電力系統的防雷措施分析

張觀棟 張明慧 顏寅生

摘要：進入二十一世紀以來，我國電力事業發展水平不斷提高，為提高生活水平打下了堅實的基礎。為了進一步提高電力系統的經濟效益和社會效益，加強電力系統防雷設施顯得尤為重要。近幾年，我國電力事業中防雷設計變得越來越專業，現代科技的發展對防雷措施的要求不斷提升。在實際發展建設過程中，我國電力系統防雷設施受諸多因素的影響仍存在較多問題，如何解決其中存在的問題需要企業建設者結合實際發展狀況采取有效強化措施，為進一步提升電力系統防雷技術做出應有的貢獻。

關鍵詞：電力系統；防雷；危害；重要性；措施

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

引言

在社會主義市場經濟快速發展的大環境下，電力企業在我國國民經濟中的地位顯著提升，為了進一步提高我國在國際舞臺上的競爭力，電力企業必須結合實際發展狀況不斷強化企業各發展項目的整體實力，在提高電力企業經濟效益的同時，為提高我國的國際競爭力提供動力保障。在現有的科學技術發展的條件下，雷擊對電力系統的安全性和可靠性仍有巨大的威脅，加強電力系統防雷措施是電力企業發展的當務之急。下文從雷擊產生的原因及對電力系統的危害著手，對電力系統防雷措施做了簡單介紹。

一、雷擊產生的原因及對電力系統的危害

雷電是一種常見的自然現象，一旦發生雷電危害將會產生極大的破壞力，造成嚴重的經濟損失和人身安全事故。如果電力系統遭到雷電的破壞，將會產生以下問題：第一，直雷擊。直雷擊是指雷電直接作用于變電設備之上，雷擊的過程中沒有任何物體阻攔，事故發生后的危害較其他形式而言明顯偏重；第二，在雷云以下位置，通常會產生靜電現象。這種危害與電力系統的架線高度有直接關系，通常架線越高靜電產生的危害越大，架線越低靜電產生的危害越小。靜電通常以感應電壓的形式對電力系統產生威脅，在采取防雷的過程中必須高度重視靜電的危害；第三，如果電力系統周圍產生了電磁感應，受電磁感應的影響也會產生雷擊事故。電磁感應引起的雷擊事故通常由引下線引起，引下線一般埋在地下，地下埋設的金屬磁場效應的影響，當發生雷電后，通過地下先引起磁場效應的改變從而產生雷擊事故；第四，目前，絕大部分建筑物周圍均設有防雷系統，常見的防雷設備有避雷針和避雷網等，如果發生雷電，雷電一旦擊中這些避雷設備，設備必然會產生電子效應，隨即會產生一種上升的高壓，該高壓通過接地線返回避雷設備從而引發雷擊事故；第五，發生雷電后，如果雷電直接作用到配電線路上，與靜電流發生過電感應后，這兩種電流匯集在一起同時進入設備中，會導致設備受到一定程度的破壞。

二、電力系統防雷的重要性

隨著電子技術在電力系統中的應用，我國各行各業的生產建設均采用了電力系統的輔助，這在一定程度上提高了行業的生產效益，為提高行業的整體競爭力打下了堅實的基礎。在電力系統中，微電子設備上采用了新型的電力技術，因此，企業必須高度重視這類設備的保護工作。近幾年，隨著城市規模的擴大，我國電力系統的覆蓋范圍不斷增加，其中農村電網的范圍占據較大的比例，部分偏遠山區變電所的選址和電力調度工作受嚴峻的地形因素和土壤條件的影響難以順利開展，導致系統原本應該保持的電阻與電力系統的規范要求相差甚遠，該區域電力系統的防雷效應也就明顯偏低。面對雷雨天的威脅，設備一旦受到雷電的侵害，很容易發生嚴重的雷擊事故，導致電力局或者電力系統中相關設備受到嚴重的損壞，從而影響電力系統的正常運行。因此，電力企業要想在激烈的市場競爭中穩步發展，必須結合電力系統運行的實際情況重視防雷工作，為提高電力系統的運行效益打下堅實的基礎。

