(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西太原030001)
摘要:雷电是一种异常强大的自然力,它能为人们所用,也能给人们带来伤害。防雷接地系统的不完善,会为我国许多电厂带来巨大的损害。针对这类问题,本文在这里分析了电厂防雷接地系统需要考虑的问题和当前电厂防雷接地系统存在的问题,并对此制定了合理的防雷措施。希望能给相关部门提供一些参考意见。
关键词:电厂;防雷接地系统;问题;措施
1电厂防雷接地系统概述
近年来,由于我国各电力企业(电厂)的防雷接地系统不完善,很多电厂都受到雷电的负面影响而耽误了正常运营。所谓防雷接地,就是工作人员通过接地网将雷电导人大地,从而保护建筑物或其他系统不受雷击损坏的过程。就目前我国电厂防雷情况来说,主要的防雷接地方式有两种:(1)通过避雷针将雷电引入地下;(2)通过法拉第笼的形式将雷电导入地下。这两种方式的运用过程、使用范围都不同,前者是在雷击未到地面之前对雷电进行拦截,其保护范围相对较小;而后者的保护范围相对较大。因此,为了提高资源的利用率,我国大部分电厂都采用法拉第笼的避雷方式。
2电厂防雷接地系统应该考虑的问题
2.1外部过电压
雷电会使电力系统产生外部过电压,外部过电压主要有以下两种形式:第一种,感应过电压,这种电压是由于雷云感应而产生的。当设备或者线路发生雷电放电时,雷云并没有与线路或者设备进行直接接触,而是通过感应作用,使线路与雷电产生相反极性的电荷,这些产生的电荷能够避免出现电位升高的情况。可是如果雷云放电的目标是大地或者其他建筑时,雷云中的电荷会迅速消失,导线上就不会产生与雷电极性相反的电荷,这将导致导线上的电压会逐渐升高,这就是感应过电压。感应过电压的大小与雷云放电电流有关,同时也与导线和地面的高度有关。第二种是直击雷过电压,这种电压是由于线路以及电气设施直接被雷电所影响,并通过导体直接进入线路中,在被雷击中的刹那间可促使线路电压过高。由于直击雷造成的过电压的电压值是极其高的,所以这会对电气设施带来非常严重的损害,甚至会因高温导致火灾出现,从而对相应设施带来不可修复的损伤。在具体的工作中,要布设大量的避雷针来避免直击通过避雷针实现对雷电的引导,以此来起到屏蔽的效果。如果直击雷落在避雷针上,雷云通过避雷针放电,一旦避雷针底脚接地电阻过大则雷电流导入大地时,势必在避雷针上产生很高的电压降,有可能击穿设备或线路的绝缘,这种现象通常称为“反击”。为了避免雷电流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近设备或线路造成反击,减少危险的高电位,应尽可能降低接地电阻。
2.2电磁脉冲危害
即使建筑物安装了相应的防雷装置,并且其外部防雷装置非常完善,但是可能受防雷手段的影响,建筑的防雷效果并不好。通常来讲,接闪器、接地装置和引下线共同构成外部防雷装置。就接闪器来说,它有避雷网、避雷针以及避雷带三种形式。它的主要作用是引雷。当防雷装置接闪后,引下线附近的设备会受到雷电流的感应,这种感应就是电磁脉冲干扰。如果不能有效的隔离电磁脉冲的干扰,锅炉房和汽机房等有可能发生误动,这会导致重大的设备安全事故。因此,在设计电厂防雷接地系统的时候,务必将电磁脉冲危害考虑进去。
3当前电厂防雷接地系统中存在的问题
3.1防雷接地系统操作不规范
电厂工作人员并没有按照防雷接地系统规范来进行操作,这导致电厂的很多设备不能有效地规避雷击带来的损失,给电厂的正常运营造成了不利影响。
3.2接地电阻超标
