浅谈发电厂的防雷技术

摘要：本文阐述了雷电的形成、特点及危害，说明了发电厂进行防雷工作的必要性。同时根据电厂设备的特点，分析了具体应采取的防雷措施及防雷工作中的注意事项。

关键词：发电厂；雷电；防雷技术；措施

1、何为雷电

雷电是一种壮观的自然现象，是带有电荷的雷云之间或雷云对大地(或物体)之间产生急剧放电的一种自然现象。当雷电发生时，放电电流使空气燃烧出一道强烈的火花，并使空气迅速猛烈膨胀，发出巨大响声。但是目前人类尚未掌握它和利用它，处于防范它所造成危害的阶段。

2、雷电的形成和特点

时间短，电流强，频率高，感应或冲击电压大。雷电出现的地方，可能对电气设备、建筑物、构筑物造成破坏，对人畜造成伤害，甚至可能造成爆炸、火灾等事故。

3.雷电的主要危害

3.1雷电放电时产生高温损坏设备

带电云对地面物体发生放电时，雷电流可达几十千安，甚至几百千安。这样大的电流，即使持续时间非常短，也能在通道上产生大量的热，温度最高可达几万度。显然，这样强烈的弧光若与易燃易爆物质相接触，必然会引起燃烧、爆炸或造成火灾。

3.2雷电放电时产生强烈的机械效应造成厂房或设备损坏

当雷电流通过木材内部的纤维缝隙或砖结构的缝隙时，由于产生很高的温度，将使附近空气激烈膨胀，使水分及其他物质迅速分解为气体，因而呈现极大的机械力。再加上静电排斥力的作用，将对地面结构造成严重的劈裂，甚至使木柱变为碎屑。当雷击在没有避雷针的砖制烟囱上时，破坏力尤为严重。

3.3雷电放电时静电感应和电磁感应的作用对厂房和设备造成破坏

当室外发生直击雷时，在雷击地点附近的送、配电线路，由于雷电放电使其周围区域电场发生急剧变化，对其附近的线路产生静电感应和电磁感应，从而在线路上引起过压。在雷云放电时，也会造成感应过电压。这种感应过电压的幅值可达300KV∽400KV。因此对设备的绝缘，尤其是对低压线路非常危险。在引入室内的电力线或电灯配线上可能因此产生很高的电位，造成绝缘击穿，损坏设备或造成工作人员触电伤亡。

3.4雷电放电时会造成人员伤亡

当雷击大树时，人在树下避雨，有可能遭到雷击。当雷击避雷器时，由于雷电流向四周发散，若有人在附近地面走动，也可能由于跨步电压的作用而造成伤亡。

4.雷电的特性

4.1直击雷

大气中带有电荷的雷云对地电压可高达几十万KV。当雷云同地面凸起物之间的电场强度达到该空间的击穿强度时所产生的放电现象，就是通常所说的雷击。此时，雷电直接对建筑物或其他物体放电，产生具有很大破坏性的热效应和机械效应，相伴的还有电磁效应和闪络放电。线路或设备直接受到雷击，对电气设备危害极大。架空线路遭雷击，不仅危害线路本身，而且雷电还会沿导线传播到发、变、配电所，从而危害发、变、配电所的正常运行，严重时还会引起火灾、房屋倒塌或损坏电气设备。

4.2感应雷

落雷处邻近物体因静电感应或电磁感应产生高电位所引起的放电称为感应雷。当建筑物、构筑物或架空线路上空有雷云时，在建筑物、构筑物或架空线路上便会感应出与雷云所带电荷性质相反的电荷。雷云向其他地方放电之后，云与大地之间的电场消失了，但聚集在建筑物、构筑物顶部上或线路上的电荷并不能立刻散去，而是向地面流散或向线路两端流动，此时建筑物、构筑物的顶部上或线路对地面便有很高的电位，形成感应过电压。它往往造成屋内电线、金属管道和大型金属设备放电，引起火灾、爆炸，危及人身安全或对供电系统造成危害。

