電力系統的雷電防護

白麗娜 鄭永強 田如鋼

摘要：雷電對電力系統的危害方式可分為直擊雷、感應雷、地形雷三種，最常見的：是直擊雷和感應雷。直擊雷就是雷電直接擊到物體上；感應雷即是急劇變化的雷電電場，因靜電感應或電磁感應在附近不閉合的導體上發生高電壓，閉合的導體上發生大電流而引發的雷災。

關鍵詞：電力系統；雷電；危害；防雷措施；

中圖分類號：TM7文獻標識碼： A

引言：雷電活動是一個復雜的自然現象，需要電力系統內各個部門的通力合作，才能盡量減少雷害的發生，將雷害帶來的損失降低到最低限度。只有正確的使用避雷設施，才能免除雷擊的危險，從而減少不必要的損失，保障電力設備及人們的安全。

如今，科學技術的發展步伐加快，各個范圍都要運用到先進的電子技術，在我們國家，電力系統是一項為人民服務的工程，是我國民眾發展的根本，電力的需求在各個生產構建中都是必不可少的，同時，電力系統中也大量運用到了電子技術，因為在超小型電子設施上也運用到了這種技術，所以要保護這些設施的任務就顯得格外重要。因為在我國的電力系統涉及到的范疇很大，而且在鄉下電網所占的范圍最大，所以有很多位于比較偏僻地方的改變電壓、電流的場所或者是管理電力的手段由于所在的環境不一樣，受到土地優劣的限定，因此在電阻這一塊就會受到一定的影響，與電力系統的標準相差的非常大，所以在防雷系統中就覺得很薄弱。以至于電力系統中的超小型的設施容易受到外部環境的干涉，特別是在雷雨季節，更容易遭受到雷電的攻擊，造成有關設施容易損壞，甚至可能癱瘓，對提供電能的穩定的運轉造成障礙，也給人們的正?；顒赢a生了非常大的影響，在經濟問題上也遭到了虧損。因此，要嚴格注意電力系統的防雷措施，給供電的正常運轉以穩定的保障。

1.避雷針和避雷線

直擊雷的防護措施通常采用接地良好的避雷針和避雷線。當雷云的先導向下發展到離地面一定高度時，高出地面的避雷針（線）頂端形成局部電場強度集中的空間，以至有可能產生局部游離而形成向上的迎面先導，這就影響了下行先導的發展方向，使其僅對避雷針（線）放電，從而使得避雷針（線）附近的物體受到保護，免遭雷擊，這就是避雷針（線）的保護原理。

避雷針（線）的保護作用是吸引雷擊于自身，并使雷電流瀉入大地，為了使 雷電流順利地瀉入大地，故要求避雷針（線）應有良好的接地裝置。另外，當強 大的雷電流通過避雷針（線）流入大地是，必然在避雷針（線）或接地裝置上產 生幅值很高的過電壓。為了防止避雷針（線）與被保護物之間的間隙擊穿（也稱為反擊），它們之間應保持一定的距離。

2.避雷器

避雷器是電力系統中保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當線路中的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，并將雷電流經過良導體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下，使電氣設備受到保護。避雷器按其發展的先后可分為：保護間隙——是最簡單形式的避雷器；管型避雷器——也是一個保護間隙，但它能在放電后自行滅??；閥型避雷器——是將單個放電間隙分成許多短的串聯間隙，同時增加了非線性電阻，提高了保護性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花間隙，提高了滅弧能力，同時還具有限制內部過電壓能力；氧化鋅避雷器——利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性（非線性極高，即在大電流時呈低電阻特性，限制了避雷器上的電壓，在正常工頻電壓下呈高電阻特性），具有無間隙、無續流殘壓低等優點，也能限制內部過電壓，被廣泛使用。

3.避雷帶、避雷網

避雷帶、避雷網：在建筑物上沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷擊部位敷設的金屬網格，主要用于保護高大的民用建筑。

