变电站的防雷保护技术研究

2019-11-29朱军张晨宇黄晨光徐小凌

商品与质量 2019年11期

朱军张晨宇黄晨光徐小凌

浙江防雷安全检测有限公司台州分公司浙江台州 317000

雷电是自然中令人恐怖的气体放电现象。18世纪，富兰克林首次阐述了避雷针的原理，提出了雷电是大气中火花放电的物理本质。雷电放电对现代航空、电力等领域有很大影响，使得人们开始加强对雷电防护技术的研究。变电站发生雷击事故会对电网产生较大危害，造成大量经济损失。电力变电站实现综合自动化提高了变电站的防雷能力，为供电部门提供经济安全的电能创造了条件。在变电站设计中保护变电站设备安全，能最大程度减少雷击事故发生[1]。

1 雷电活动分析

夏季汛期来临时，经常会出现雷电活动，且带有非常高的能量，足以摧毁一定范围内的物体。如果配电变压器及配电线路的防雷措施设置不当，就会遭受雷电活动的袭击，对电力客户的用电造成影响，但同时也会造成供电企业的经济损失。

雷电活动具有非常大的不确定性。雷电云在空气、建筑物外形、土壤等因素的影响下会出现不同的雷电袭击。一般来说，雷电分为感应雷和直击雷。雷电击于地面或配电线路，相互之间出现电磁感应，此时就会出现感应雷过电压。而雷电直击避雷线或架空输配电线路引发的过电压会形成直击雷过电压。

雷电活动对配电变压器及配电线路设备的影响非常大。研究发现，平邑县境内的配电线路遭受雷害，主要是由感应雷电过电压引起。平邑县供电公司的研究数据表明，在过去10年内，配电线路运行故障中，有近67%的安全隐患来自于雷害事故，这大大影响了配电线路的供电可靠性和电网安全。配电变压器运行故障中，大多是由于雷电击穿变压器造成供电中断。所以，研究配电变压器及配电线路设备的防雷保护措施具有重要意义[2]。

2 变电站的防雷保护技术应用要点

2.1 加强变电站进线防护

变电站遭受雷击最主要的形式就是下行雷，变电站中的设备需要承受直击雷，直击雷对变电站的电气设备造成的雷电波会对变电站输电线路造成直接损害。因此降低直击雷对变压器造成的损害是至关重要。对变电站的进线方式进行加强，对避雷器的雷电波以及雷电电流进行控制，当遇到雷击时，线路中的电压会向变电站的方向运动。变电站中的电气设备抗压能力较小，冲击能力加到，遭受雷击会造成线路的损坏，因此将避雷线安装在变电站的进线中，能够起到一定的防雷效果。

2.2 加强变电站的防雷感应

电力技术随着社会的发展在不断进步，防雷技术也得到了有效的改进，防雷系统得到了逐步的完善，现有的雷击对户外设备造成的损害已经得到了最大程度的降低。但是仍然存在一些小缺陷，比如变电站中的弱电设备会通过雷电过电压时发生电磁干扰；防雷系统会因为电磁脉冲或者其他一些雷电因素而影响变电站的正常工作。降低弱电设备的感应功能，对系统的整体布局进行优化，同时将雷电流的电压降到最小，通过设置多个接地引线对防雷感应进行保护。比如将光耦元件安装在变电站防雷感应的信号线接口的地方；将电位与变电站中的电气设备进行连接；限制一些过压设备的电源入口；设置电位的位置，尽量将其设置在通信室内；在控制室的线路中，应用屏蔽电缆，使用相同的接地极以提高防雷感应的雷击等[3]。

2.3 促进变电站的绝缘效果

在电力发展过程中，要想保证其线路的绝缘性被有效提高，则需要将其线路的耐电度进行有效提高，在实际的实施过程中，首先需要促进杆塔上绝缘子数量的增加，提高其绝缘子串中的闪络冲击电压值，从而将其耐雷电效果进行有效增强，实现对跳闸率的控制。与此同时，还可以将差异绝缘法进行应用，就其电路来说，即使在同一个塔杆上面，其三项绝缘性能也是不同的，下面的绝缘子数量更多，也就是说，一旦其遭受雷击，就会导致导线的绝缘体被穿透，使得其进入到地面，从而对双向闪络问题进行有效防范。

2.4 装设线路自动重合闸装置

供电所的配电线路遭受雷击时，大部分是瞬时性的接地故障。装设配电线路自动重合闸设施，可以实现自动重合，保证配电线路的正常运行。在配电线路上装设避雷线，其防雷效果简单高效。除防雷之外，避雷线对配电线路的导线具有屏蔽作用和耦合作用，能够降低输配电线路绝缘子的电压数值，同时还具有分流作用，能够有效减小配电线路杆塔的顶电位数值。

2.5 对重要用电负荷需要重点防护

重要用电负荷线路容易受到雷击时，需对重要用电负荷性质、所处的地域环境采取有针对性的防雷措施。重要用电负荷处于农村空旷区域时，宜进行避雷线路的搭建，主要采取屏蔽手段，实现分流的线路建设。重要用电负荷处于城市区域时，一般采用防雷绝缘子或线路直连氧化锌避雷器的方式进行防雷。以上防雷措施经运行分析后，都取得了较好的效果[4-5]。