摘要:改革开放以来,随着我国经济社会的迅速发展,社会用电量不断增长,电能质量要求也不断提高,对电力系统的稳定性与可靠性提出了更高的要求。变电站作为电力系统中电压等级变换、电能集中分配的场所,对电力系统的稳定运行有着重要的意义,一旦发生故障将对电力系统的正常运行造成极大的影响。我国疆域辽阔,部分地区雷电多发,成为变电站的重要安全隐患,一旦变电站发生雷电入侵,不仅将造成变电站内电气设备的损毁,还可能给区域供电带来隐患,造成较大的经济损失,因此做好电力系统中变电站的防雷保护工作十分必要。
关键词:变电站;电气设备;防雷接地技术
1雷电的危害
1.1机械效应
雷电作用到物体上,可以直接损坏建筑物以及电子设备,对人们的人身安全也造成了极大的威胁。当雷击电流通过物体的时候,附近的空气会激烈膨胀,产生极大的机械力破坏物体。
1.2热效应
雷电产生的热效应可以温度可以直接烧毁电线甚至电气设备。雷云在放电的时候电流持续时间虽短,但是会释放大量的热量,温度很高,一旦与设备接触或是遇到易燃易爆的物品势必会产生巨大的破坏或者发生火灾。
1.3电磁效应
可以产生上万伏的过电压损坏绝缘体,严重时候导致爆炸。
1.4闪络放电
损坏断路器,烧毁导线,导致停电或者引起火灾。
1.5雷击避雷器
当雷击避雷器时,电流就会随着向四周扩散,一旦附近有人就会威胁到生命。
2变电站出现雷击现象的主要因素
一般来说,在电力站正常运行的过程中,都会有电网的额定电压对电气设备会进行保护。但由于雷雨天气中,因为雷击就会出现过电压的现象,造成供配电系统中的部分线路出现电压过高的情况。根据不同的电击途径,变电站的雷击情况主要是由以下情况所组成的。
2.1直雷击过的电压
在雷电直接的击中到电力装置以后,会导致电气设备的局部有极大的雷电流与超高的电压,同时会释放极大的热量,所出现的热就会直接的影响电气设备的正常运行,并且造成电力装置的损坏,影响变电站的正常运行。
2.2感应过电压
当雷区向架空的导线上方进行移动时,在静电感应的作用影响之下,就会使得架空导线上出现较多异线束缚电的集聚。一旦雷云对大地进行放电,就会导致架空导线上方出现极高的过电压。这些过电压的出现同样会对电力网络造成严重的危害情况。
2.3雷电反击的出现
在架空线路有雷电感应过电压存在时,或者雷电对于其进行了直接击中后,会产生较大的过电压,就会导致变电站受到严重的雷害情况。若没有良好的防护措施,在其运行的过程中,就会出现极大的热量,在其迅速的释放热量以后,就会有破坏变电站设备中的绝缘层,并导致其他严重事故的发生。
3变电站的防雷接地技术
3.1接地
实施接地措施可以有效提高电气设备的防雷水平。将雷击产生的电流导入大地中,防止电泳电压损坏电气设备。不同情况接地网的电阻也是不同的,具体要根据实际情况决定,必要时候尽可能降低接地电阻,这样可以避免电位持续升高。
3.2均压
均压指的是在同一区域内设置一条接地母线带,然后这一区域内的设备、建筑、导线等都连接到这条接地母线上,做好加固处理,保证各个接地点的等电位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆雷电产生的电流较大,辐射值较高,电流经过的地方电位也会随之出现大幅度升高,导致周围物体受到不良影响,严重时候出现火灾或爆炸。实施均压就可以有效防止这一问题的出现,降低事故发生几率。
3.3分流
分流指的是将直击雷通过接闪器分散到接地装置上,然后使其能够分散流入地下,避免雷击电流流经时产生过大的电磁效应对电子设备造成干扰,防止其乱窜进入工作区,直接将其引入地下。过程中需要注意的是,建筑物外壳顶部必须要与接地主线相连接,且呈放射性连接,禁止出现窜接的地方,这样可以有效避免电流产生过大的感应电位,避免损坏到设备。除此之外还要保证接地引下线要有足够的面积,定期进行检查和维修,避免其出现腐烂或窜连。