4.保護間隙

保護間隙是一種簡易的防雷設備，它是由帶有上、下兩部的間隙組成。間隙上部設有主間隙，下部設有輔助間隙。安裝時，間隙的可動部分裝在電力線路的瓷瓶上，并與導線連接，固定部分裝在木橫擔上，通過連接線進行接地。當通入正常電壓時，由于間隙上有一定的距離，它不會動作。只有當強大的雷電襲擊時，間隙上的空間距離被擊穿了，便把雷電流泄漏到大地中去，達到防雷的目的。采用保護間隙時，必須和電力系統中電力線路上重合閘繼電氣配合，否則將因兩相間隙同時動作而造成事故。保護間隙距離的確定，是以它的沖擊電弧電壓比被保護物的沖擊強度低25％來確定保護間隙是最簡單的防雷保護裝置，造價也低，保護性能較差。僅在一些其它保護裝置不能安裝，不值得安裝的地點條件下，又要求加以保護的場合才能使用。

5.接地系統

各種接閃器要與設計要求相符合，與電力設施有充足的安全范圍；引下線使用多匝銅絞線，方便雷電流安全排放；線的直徑應該按照等電位聯接導體的方式來大致計算；將具有一樣對地電位的可導電部分連接，以免產生雷電回擊的現象；運用多種方式減少電流向遠處分散形成的電阻。雷電天氣給電力系統會帶來很嚴重的損害，因此防雷接地這個任務就顯得格外重要。這是為了保護人的生命安全和各個設施的安全，以防電流產生的不必要損傷。雷擊發生的時候的出現的回擊現象決定了各種避雷接地設備的接地電阻，這個電阻是不能大于10歐姆。

6.由于雷電產生了強大的過電壓，過電流，無法一次性在瞬間完成泄流和限壓，所以電源系統必須采取多級的防雷保護，至少必須采取泄流和限壓前后兩級防雷保護。按照我國現行的計算機信息系統防雷技術要求規定，電源系統應該采取三級雷電防護，即在建筑物總配電裝置高壓端各相安裝高通容量的防雷裝置，作為第一級保護，在低壓側安裝閥門式防雷裝置作為第二級保護，在樓層配電箱安裝電源避雷箱作為第三級保護。重要場合宜采取更多級的保護措施，如在UPS 電源輸出端加裝防雷器，對重要設備電源輸入端加裝電源終端防雷設備等等。通過使用多級電源防雷設施，徹底泄放雷電過電流,限制過電壓，從而盡可能地防止雷電通過電力線路竄入計算機網絡系統，損害系統設備。

從整個電力系統而言，要做好防雷措施，首先要從整體上做好防雷規劃，從內到外，做到防雷措施的全面覆蓋。整體而言，外部可以安裝避雷針，接閃器等，避免雷電直接打擊輸配電線路或者是相關的線纜配電箱等基礎設施，引起火災或者事故。同時，內部要做好電磁屏蔽、等電位連接、共用接地系統和浪涌吸收保護器等一些子輸配電系統，通過它們可將引入建筑物內的浪涌電壓和浪涌電流瀉放到大地，并將其鉗位在一定的電壓范圍內完善地保護電氣設備。從整體上做好防雷規劃，內外覆蓋，這是采取具體防雷措施之前的基礎性工作。

總結：雷電是普遍存在的自然現象。對于電力系統而言，雷擊不僅會產生如擊穿、損壞線路或設備等可以直觀觀察到的損壞之外，其涌流還可能進入系統的二次設備，從而引起保護裝置誤動等諸多可能潛在的惡性事故，給電力系統的安全、穩定運行帶來巨大的威脅。而電力系統不能安全可靠運行所帶來的間接損失可能遠遠超出設備本身的價值，造成的損失是難以估量.只要我們采取合理的防護措施,就能盡量減少雷電造成的危害,保證電力系統的長期安全穩定運行,讓電力更好地為人類服務。

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