摘要：随着我国电力行业的快速发展，也相应扩大了高电压防雷保护力度。雷电放电是雷云对地面物体所造成的危害，特别表现在电力系统方面。我国比较常见的防雷保护装置包括避雷针、避雷器和接地装置，其中最常应用的就是避雷针。此次研究主要是探讨分析高电压技术中的防雷保护装置，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：高电压技术；防雷保护装置
高电压主要是指大于1kV的供电电压，随着我国电能需求量的急剧增加，也相应扩大了电力系统覆盖范围，对于电力输电电压等级的要求也在不断提升。电力系统所包含的过电压包括内部过电压和雷电过电压，其中雷电过电压主要是因为雷云对变电所放电所致。由于雷电过电压的幅值比较高，不仅会对输电线路和设备造成危害，还会极大影响相关设备安全性，所以过电压在高电压技术研究中处于重要位置。
1、常用的防雷保护装置
由于雷电放电期间所产生的雷电幅值比较高，高达数百万伏，如果缺乏有效保护措施，将会极大影响电力设备的绝缘性能。当前比较常用的防雷保护装置包括避雷针，避雷器以及接地装置。避雷针是以上装置中最常应用的，其主要是由金属材料所制，比保护对象高度高出许多。雷云在放电期间首先会击中避雷针，并且使保护对象免受雷击伤害[1]。避雷器保护装置主要安装在变电站和放电厂电气设备周边，对电力设备和输电线路起到保护作用。在雷电入侵时能够先行放电，能够对传输至电力设备上的过电压幅值起到限制作用。接地保护装置主要是埋设在地下的导体，可以有效接地避雷器与大地之间的电阻值，进一步减少雷击伤害时过电压幅值。
2、雷电流压降所致高电压
在雷击于目标物体之后，雷电流会流经引下线并通过接地网进入大地，在引下线和接地网上会产生电压降，也属于二次雷电压。因此雷电流压降所致高电压主要包括接触电压，跨步电压和地电位分布不均和反击。
2.1接触电压
接触电压是接闪器引下线下泄雷电流的电压，人体立于接地网中，并处于引下线周边，在伸出手部之后距离地面1.8m高度接触引下线，则手部与脚步之间的电压为接触电压。其不仅和雷电流大小有关，还会人体接触地面的电阻值有关。不容忽视的是，接触电压是增设在手部与脚部之间，因此接触电压所产生的电流会流过躯干，极大威胁人体健康。
2.2跨步电压
跨步电压是下泄雷电流的接地网相距两点之间的电压，其与雷电流大小有关，并且与离开引下线距离有关。在对人的跨步电压进行分析时还需要考虑跨步大小和位置。其次，人体在遭受跨步电压侵害时，雷电流往往是从一只脚底部进入，从另一只脚底部流出，因此仅会伤害人体下胯。然而雷电流不会流过心脏和躯干，因此会减轻伤害。
2.3地电位分布不均和反击
若雷电流流经接地网并扩散至大地，由于接地网存在接地电阻，所以其与大地之间会存在电压降。再加上接地网本身存在电阻和电感，所以在接地网上还包含电压降和电压不均匀分布情况。
3、高电压技术中的防雷保护装置
在建筑物顶部设置防雷天线，并且连接于防雷接地装置，连接点大于三点。当天线凸出部分超过建筑防雷范围，因此需要设置避雷针，确保避雷中连接于防雷接地装置。为了全面确保防雷效果，应当将天线馈线系统避雷器设置在天线上。其次，对于建筑物电缆管线和金属管线来说需要连接于建筑防雷接地装置[2]。电缆进出线需要设置在进出处，并且将钢套管或者金属物连接于电气设备接地，如果建筑使用架空线则需要安装避雷器。
3.1接闪保护装置
接闪主要是将闪电能量按照预先设计的通道泄放在大地中，地面通信台站的安全能够影响接闪装置的有效性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其能够捕获到保护范围内的闪电放电，并且将其纳入对地泄放的适宜路径中。避雷针属于主动式接闪装置，其应用作用在于将闪电电流引导入大地。在避雷针研发基础之上逐渐出现了避雷线和避雷带，但是避雷针是当前应用最广泛的防雷保护措施。