3.4屏蔽
屏蔽指的是采用相关屏蔽设备安置在电子设备上,避免其受到电磁脉冲的干扰。过程中国必须要保证屏蔽体外壳有效接地,每条线路都要合理安装,进行适当的过滤,坚决不允许任意一根未经过有效过滤的导线投入使用,避免屏蔽笼失效。
3.5隔离
隔离措施主要指的是对于不同接地网的通信线之间进行隔离,可以起到避免高低电位反击问题。通常情况下光电隔离、变压器隔离比较常用。合理布置调度区设备,可以采用击穿保险器的方式将接地网与主接地网连接在一起,避雷器可以选择容量为10KA的220V低压氧化锌避雷器,这样才能保证充分发挥隔离作用,一旦受到雷击可以有效均衡电位。
4变电站所应用的防雷措施
4.1避雷针
避雷针又称引雷针,主要通过尖端放电中和雷云中的电荷,从而保护电气设备避免遭受雷击。金属氧化物避雷针是当前应用最广泛的避雷针材质。避雷针的保护范围一般为伞状,其顶端电场强度最大,吸引雷电在此处进行放电,并将雷电流通过接地线及接地体释放至大地中。避雷针需要根据变电站的规模合理进行选择,对于规模较小的变电站,可以直接采用独立式的避雷针,而对于大型变电站则需要统一架设避雷针与避雷线。为了确保变电站得到可靠的保护,需要对避雷针的数量及高度进行科学准确的计算,确保变电站全部电气设备均在避雷针的伞状保护范围内。
4.2变电站的接闪器
在220kV变电站受到雷击以后,基本都能够依靠防雷系统中直接拦截的方法,把雷电电流向接地网进行进入,接闪器则由避雷针和避雷线所组成。一些小型的变电站中只对独立的避雷针进行了设置,通常大型的变电站中同时存在避雷针和避雷线。而且大型的变电站也都严格的要求着雷电电流的引入线路与防雷的接地装置。
4.3直接雷击发生时的防护措施
作为220kV变电站遭受最多的雷击方式,其对于变电站也存在着极大的危害,因此也要求变电站的工作人员对其进行足够的重视。具体的防护可以通过以下措施实现:首先,防止反击。想要避免雷电在泄地时出现反击的情况,避雷针接地引线及引下线入的地点都要与设备的接地点保持足够的距离。其次,对集中的接地装置进行装设。不论怎样的接地线都需要与总线地网相连接,同时还要在连接下加装集中的接地装置,但需要保证其工频有着大于10Ω的接地电阻。再者,要在主控室、网络控制楼和屋中的配电装置上设置防直击雷措施。很多房屋的屋顶部分或多或少都有金属设备的存在,要将金属部分进行接地处理。而对于钢筋混凝土式的屋顶还要能够把钢筋部分进行焊接接地处理。而对于非导电式结构的建筑屋顶,也要使用8~10米的网络避雷带进行接地处理。
结论
综上所述,在对变电站应用接地防雷措施的过程中,首先必须要与其所在区域的实际地质条件进行有效的结合,并采取针对性的降阻措施和比较合理的接地技术,避免变电站被电击。而接地防雷技术还包含了大量各学科的知识,有着较强的综合性和复杂性。所以在对220kV变电站的接地防雷技术进行设计的过程中,就还要尊重要遵循其所具有的整体性、结构性及层次性等原则和特征,保证220kV变电站能够安全稳定的运行下去,保障人民群众的生命财产安全。
参考文献
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论文作者:吕明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/7
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