三、電力系統防雷措施

（一）電力系統中自動化系統的防雷措施

電力系統中自動化系統的防雷措施要求滿足以下要求：第一，使用TVS進一步增強微電子器的耐沖擊能力。瞬態電壓抑制器在電力系統中的應用可以有效解決微電子器遭受雷擊后的耐沖擊能力，因此，操作人員必須選用新型的TVS管，為提高電力系統的防雷性能提供保障；第二，采用UPS與過電保護。感應雷沿著室內的雷電侵入后，室內電壓會不斷生該，因此，必須對電源采用司機保護，進一步提高電力系統中自動化系統的抗雷性能；第三，利用接地電阻和屏幕保護，在減少電磁干擾的同時，還能保障有效的隔離時間，進一步提高電力系統中自動化系統的防雷效益。

（二）程控交換機等電力系統通信設備的防雷措施

電力專用通信網在現代社會發展過程中發揮著至關重要的作用，是現代電網安全穩定運行的三大支柱之一，程控交換機是電力專用通信網中的關鍵組成部分，該系統一旦發生故障，不僅會引發嚴重的經濟損失，還會給電力系統的正常運行產生極大的危害，因此，電力企業必須加強程控交換機等電力系統通信設備的防雷措施。

1、合理綜合布線

程控交換機的布線十分復雜，在設計布線方案的過程中必須考慮雷電安全等問題，布線工作主要涉及程控交換機中的繼線、內線以及室內接地線等布設。程控交換器的傳輸網絡通常沿著特定的信號電纜槽布線，盡量與建筑物結構保持緊密的聯系；不同等級的電纜不應該敷設在同一電纜槽內。

2、確定分流限壓的措施

程控交換機在采取防雷措施的過程中還應該確定分流限壓。安裝在室內的程控電話和專用數據線路應該安裝線路避雷器，在選擇線路避雷器時必須保障啟動的電壓是保護線路信號電壓峰值的1倍左右。如果室外需要安裝接收裝置，操作人員應該在天線位置安裝相應型號的避雷器。

（三）在電力系統中應用避雷針應注意的問題

1、注意避雷針自身過電壓防護問題

避雷針屬于過電壓保護電器的范疇，避雷針本身存在過電壓防護的問題。電力系統中雷電過電壓和操作過電壓中存儲的能量比較少，避雷器泄流可以起到一定程度的限壓作用。如果電壓的能量非常充足，其頻率通常是工頻的幾倍之多，如果頻率與工頻電源頻率保持一致，此時暫態過電壓對避雷器有比較嚴重的危害。碳化硅避雷器暫態過電壓可以承受較大額外力作用，在實際運行過程中動作特性的穩定性較弱，其沖擊放電電壓值不斷降低，一旦遇到暫態過電壓將會產生嚴重的危害。因此，在安裝避雷針的過程中，必須采取有效的暫態過電壓防護措施，在加強結構穩定性能的同時，將所有暫態過電壓限制在保護死區內，進一步提高避雷針的安全性。

2、避雷針自身對電力系統不安全影響

保護間隙和管型避雷針在間隙擊穿之后，保護回路通常不會再出現限流元件，保護動作也會隨之產生接地故障或者相間短路故障等。因此，為了減少避雷針自身對電力系統不安全的影響，電力系統應該綜合使用氧化鋅避雷針，減少避雷針保護作用的過程中引發的接地故障和相間短路故障。

3、避雷針的連續雷電沖擊保護能力

電力系統中的高壓裝置通常能夠承受連續性的雷電沖擊，為了提高避雷針的連續雷電沖擊保護能力，電力系統中必須采用具有連續性雷電沖擊保護能力的氧化鋅避雷針，為進一步提高避雷針的實際作用打下堅實的基礎。

結束語

總之，加強電力系統中各設備的防雷能力是提高電力系統安全性和可靠性的重要手段。因此，電力企業應該在明確雷擊產生的原因及對電力系統的危害后，了解電力系統防雷的重要性，并對系統中各設備的防雷措施進行深入探討，為提高電力系統的抗雷擊能力提供技術保障。

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