王勝國(guó)

(武漢聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)股份有限公司  湖北武漢  430073)

摘要:  雷電是一種壯觀的自然現(xiàn)象。由于雷電電壓很高、雷電流甚大,所以它對(duì)于變電站等電力、電氣設(shè)施具有極強(qiáng)的破壞性。而變電站是生產(chǎn)和輸送電能的重要環(huán)節(jié),在我國(guó)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活用電等方面占有重要的地位。因此,對(duì)于電站需要進(jìn)行防雷保護(hù)。,分析了雷電的形成危害和雷擊所造成的嚴(yán)重后果,針對(duì)變電所和發(fā)電廠的具體情況和特點(diǎn),提出了相應(yīng)的防雷保護(hù)措和方法。

關(guān)鍵詞:  發(fā)電廠;變電站;防雷;措施

1.大氣過(guò)電壓的形式及其危害性

1.1大氣過(guò)電壓的形式

1.1.1直擊雷

線路或設(shè)備直接受到雷擊,對(duì)電氣設(shè)備危害極大。架空線路遭雷擊,不僅危害線路本身,而且雷電還會(huì)沿導(dǎo)線傳播到發(fā)電廠、變電所、配電所,從而危害發(fā)電廠、變電所、配電所的正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起火災(zāi)、房屋倒塌或損壞電氣設(shè)備。

1.1.2感應(yīng)雷

雷云向其他地方放電之后。云與大地之間的電場(chǎng)消失了,但聚集在建筑物、構(gòu)筑物頂部或線路上的電荷并不能立刻散去,而是向地面流散或向線路兩端流動(dòng),此時(shí)建筑物、構(gòu)筑物的頂部或線路對(duì)地面有很高的電位,形成感應(yīng)過(guò)電壓。它往往會(huì)造成屋內(nèi)電線、金屬管道和大型金屬設(shè)備放電,引起火災(zāi)、爆炸,危及人身安全或?qū)╇娤到y(tǒng)造成危害。

1.1.3行波

當(dāng)雷擊架空輸電線路或在輸電線上發(fā)生感應(yīng)雷時(shí),雷電流以電磁形式沿架空輸電線路侵入發(fā)電廠,擊壞電器設(shè)備。由于過(guò)電壓行波侵入,而造成的雷害事故幾乎占整個(gè)雷害事故的一半左右。

1.2雷電的主要危害

1.2.1雷電放電時(shí)產(chǎn)生高溫?fù)p壞設(shè)備

帶電雷云對(duì)地面物體發(fā)生放電時(shí),雷電流可達(dá)幾十千安,甚至幾百千安。如此大的電流即使持續(xù)的時(shí)間非常短,也能在通道上產(chǎn)生大量的熱,其溫度最高可達(dá)幾萬(wàn)度。顯然,這樣強(qiáng)烈的弧光若與易燃、易爆物質(zhì)相接觸,必然會(huì)引起燃燒、爆炸或造成火災(zāi)。如果廠房的屋頂是可燃的,雷擊時(shí)就可能引起火災(zāi)。

1.2.2雷電放電時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的機(jī)械效應(yīng)造成廠房或設(shè)備損壞

當(dāng)雷電流通過(guò)木材內(nèi)部的纖維縫隙或磚結(jié)構(gòu)的縫隙時(shí),由于產(chǎn)生很高的溫度,會(huì)使附近空氣激烈膨脹,水分及其他物質(zhì)迅速分解為氣體而呈現(xiàn)極大的機(jī)械力;再加上靜電排斥力的作用,將對(duì)地面結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的劈裂,甚至使木柱變?yōu)樗樾肌．?dāng)雷擊在沒有避雷針的磚制煙囪上時(shí),破壞力尤為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),有許多鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的煙囪在遭受雷擊時(shí)曾被打壞過(guò)。

1.2.3雷電放電時(shí)靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的作用對(duì)廠房和設(shè)備造成破壞由于靜電感應(yīng)產(chǎn)生的電壓可以擊穿數(shù)十厘米的空氣間隙,這對(duì)于裝有易燃、易爆物質(zhì)的倉(cāng)庫(kù)來(lái)說(shuō),無(wú)疑是很危險(xiǎn)的。此外,由于靜電感應(yīng)的作用,建筑物的金屬物體之間也可能產(chǎn)生火花放電。

1.2.4雷電放電時(shí)會(huì)造成人員傷亡

當(dāng)雷擊大樹時(shí),人在樹下避雨有可能遭到雷擊。當(dāng)雷擊避雷器時(shí)由于雷電流向四周發(fā)散,若有人在附近地面走動(dòng),也可能由于跨步電壓的作用而造成傷亡。

2.變電站的防雷保護(hù)措施

2.1裝設(shè)避雷針保護(hù)整個(gè)變電站建筑物以免直接雷擊

避雷針可以防護(hù)直擊雷。避雷針可以單獨(dú)立桿,也可以利用戶外配電裝置的構(gòu)架或投光燈的桿塔;但變壓器的門型構(gòu)架不能用來(lái)裝設(shè)避雷針,以防止雷擊產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)變壓器發(fā)生閃絡(luò)放電。

2.2裝設(shè)架空避雷線及其他避雷裝置作為變電站進(jìn)出線段的防雷保護(hù)這主要是用來(lái)保護(hù)主變壓器,以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所損壞了主變電所的這一關(guān)鍵設(shè)備。為此,要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。

35KV電力線路,一般不采用全線裝設(shè)架空避雷線的方法來(lái)防直擊雷,但為防止變電所附近線路上受到雷擊時(shí)雷電沿線路侵人變電所破壞設(shè)備,需在變電所進(jìn)出線1-2km段內(nèi)裝設(shè)架空避雷線作為保護(hù),使該段線路免遭直接雷擊。

為使上項(xiàng)保護(hù)段以外的線路受雷擊時(shí)侵入變電所內(nèi)的過(guò)電壓有所限制,一般可在架空避雷線的兩端裝設(shè)管型避雷器,其接地電阻≤10歐。

對(duì)于電壓35KV、容量3200KVA以下的一般負(fù)荷變電所,可采用簡(jiǎn)化的進(jìn)出線段保護(hù)接線方式。

2.3裝設(shè)閥型避雷器對(duì)沿線路侵入變電站的雷電波進(jìn)行防護(hù)

變電所的進(jìn)出線段雖已采取防雷措施,且雷電波在傳播過(guò)程中也會(huì)逐漸衰減,但沿線路傳人變電所內(nèi)的部分,其過(guò)電壓對(duì)內(nèi)設(shè)備仍有定危害。特別是對(duì)價(jià)值最高、絕緣相對(duì)薄弱的主變壓器更是這樣。故在變壓器母線上,還應(yīng)裝設(shè)一組閥型避雷器進(jìn)行保護(hù)。

6-10KV變電所中,閥型避雷器與被保護(hù)的變壓器間的電氣距離般不應(yīng)大于5m。為使任何運(yùn)行條件下,變電所內(nèi)的變壓器都能夠得到保護(hù),當(dāng)采用分段母線時(shí),其每段母線上都應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。

2.4低壓側(cè)裝設(shè)避雷器

主要用在多雷區(qū),以防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí),其中性點(diǎn)可裝設(shè)型避雷器或金屬氧化物避雷器,保護(hù)間隙。