3.2均压连接保护装置
接闪装置捕获雷电期间引下线会升高至高电位，并且会在防雷系统周边导体产生旁侧闪络，升高电位，这样就会对设备和人员造成伤害。为了降低闪络危险性，需要应用均压环保护措施，有效连接地电位的导体至接地装置。台站中的电气设备，金属设备和电子设备在于防雷系统导体连接时不满足安全要求，则需要使用导线将上述装置与防雷系统实行等电位联结。在闪电电流通过时能够确保台站内设备形成等电位岛，避免导电部件间产生电位差，从而出现旁侧闪络放电。对等电位连接进行完善修复，可以避免闪电电流进入大地时所导致的地电位升高现象。
3.3接地保护装置
接地保护装置是确保进入防雷系统的闪电能量可以良好泻入大地中，确保接地良好性才能够减少引下线电压，防止出现反击现象。长期以来，电力企业的标准规范是要求电子设备单独接地，这样能够避免电网中的电流对设备运行状态造成干扰。在上世纪九十年代左右，军事部门的通信导航装置主要采用电子器件，并且利用模拟通信方式。由于模拟通信方式存在较高的干扰敏感性，为了减少干扰，就需要应用电源和通信接地分离方式实现[3]。当前，我国防雷工程不推荐使用单独接地方式，在ITU指标和IEC标准中也不推荐应用单独接地方式。在防雷系统中接地装置属于基本保护装置，若接地保护效果不佳，将无法充分发挥出防雷措施的效果。防雷接地属于地面他心态站安装验收的基本安全要求。
3.4分流保护装置
分流保护措施是从室外引入的导线与接地线之间并联的避雷器，在直接雷在线路上产生过电压波，则会沿着导线进入到室内设备中，此时避雷器电阻值会降至抵值，与短路状态比较接近，会将闪电电流分流入地。
在现代防雷技术中分流保护装置属于重点技术，能够对电气电子设备起到防护作用，近些年所发生的新型雷电伤害都是通过分流保护装置处理。雷电流在分流之后会有某些沿着导线进入到室内和设备上，对于不耐高压电子设备来说具有较大危险性，因此设备在导线进入机壳前应当实行多级分流。
随着电力行业对避雷器的深入研究，防护范围也逐渐大于分流限制。部分避雷器能够与天线或者信号线的馈线直接串联，确保信号顺利通过，并且阻断雷电过压。在应用分流保护装置的防雷措施时，首先应当注重避雷器性能参数的合理选择，由于装设附加设备的数量会直接对电力系统的运行性能造成影响。例如在接入信号避雷器时不能对电力系统传输速率造成影响。在通带内装设天馈避雷器时必须注重损耗问题；在定向设备上装设天馈避雷器时能够避免出现定位误差问题。
3.5屏蔽保护装置
屏蔽保护装置在作用机理在于包围金属网，金属壳以及接线管等保护对象，避免闪电脉冲电磁场入侵空间。屏蔽保护装置能够避免雷电电磁脉冲辐射对电子设备所造成的影响。
4、结束语
综上所述，雷电放电期间会极大影响电力系统中的变电站，发电厂和高压输电线路等，所以必须做好防雷保护工作。在防雷保护期间可以应用接闪保护装置、均压连接保护装置、接地保护装置、分流保护装置、屏蔽保护装置，以上防雷保护装置能够避免电气设备遭受雷击伤害。通过上述研究分析能够看出，我国高压技术中的防雷保护装置发展已经趋于成熟化，能够为电力系统的安全稳定运行提供较多技术保障。
参考文献
[1]刘才进.10kV配网线路防雷技术的保护方案分析[J].价值工程,2018,37(21):215-216.
[2]王筱楠.配电变压器受雷击损害分析及防雷措施研究[J].技术与市场,2017,24(12):169+171.
[3]高维朝.煤矿110kV变电站防雷电侵入波仿真研究[J].煤炭与化工,2017,40(04):118-120.
论文作者:唐海涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/28
标签：防雷论文; 电压论文; 雷电论文; 保护装置论文; 过电压论文; 避雷器论文; 避雷针论文; 《基层建设》2019年第3期论文;