摘要：雷害事故一旦发生，会造成很大的破坏性和一定的危害，所以检测分析工作以及预防措施一定要引起人们高度重视。本文介绍了发电厂防雷方面存在的问题以及检测分析方法及改进措施，为发电厂接地网防雷技术提供参考。
关键词：雷害事故；防雷；避雷器；接地网；改进措施
引言
随着科技水平的发展，现在发电厂的防雷技术上基本完善、防雷措施也基本健全。然而，由于雷电具有很大的随机性和突发性，在发电厂的运行过程中仍会发生一些雷害事故，暴露出了发电厂在防雷方面存在的问题和不足。
1雷电由线路侵入形成的雷害事故
直击雷对发电厂造成的雷害事故发生的概率较小，大多雷害事故雷电都是沿输电线路或配电线路侵入的。因此，在发电厂防雷中对雷电侵入波的防护一直都被作为防护的重点。
2地网不良形成的雷害事故
任何防雷装置或设施都是通过接地装置把雷电流泄入大地而起到保护作用的。因而接地装置的好坏对防雷保护来说起着至关重要的作用。发电厂接地装置直接决定着防雷保护装置或设施的防雷功能。然而在一些发电厂的接地中却存在很多问题，一些问题和缺陷直接影响着防雷安全。随着电力系统的发展，接地短路电流不断增大，接地网的问题越来越突出，有的发电厂运行中曾多次发生因地网缺陷造成的事故或使事故扩大。
3 电厂防雷装置的现状分析
3.1防直击雷
3.1.1折线法
我国电力系统接闪杆保护范围的设计一直采用折线法。此方法设计直观，计算方便，节省投资。
3.1.2防直击雷装置设置
火力发电厂防雷保护主要采用烟囱、凉水塔等高大建筑作为接闪器，保护低矮建筑及电气设施。升压站、变压器等变配电设施主要通过架设在门构架的接闪杆及独立接闪杆进行防雷保护。重油罐区、氢站、氨区防雷采用独立接闪杆进行保护，这不同于其它规范利用罐体本体防雷的做法。主厂房、主控制室、配电装置室和35kV及以下变电所的屋顶提倡采用金属屋顶或金属结构框架，此种情况防雷只需将金属部分接地即可；如采用钢筋混凝土结构，则将其焊接成网并接地；若采用非导电的屋顶时，则采用接闪带保护，接闪带的网格为5~10m，每隔10~20m设引下线接地一次。
3.2接地装置
3.2.1主接地网
发电厂的主接地网指由水平、垂直接地极组成，供发电厂使用，兼有泄流和均压作用的较大型的水平网状接地装置。一般接地极埋深不小于0.6m，以水平接地体为主，垂直接地体为辅，网内敷设等间距或不等间距的均压带，均压带间距不宜小于5m，网的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的一半。应充分利用建筑基础钢筋作为接地网的一部分。主接地网的水平接地体与建筑物外墙的距离不宜小于1.5m；垂直接地极的间距不应小于其长度的两倍。所有进出的金属管道、管线与主接地网相连接，所有电气装置、配电系统的接地，计算机监控系统的各种接地和符合距离要求的防雷接地，都连接到这个主接地网上。
3.2.2集中接地装置
为了加强对直击雷雷电流的散流作用，降低对地电位，在主接地网的防雷引下线接地处，在不同方向敷设3~5根的垂直接地极，这就叫集中接地装置。架构上装的接闪杆以及主厂房顶为保护设备而安装的接闪杆，都采用集中接地装置，设备的接地点尽量远离接闪杆接地引下线的入地点。烟囱附近的引风机及其电动机的机壳应与主地网连接，并应设集中接地装置，该接地装置宜与烟囱的接地装置分开。
3.2.3独立接地装置独立接闪杆（线）宜设独立的接地装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在非高土壤电阻率地区，其接地电阻不宜超过10Ω。当有困难时，该接地装置可与主接地网连接，但接闪杆与主接地网的地下连接点至35kV及以下设备与主接地网的地下连接点之间，沿接地体的长度不得小于15m。
4 改进措施
4.1在线路侵入波防护上存在的问题和改进措施
