摘要：随着钢铁厂配电网的不断发展和扩大，负荷电流迅速增大。同时，大量电缆的使用提高了绝缘水平，使得中性点不接地配电系统的容量电流不断增大，导致过电压故障率的提高。
关键词：钢铁厂；电气设备；过电压
前言
电气元件在钢铁企业中的应用尤为广泛。钢铁生产过程中应用最广泛的电气元件是传感器、继电器、变频器和断路器。这四种电器元件常用于钢铁生产过程以及生产流水线的检测程序。在电力系统中，避雷器一直是过电压保护的重要设备，包括碳化硅（SiC）避雷器和氧化锌（ZnO）避雷器两大类。这两类设备在使用中各有其特点，SiC 避雷器的通流容量大，对于铁磁谐振、线路上的弧光接地等持续时间较长、波头较缓、电流大的过电压具有较好的防护能力，而ZnO 避雷器对于幅值高、波前陡的雷电及开关操作产生的过电压具有较好的防护能力。
1做好雷电防御工作
1.1 推动雷电预警平台建设
完善雷电检测监测网络信息平台，定时定点的发送雷电预警信息，构建乡村雷电监测网，将卫星云图和雷达天空等搜索结果和观测材料紧密的联系起来，联合乡村两级，做好雷电天气和危害等级的预警工作，结合手机、电话、广播以及互联网等现代化技术，多渠道的发布各类信息，提高信息的接收工作，及时的预测雷电灾害，将雷电对人们生活的不利影响降到最低。
1.2 做好雷电检测预警工作
雷电监测网和预警的基础设施建设需要完善，尤其是农村地区要加强防雷基础设施建设，密切配合，尤其是要做好县级雷电监测预警体系，要从根本上提升天气预报的准确性，要对雷电预警信息的覆盖面扩大化，尤其是对中小学校、人员集中区域以及油库等易燃易爆的场所做好全方位的雷电预警服务工作。挖掘市场需求，开展个性化和专业化的雷电专业服务，从根本上提升服务的水平、完善服务手段。
1.3 加强防雷减灾科技支撑
加大对雷电监测技术、雷电灾害的调查鉴定，加深对防雷技术的研究，重视科技成果的转化，加强防雷减灾专业技术人员的培训工作，要将气象部门的优势最大限度的发挥出来，加强防雷减灾的技术支撑。
1.4对防雷技术服务进行规范
1.4.1 对防雷装置检测市场进行规范
建立起包括了信息公开和质量考核在内的监管配套制度，对防雷装置的检测单位进行监管，将各项监管措施落实下去。制定防城港市的检测质量考核制度，对防雷装置的检测行为进行规范，做好相应的质量考核工作，引导行业自律，构建和谐的环境氛围。
1.4.2 做好防雷技术服务工作
对政策环境进行优化，支持市场主体依法展开市场竞争，并完善防雷技术的合作，要做好雷电灾害的风险评估技术服务水平，将服务短板补齐，提升服务水平，从根本上提高供给能力。要定期的组织工作人员培训，开展交流活动，及时沟通工作中存在的问题，找到问题的解决方案，将工作经验及时的进行交流分享，帮助大家共同进步，在条件允许的情况下，可以组织人员外出培训，学习了先进的技术后，回单位组织更多的人学习，大家通力合作，提高防雷的技术水平。
2防雷装置的安装
2.1 接闪器的安装
接闪器与避雷效果关系紧密，主要是因为接闪器是直接和雷电相互接触的部件，对于接闪器的施工安装质量相对而言较为严格。接闪器的型号和规格需要符合国家的防雷设计规范，严格按照设计资料或使用说明书进行施工安装；避雷带在女儿墙中的布置需要将避雷带设置在墙体中心线且需要置于墙体的外侧。
2.2 引下线的安装
引下线对接闪器所接收到的雷电引流有较大的影响，因此，引下线的布置安装是否合理规范尤为重要。对于引下线的布设方式、搭接长度、焊接程度等需要特别重视。
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2.3 接地装置的安装
