成的高电流将会对地面造成强烈的电压,这种电压会导致设置在地面电位的设备和配电系统造成闪络的现象,进而发生设备短路起火甚至是人员的安全事故。通过利用等电位连接方式将线路和设备进行连接后,可以有效避免雷击所造成的危害,所以这种防雷接地方法也是如今一种非常有效的防雷措施。在进行建筑体防雷接地设计时,需要按照建筑体所处的天气规律、地形地质、环境特点等,并结合建筑的实际情况来制定或选择最具针对性的防雷策略,并设计合理有效的施工措施。
        3.3利用浪涌保护器来保证外电源线路安全
        其一,电源防雷。依据相关标准,外接金属线路在进行与建筑体连接之前,必须要先插入金属管,金属管的长度大约在10-20m依照建筑的实际情况而定,把能够从外面输送进来的雷击高电压引导到土地中,以此来保证设备和配电系统的安全。针对这种层次的防雷接地方案,三项进线需要针对每个配电线路都要配置15kA的浪涌保护器,以此来把雷击所产生的超高电压控制在安全范围之内。浪涌保护器需要和配电系统中的总配电室进线端进行并联,以此来实现对直击雷有效防护的效果。这种浪涌保护器不会对之后连接的设备进行控制,所以也能够通过线路来将直击雷所产生的高强感应进行输送,实现低配电系统进行充分的保护。
        其二,浪涌保护器。通常,浪涌保护器是当作次级防雷设施来利用,能够有效地对过电压进行持久性的控制,一般能够控制在3kA之内。这种层面的电源浪涌保护器需要保持通流容量在45kA之内,经过把第一层面的浪涌保护器释放后所出现的雷击余留压力以及感应雷所产生的电流进行二次释放。单相线路和三相线路都能够利用通流容量在45kA之内的电源揽工保护器来展开雷击的有效防护。这种浪涌保护器通常在电力线路中以并联的方式连接,并且也不会限制之后接入的设备。
        其三,电源防雷。电源防雷是保证在进行电源防雷和浪涌保护器之后继续对雷击所产生电压进行控制的重要措施,能够有效避免对之后连接的电气设备以及配电系统所造成的危害。如果配电系统用于供应单相用电设备,那么可以选取通流容量为20kA之内的浪涌保护器,同时将浪涌保护器和设备的前段进行串联,以此来实现对操作电压以及高压静电有效防护的目的。
        4总结
        综上所述,配电系统的防雷接地工程属于一项复杂系统的工程项目,其在不同的环节中对于人力、物力都具有较高的要求,而在不同地区由于气候与地质环境存在客观差异,都会影响到该技术的应用策略与成本。在施工过程中,如果利用传统的防雷接地策略一定要做好各种保障工作,通过优化线路材料与施工工艺等策略来强化接地效果。如果成本与实际工况允许,可以选择新型接地棒来进行防雷接地技术设计与应用,确保能够将雷击灾害所带来的损失控制在最低限度。
        参考文献:
        [1]张加永.浅论电力配电系统的防雷与接地技术[J].通讯世界,2017(24):221-222
        [2]刘帅锋.电力配电系统的防雷与接地技术探析[J].科技与企业,2018(16):170
        [3]刘玉泉.关于电力配电系统中防雷与接地技术的探讨[J].科技资讯,2018(03):114-115
        [4]孙萍.智能建筑的防雷与接地技术[J].吉林建筑工程学院学报,2018(03):90-92
        [5]张文渊.弱电设备防雷与接地技术的探讨[J].江苏电器,2018(02):18-22
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