5，发电厂进行防雷工作的必要性

一旦发生雷击会给电厂带来严重的损失。有的造成一次设备损坏和着火，有的造成发电厂、变电站全停，有的甚至发展成严重的系统事故，并可以很快的摧毁电网中的二次设备，像直流、保护、通信等设备，接着引发事故扩大，所以有必要对发电厂的配电装置进行防累工作。

6、发电厂应采取的防雷保护措施

6.1装设避雷针保护整个变电所建(构)筑物以免直接雷击。避雷针可以防护直击雷。避雷针可以单独立杆，也可以利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔；但变压器的门型构架不能用来装设避雷针，以防止雷击产生的过电压对变压器发生闪络放电。选择独立避雷针的安装地点时，避雷针及其接地装置与配电装置之间应保持以下距离。在地上，由独立避雷针到配电装置的导电部分之间，以及到变电所电气设备与构架接地部分之间的空气隙一般不小于5m。在地下，由独立避雷针本身的接地装置与变电所接地网间最近的地中距离一般不小于3m。

6.2装设架空避雷线及其他避雷装置作为变电所进出线段的防雷保护

6.2.1这主要是用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所损坏了主变电所的这一关键设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。

6.2.2为使保护段以外的线路受雷击时侵入变电所内的过电压有所限制，一般可在架空避雷线的两端装设管型避雷器，其接地电阻不得大于10Q。

6.2.3对于10KV以下的高压配电线路进出线段的防雷保护，可以只装设FZ型或FS型阀型避雷器、氧化锌避雷器，以保护线路断路器及隔离开关

6.3装设阀型或氧化锌避雷器对沿线路侵入变电所的雷电波进行防护

6.3.1变电所的进出线段虽已采取防雷措施，且雷电波在传播过程中也会逐渐衰减，但沿线路传入变电所内的部分，其过电压对内设备仍有一定危害。特别是对价值最高、绝缘相对薄弱的主变压器更是这样。故在变压器母线上，还应装设一组阀型避雷器进行保护。

6.3.2变电所中，避雷器与被保护的变压器间的电气距离，一般不应大于5m。为使任何运行条件下，变电所内的变压器都能够得到保护，当采用分段母线时，其每段母线上都应装设避雷器。

6.4低压侧装设避雷器

在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器的低压侧中性点不接地时(如IT系统)，其中性点可装设阀式避雷器、氧化锌或金属氧化物避雷器或保护间隙。

6.5一般变电所的进线保护采用避雷线避雷线保护。

6.6变电所配电装置的保护，每段母线上和每路架空进出线上都应装设避雷器。

避雷针可以装在发电厂的主厂房或其他建筑物上，其接地装置可以利用发电厂范围内原有的接地网。但需要装设专用的接地引下线。在接地引下线与接地网连接处应在地上另打人几根铁管作为加强的集中。已在相邻建筑物保护范围内的设备或建筑物，不需要再装避雷针。

6.7发电厂烟囱附近的引风机及其电动机的机壳，应与主接地网连接，并装设集中接地装置。该接地装置宜于烟囱的接地装置分开。如不能分开，引风机的电源线应采用带金属外皮的电缆，电缆的金属外皮与接地装置连接。

7、发电厂防雷技术中的注意事项

7.1需要注意的是，防雷系统的各种钢材必须采用镀锌防锈钢材，联接方法要用焊接。圆钢搭接长度不小于6倍直径，扁钢搭接长度不小于2倍宽度；

7.2接地装置其接地电阻一般不应大于10Ω：

7.3为防止雷击避雷针时雷电波沿导线传人室内，危及人身安全，所以照明线或电话线不要架设在独立的避雷针上。

7.4独立避雷针及其接地装置，不应装设在行人经常通行的地方。避雷针及其接地装置与道路或出入口的距离不应小于3m，否则应采取均压措施，或铺设厚度为50mm－80mm的沥青加碎石层。

8，结束语

只有了解了雷电产生的危害，正确合理的选择发电厂、变电所的防雷保护措施和接地保护方式，保证电力系统的长期安全稳定运行，才能尽可能预防和减小雷电的危害。