接地装置的作用是将雷电流导引至大地中的设施之一，所以接地设置的安装也是尤为重要的，需要严格按照防雷设计及施工技术要求进行安装。其中，接地装置可分为建筑物的基础部分及室外人工接地部分，建筑物基础部分可直接通过建筑物本身所拥有的钢筋实施焊接接地，从而形成一个环圈的地基基础网。同时，需要严格做好监察工作，确保工程质量合格。室外人工接地需要处理好接地电阻的施工设计，其电阻值和施工所采用的材料必须要符合设计要求。敷设好的避雷线路需要采取接地电阻的检测，并且要按照一定的施工流程来进行操作，同时还需要考虑其设计是否符合要求，确保其质量的良好。
2.4防雷检测
1）在防雷检测工作开始之前，检测人员要制订相应的检测计划，需要进行现场实地考察，与该建设单位的负责人进行沟通，了解建筑物的具体情况及当地的设施条件等情况，切勿盲目检测。2）如果是正在施工的建筑物，需要记录下所使用的材料和隐蔽工程的相关记录，使检测员对建筑物有一定的了解并能更好的进行防雷装置的检测。3）如果在检测过程中遇到了问题，就需要及时处理解决，以免日后造成不必要的麻烦。检测员在检测防雷装置设施时需要记录好相关数据，并严格的进行检测，结合施工图纸及相关资料，明确项目是否符合规范要求。
3过电压仿真分析的理论研究
3.1雷电模型
无论是设计电力系统防雷保护，还是试验电力设备的绝缘强度，雷电流波形都需要被等值为可以解析表达的典型化波形。等值余弦波、标准冲击波、等值斜角波是经常使用的等值波形。而标准冲击波是最常用的一种雷电波，这里在PSCAD中采用双指数形式实现标准波形，该电路能得到一个延时10s，幅值为50kA的2.6/50s的雷电波
3.2避雷器等效模型
1）ZnO避雷器
ZnO器件的晶界层是形成非线性特性的主要原因，其电阻率在低电场强度下是1010～1011，而在场强升至106～107V/m时，其电阻率突然降低，进入低阻态。由此，ZnO器件的非线性伏安特性函数表达式为
U=f（i）Ciα（1）
式中：C是材料特性常数；α是非线性系数，且＜l。当α越小时，非线性元件具有越高的非线性。
2）SiC阀式避雷器
SiC阀式避雷器由火花间隙和非线性电阻两个基本部件组成。避雷器中所用的SiC阀片电阻，经常处于电网工作电压的作用下，因此应有足够大的电阻值和热容量，并且阻值不应该是常数，而是随着电流的大小而变化的非线性电阻，其伏安特性函数表达式如式（1）所示，非线性系数为0.35～0.45。
3）避雷器的PSCAD仿真在用PSCAD对避雷器进行仿真计算时，只需将该种避雷器的参考电压以及避雷器各电流值所对应的电压值直接输入提示框内，其所需的伏安特性曲线就会被程序自动拟合出来。根据上述方法结合不同种避雷器的伏安特性，可以模拟各种避雷器的非线性电阻。
1.3其他参数设置
以实际A变电站电气主接线为基础，结合其变压器、断路器、互感器等参数，在PSCAD中建立模型。
4新型过电压防护装置中SiC及ZnO阀片混合方法的分析
金属氧化物避雷器缺点为ZnO避雷器没有放电间隙，其阀片由于长时间承受工频电压而发生劣化。其劣化最根本的原因在于晶界层的肖特基势垒降低，导致避雷器的电阻发生变化且泄漏电流增加，泄漏电流中阻性分量电流有功分量。避雷器在使用中逐渐老化并且特性变坏时，阻性电流将猛然骤增，当存在操作冲击波或雷电作用时能量被吸收，由于阀片的散热功率低于损耗功率，阀片温度上升引起热崩溃，进而发生避雷器爆炸事故。新型过电压防护装置采用高能ZnO、高能SiC阀片，通过其串并联得到。
参考文献：
[1]鲁铁成.电力系统过电压[M].北京：水利水电出版社，2019.
[2]张伟钹.过电压防护及绝缘配合[M].北京：清华大学出版社，2012.
论文作者:张晓丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/2/3
标签：雷电论文; 避雷器论文; 过电压论文; 防雷论文; 装置论文; 电流论文; 电阻论文; 《基层建设》2019年第28期论文;