首先,接地电阻超标是当前发电厂防雷接地系统运行中所存在的一个较为突出的问题。。接地电阻超标主要有两方面原因,一是施工设计方面的原因,设计时未到现场勘察,进行土壤电阻率测试,造成设计值与实际值的偏差,或是不按图纸施工偷工减料;二是运行维护方面的原因,主要是接地体的腐蚀、雨水冲刷土壤至使接地体外露失去与大地连接、接地装置的连接螺丝因锈蚀导通不良、外力破坏等。接地电阻超标对于防雷接地系统的运行产生了极大的影响,甚至由于接地电阻过大,完全阻碍了接地防雷系统发挥正常作用。
3.3没有做好电磁脉冲的隔离工作
电厂工作人员没有做好电磁脉冲的隔离工作将导致引下线附近的设备受到雷电流的影响,发生重大安全事故。
4提高电厂防雷水平的措施
4.1提高电厂的抗雷击能力
首先为了避免电厂设备在受到雷击以后就出现绝缘损坏的事故,我们必须要提高电厂的抗雷击能力,使避雷针、避雷器和避雷带能够发挥很好的过电压保护作用。
其具体措施如下:
(1)为了提高电厂的抗雷击能力,工作人员要为电厂内设备配置专门的防雷设施,除此之外还要将所有设备连上接地网。接地网必须完整且覆盖面广,要涵盖电厂锅炉房、变电室、主厂房等主要建筑物。
(2)要注意防雷设施材料的选择。镀锌扁钢是最合适的接地体材料,工作人员最好在电厂的所有主要建筑物表面都铺设一些该类材料做成的避雷网。这样,雷电流才能被顺利导入地下。
(3)接地网是由无数个接地体连接起来的,为了保证人身安全,接地体必须埋在具备一定深度的基坑内。在选择基坑位置时,工作人员要进行实地考察,尽量选择具有较高导电性的土壤。将接地体埋入基坑以后,工作人员要采取一定措施降低土壤电阻率。另外,如果接地体的基坑在人行道或人流量较大的地段,工作人员在对基坑进行浇筑时,必须注意浇筑的厚度。一般来说,浇筑厚度在2m左右的沥青就可以防止跨步电压对人体造成危害。
4.2提高电厂设备的抗干扰能力
首先,电厂内有许多种类的电气设备,每个厂房的电力系统都不相同,它们之间存在着一定的电位差,如果不注意,就会造成很大的安全事故。所以我们应该在电厂内安装等电位铜板,这些等电位铜板能够借助自身的铜芯软电缆将所有设备以相同的电位连接在一起,进而更好的避免雷击损害。
其次,电厂中不同种类的电气设备有不同的接地电阻要求,因此电阻是做防雷接地中需要重要考虑的一个内容,如果没有合适的接地电阻,那么防雷接地也不会起到预期的效果。比如:避雷针的接地电阻过高,当产生雷击时,避雷针在将电流导入大地的过程中,避雷针本身会产生过大的电压降,有可能造成设备绝缘部位被击穿,这样将会使避雷针的本身效用不能得到发挥。所以在防雷接地中需要注意接地电阻的大小。通常我们可以采用化学降阻剂来对接地体进行降阻处理;或者采用增加接地体的总长来降低电阻;再或者改良接地体周围土壤来进行降阻。
最后,长期的实践经验告诉我们,当电厂设备在遭受到雷击时,电路中会产生瞬间的过电压,许多设备都会因为这个遭受到损害。想要防止这类事故的发生,电厂就必须在供电系统的入口处安装电源避雷器。这样做是因为,当设备遭遇雷击时,瞬间产生的过电压存在的时间很短,这样在电路中产生一个与电压互补的等电位。而电源避雷器在防雷系统中主要的作用就是在电厂电路系统与雷击产生的过电压之间迅速建立一个等电位,所以在供电系统入口处安装电源避雷器能有效的保护电厂设备的正常运行。
5结束语
完善的防雷接地系统是电力正常运行的重要基础之一。电厂工作人员必须充分重视并且了解和掌握各种防雷接地技术,通过采用相关的防雷接地手段和措施,提高电厂的抗雷击和抗干扰能力。防雷接地系统的建立,将电厂的主厂房、设备等组织成为一个完整的网络体系,有利于提高电厂的防雷水平,减少电力企业的经济损失,提高企业的经济效益。随着信息化技术的不断发展,相关工作人员必须加大科研力度,努力开发新的防雷接地技术,避免雷击带来的损失。
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