电力系统防雷重要性及技术措施探讨

电力系统防雷重要性及技术措施探讨

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摘要:信息化浪潮席卷电力行业促使电力设备的自动化水平得到了飞快提升,计算机、微电子设备等越来越多地装配到电力运行系统中,虽然有效地提高了电力企业的工作条件和工作效率,但一旦出现恶劣的雷电天气,其容易损坏现有的电力设备,不仅使电力企业经济受损,也给人们的生产生活带来不便。鉴于此,本文对电力系统防雷重要性及技术措施进行分析,以供参考。

关键词:电力系统;防雷;措施

自动化电力设备的防雷措施是复杂且繁琐的工作,我们首先要在思想上重视起来,其次要结合已有经验和实际情况不断钻研防雷的具体措施,解决实践中遇到的各种问题,力争将防雷工作带上一个新台阶。

1雷击的破坏原理

众所周知,雷电是自然界中常见的极端自然现象,雷击本身带着巨大的电流能量并瞬间释放出来,给物体造成极强的损害。以感应雷为例,不管是放电过程中静电荷生产的静电感应,还是瞬变电磁场在电路中生成的电磁感应,都能在传播中对自动化电力设备造成巨大破坏。而且集成化程度越高的电子设备,其抵抗雷击电流的能力越弱,感应雷一旦出现,就会损伤集成电路的核心器件,以及自动化电力设备和外界连接时必须用到距离较长的电缆线路,还有各种系统中的各个接口,造成无法挽回的破坏。

2雷击跳闸的原因

2.1送电线路绕击现象

送电线路的安全稳定运行以及各项试验与实际检测可知,雷电绕击率的影响因素众多,其中包括避雷线对边导线保护角以及地形条件与杆塔实际高度等。山区地形条件下,送电线路绕击率明显更高,因此设计时势必会存在高度跨度相差较大的档距,这也成为耐雷能力较弱的部分;部分地区雷电现象频发,导致部分线路受到雷击情况较为严重。

2.2送电线路反击现象

杆塔、顶端位置、避雷线受到雷击情况时,雷电电流经过塔身与接地装置,杆塔存在电压逐渐变大,并位于相导线部分产生感应过电压。若增大杆塔电位与相导线过电压合成的电位差明显大于送电线路绝缘闪络电压值,导线同杆塔即会出现闪络情况,并称为反击闪络。2 自动化电力设备的具体防雷措施

3微电子设备的防雷措施

3.1选用TVS管

微电子器件在遇到高瓦数浪涌脉冲时极容易受到损坏,这是如果安装了TVS管,也就是瞬态电压抑制器,能够以极快的速度改变两极间的阻抗,瞬间吸收高能量的电流冲击,稳定电压,避免受破坏。正是因为TVS管三是使用中和变压器。这是当前新研发出来、效果颇佳的防雷措施。在防雷装置设置好工作状态后,如果出现雷击现象,电压冲击通过微电子电路时产生的强大电流能量,中和变压器一方面能够释放这些电流能量,防止雷击造成的器件损害,另一方面能够消除雷电电流残余的电压,起到降压保护作用。

3.2接地保护措施

因对地短路是目前使用较广泛的防雷装置的工作原理,所以,接地设计乃是防雷措施的关键点。一般来说,可以将构筑物接地,也可以设计配电系统和强电设备接地,还可以将计算机自控系统设计成接地方式,若能将三种方式统一起来配合使用,则能大幅度提升电力设备的耐雷水平,降低或完全消除对系统和设备的损害情况。不管是哪一种接地方式,在考虑经济成本的同时都要最低限度地降低接地电阻,使得过电压值无限降低,且具备较好的泄流能力,才能达到最好的防雷效果。

3.3多种防雷技术综合运用

自动化电力设备的防雷措施不是“头痛医头、脚痛医脚”的单个手段,而是要从电力系统的整体性出发,站在全局的高度将多种防雷技术结合起来,设置全覆盖的综合防雷系统。为此,首先,就要对防雷装置进行系统规划,设备外部要安装什么、内部安装什么、什么装置放在何处、发挥什么作用,都要心中有数,将不同的防雷器件组合放置,实现防雷效果的最优化;其次,具体部位的防雷装置要有针对性地安装,比如电力设备外部安装避雷针,将雷电电流导入地下,以免损害电力基础设施或引发其他意外事故,而设备内部则要在电磁屏蔽、接地系统等方面下功夫,将过电压有效释放给大地,达到保护自动化电力设备的目的。

3.4科学合理规划设计送电线路

为有效提升送电线路发展建设防雷能力,首先,最为根本的是对线路自身基础设备设施做出保障,线路传输系统的基础设备设施建设需最大程度减小引发雷击范围,从而对地理位置进行规划有效降低雷击情况的发生。比如,基础线路建设阶段,需尽可能排除水资源、矿产资源等区域,增强送电线路邻近区域的绝缘范围,确保传输稳定不受影响。又如,某地区线路基础设备设施建设阶段,对施工区域采取仔细勘察,对线路基础设备设施建设进行科学合理的规划设计,有效减小线路实际运行阶段雷击跳闸等现象的发生概率。

3.5架设避雷线

架设避雷线防雷措施,在送电线路应用较为普遍,避雷线可以有效防止雷电对导线部分造成雷击,还可以对电流进行有效分离,减小杆塔存在的实际雷电电流,从而减小塔顶位置存在的实际电位。耦合导线,则能够减小绝缘子存在的有效电压;屏蔽导线,可以降低导线实际存在有效感应过电压。通常情况下,线路电压较高时避雷线实际效果较为明显,与此同时,避雷线成本相对较低。规范标准明确要求,高压送电线路避雷线设置应进行全线设置。

3.6安装避雷器

送电线路安装避雷器,当杆塔同导线之间存在的电位差大于避雷器电压情况下,避雷器则会产生分流效果,避免绝缘子发生闪络现象。雷击跳闸现象发生概率较大的送电线路,应采取科学合理的选择性安装。线路避雷器通常包括无间隙型与带串联间隙型。①无间隙型。避雷器同导线之间采取直连,对电站型避雷器做出借鉴与延续,带有稳定的吸收冲击能量,运行与操作电压情况下,无放电延时与串联间隙不发生动作,避雷器自身不带电,排除电器老化问题;串联间隙上部与下部位置电极为垂直设置,放电特性无变化、分散性较小等特点。②带串联间隙型。避雷器同导线之间采取空间间隙进行有效连接,雷电电流出现则会承受工频电压产生的作用,可靠性良好运行期限较长等特点。带串联间隙型应用较为普遍,间隙存在的隔离效果,避雷器不需要考虑运行电压与老化问题,故障问题对线路运行不产生影响。

3.7重视检测工作

借助雷电定位系统,当送电线路遭遇雷击情况时,可以及时准确的发现故障产生地点,使工作人员可以更快地处理故障问题,进行抢修维护,与此同时,缓解工作强度,避免时间浪费情况的出现,及时恢复供电,使送电线路稳定可靠运行得到保障。与此同时,对雷电呈现的规律以及事故特点等问题做出了解掌握,可以为后续分析研究提供可靠的数据保障,为送电线路制定可靠有效的防雷措施奠定良好基础。

结束语

由于各种因素的限制约束,架设耦合地线不适用于旧线路防雷。鉴于此,研究不受条件约束的防雷对策至关重要,对于安装线路避雷器以及减小杆塔接地电阻等采取整合与分析,基于对防雷方式的角度,真正发挥应有的防雷效果。

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