电力系统的安全防雷

【摘要】电力系统在发展初期大都是通过裸导线架空线路输电，架空导线距地高度约为6m~18m，雷电入侵波产生雷电过电压使线路或设备绝缘击穿而损坏。早期防雷技术是通过在线路或设备上人为地制...

摘 要 电力系统防雷是保证电力设备安全的重要措施之一，本文主要通过对电力高压系统和弱电系统的防雷技术介绍，从而提出一些电力系统防雷建议。

关键词 雷电；防雷技术；接地保护；浪涌电压

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）50-0050-01

1 电力系统高压系统防雷技术

1.1 原始高压防雷技术

电力系统在发展初期大都是通过裸导线架空线路输电，架空导线距地高度约为6m~18m，雷电入侵波产生雷电过电压使线路或设备绝缘击穿而损坏。早期防雷技术是通过在线路或设备上人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置，间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低，在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态，当雷电发生时强大的过电压使间隙击穿，从而产生接地保护，起到保护线路或设备绝缘的作用。

1.1.1 原始防雷技术之一：间隙保护技术

间隙保护就是线路大体的两极由角形棒组成，一极固定在绝缘件上连接带电导线，而另一极接地，间隙击穿后电弧在角形棒间上升拉长，当电弧电流变小时可以自行熄弧。间隙保护技术的缺点是当电弧电流大到几十安以上时就没法自行熄弧，雷电过电压时，单相、两相或三相间隙都可能击穿接地，造成接地故障、两相或三相间短路故障，以致线路电源断路器保护动作分闸。

1.1.2 原始防雷技术之二：管型避雷器技术

管型避雷器技术是利用一种具有喷气熄弧功能的间隙装置，此装置有内外两个间隙，外间隙类似保护间隙，两极均固定在绝缘件上，内间隙置于避雷器管内，当雷电过电压内外间隙击穿时，雷电流和工频短路电流经管内壁接地，管壁物质受热气化，有较大压力气体经内间隙喷出管外，强制间隙熄弧。管型避雷器技术的缺点：装置选用受安装地点的限制，其次还受线路最大、最小短路电流的制约，最大短路电流大于避雷器的断流上限时避雷器会爆炸；短路电流小于避雷器的断流下限时就不能熄弧，避雷器可能烧坏，避雷器多次动作后，管内径会逐渐增大，熄弧能力会下降甚致消失。

1.2 新型高压防雷技术

目前电力高压防雷更为科学的措施是阀型避雷器技术，原理是在过电压下自动开闸泄流降压，恢复运行电压时闭闸断流，这种保护作用是靠避雷器内电阻元件的限流限压作用实现的。过电压下电阻元件可将雷电流限制在一定标准内，残压限制在设备的雷电冲击绝缘水平以下；有些电阻元件在运行电压下仍有续流通过，长时间续流会使避雷器损坏，故一般需加串联间隙隔离运行电压，并靠间隙灭弧和切断续流。

1.2.1 新型防雷技术之一：碳化硅避雷器技术

碳化硅避雷器结构为将间隙和若干片SiC阀片压紧密封在避雷器瓷套内，保护作用是利用SiC阀片的非线性特性，在过电压下电阻变得很小，可大量泄放雷电流限制残压，而在雷电压过去后电阻自动增大，限制续流在几十安内，使间隙能灭弧和断流。碳化硅避雷器的主要缺点：没有雷电陡波保护、连续雷电冲击保护能力；动作特性差，易遭受暂态过电压危害，动作负载重，寿命短。

1.2.2 新型防雷技术之二：氧化锌避雷器

氧化锌避雷器简称MOA，与传统的SiC避雷器相比，MOA具有保护特性好，通流能力大，耐污能力强，结构简单，可靠性高等特点，能对输变电设备提供最佳保护。其中串联间隙氧化锌避雷器有无间隙氧化锌避雷器的保护性能优点，同时有暂态过电压承受能力强的特点，目前在3kV~35kV系统中，串联间隙氧化锌避雷器是最先进的防雷电器。

2 电力系统弱电系统防雷技术

雷电破坏力极大，防雷仅有外部防雷（避雷针或避雷带）是不够的，雷电波会侵入各电气通道（如电源线、信号线和金属管道等），由其产生的高压和浪涌电压对通讯设备、网络、信息系统有极大的危害，轻则毁坏线路，重则损坏设备，系统瘫痪，所以必须进行内部防雷。电子设备的雷电过电压防护及电磁干扰防护，是确保供电系统、监控系统、通信系统等设备正常运行的重要的技术环节和技术手段。

3 电力系统防雷的几点建议

1）接地系统：各类接闪器符合设计要求，与电气设备有足够安全距离；引下线采用多股铜绞线，不应采用单股铜芯线，以便于雷电流泄放；线径应按等电位连接导体的方法估算；接地体等电位连接，避免出现雷电反击；采取多种方法降低接地电阻；2）线路防雷：线路全线架设避雷线或双避雷线；特殊线路杆塔增设附角避雷针；较长的线路加设较多避雷器，进线杆塔处属于重点防雷部位，加设避雷器或避雷针；大档距杆塔间线路增设串联氧化锌避雷器；3）站室防雷：除按照设备选型标准选择恰当防避雷设施外，还要特别注意被保护电气设备和各级防避雷设施之间的绝缘配合原则；4）弱电防雷：在高压变压器后端到楼宇总配电盘间的电缆内芯线两端对地加避雷器（一级保护）；在楼宇总配电盘至楼层配电箱间电缆内芯线两端对地加装避雷器（二级保护）；在所有重要的、精密的设备以及UPS 的前端对地加装避雷器（三级保护）。各类信号系统根据电子设备的敏感度来进行确定防护标准；5）针对目前普遍使用的氧化锌避雷器，增设在线监测仪，加强巡检力度，特别是增加雷雨后和易发故障的部位巡检次数；定期进行氧化锌避雷器的各项电气性能测试；6）各类氧化锌避雷器采取必要的防污措施，如定期清扫或喷涂防污闪硅油、涂料，在避雷器选型上多采用防污瓷套型或硅橡胶复合外套型氧化锌避雷器；7）避雷器选型上多选取有多年稳定运行实践产品、有先进工艺设备和完善检测手段的生产厂家，从源头上保证防避雷产品质量；8）加强对防避雷设施的技术管理，建立完善的技术档案，包括出厂报告、定期测试报告、在线监测记录等，并实现日常动态管理更新。

参考文献

[1](GB 50057-94)建筑物防雷设计规范.

[2]苏北海.高压架空输电线路防雷技术探讨[J].湖南水利水电，2010(2).

[3]梁小冰.直击雷对变电站控制室内弱点设备的影响[J].电网技术，1999，23(3).