现在大多数发电厂都是在母线上装设避雷器对线路入侵波进行防护，而一旦线路处于开关断开，刀闸合闸的运行状态时，这时线路开关就失去避雷器保护，如果这时线路遭受雷击，雷电波侵入到发电厂时由于开关在断开状态，就会发生开路全反射，过电压被升高到原来的两倍，极易发生开关、刀闸被雷电打坏的事故。对此，应该完善避雷器的保护，除母线避雷器外，还应在每条出线侧加装避雷器保护，以保证所有的电气设备在任何运行方式下都不失去避雷器的保护。
4.2发电厂接地装置存在的问题及改进措施
4.2.1 接地网的均压问题
由于接地网在设计时把工频以接地阻抗为主要指标，从而忽略了地网的均压和散流，沿电缆沟不设与之平行的均压带；在接地网施工时，水平接地体的埋深不够，有的埋深不足30cm，垂直接地极少且长度不够，没有纵向和横向均压措施；在发电厂扩建时，地网扩建力度不够，而将新扩建设备的接地线引接到原地网电缆沟内裸露的接地扁钢上。在设计时没有地网均压的指标和控制措施；在施工、验收等环节把关不严，致使接地网的均压参数失去考核。
4.2.2接地网得腐蚀问题
目前接地网大多采用扁钢、角钢或者钢管。地网腐蚀的主要原因有：由于钢材表面的微观不均匀性会引用，电位较负的金属发生溶解而腐蚀，新敷设的接地装置比原来起不同部位的电位差，形成腐蚀微电池；两种不同金属电气连接后形成电偶腐蚀作的老接地装置腐蚀得快，其中的原因之一就是新老接地装置之间的电位差形成电偶腐蚀，新地网成为阳极被腐蚀，旧地网作为阴极获得保护；土壤的不均匀性引起金属不同区域间产生电位差，形成客观腐蚀电池；土壤中存在的微生物腐蚀。由于接地不通，避雷器根本没有发挥作用。因此，必须对接地网的防腐问题引起高度的重视，在设计、施工、运行和维护中采取切实有效的防腐措施。
4.2.3接地线的热容量问题
早期建设的发电厂设备接地引下线和地网主干线的截面普遍偏小，满足不了接地短路电流热稳定的要求。一方面是地网在原设计施工时，电网的接地短路电流小，后来由于电网的发展接地短路电流迅速增大的原因造成；另一方面是由于接地体的腐蚀造成，在检查中发现运行15年以上发电厂的设备接地引下线截面己腐蚀到不足原来的1/2，地网干线也已腐蚀掉近1/3，即因长期的锈蚀已使接地线的截面变小，而接地短路电流在迅速地变大，以致造成接地线满足不了接地短路电流热稳定的要求。
4.2.4接地电阻超标问题
通过实际测量发现一些发电厂接地网的工频接地电阻偏大，满足不了要求，又没采取相应的均压和高电位隔离措施，这在山区、高土壤电阻率地区最为常见。造成发电厂接地装置工频接地电阻超标的原因主要有：①发电厂接地网所处位置土壤电阻率偏高，地形复杂，在设计施工时又没有采取科学有效的降阻措施。②随着电网的发展接地短路电流逐年增大，原接地电阻已不能满足要求。③接地网位于夹层土壤，接地极不能有效地和大地结合从而影响散流使接地电阻偏高。大多数山区或丘岭地区的发电厂，都是由山坡推平，这就造成了双层土壤，而接地极大都位于上层回填层中，回填层大都是由山石，风化石回填，土壤电阻率高，又不能有效地与下层土壤结合，从而导致了接地网的工频接地电阻偏高。④接地体在地下长期锈蚀，减少了与土壤的有效接触，使接地电阻增大。
4.3防雷技术与管理手段的结合
除上所述，加强设备的维护管理，并且结合防雷设施的维护管理工作，在每年雷雨天气的集中季节，提前做好设备检查维修工作，重点检查接地引线是否发生锈蚀、接地引线的连接处是否紧固，接地体周围地面情况是否存在异常等。对线路中的防雷保护装置进行定期检查，对重点部位的设备维护情况要进行拍照和记录。通过防雷技术和管理手段的相互结合，全面提升发电厂配电装置的防雷性能，为正常运行提供保障。
雷电是对发电厂配电装置影响较大，必须做好防雷措施，采用先进的防雷技术，做好防雷装置选择和防雷技术应用，同时加强维护管理，是提升线路的防雷性能的必要途径。
论文作者:王佳运
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：防雷论文; 发电厂论文; 装置论文; 雷害论文; 避雷器论文; 电阻论文; 地网论文; 《电力设备》2017年第31期论文;