电力系统的雷电防护

白丽娜 郑永强 田如钢

摘要：雷电对电力系统的危害方式可分为直击雷、感应雷、地形雷三种，最常见的：是直击雷和感应雷。直击雷就是雷电直接击到物体上；感应雷即是急剧变化的雷电电场，因静电感应或电磁感应在附近不闭合的导体上发生高电压，闭合的导体上发生大电流而引发的雷灾。

关键词：电力系统；雷电；危害；防雷措施；

中图分类号：TM7文献标识码： A

引言：雷电活动是一个复杂的自然现象，需要电力系统内各个部门的通力合作，才能尽量减少雷害的发生，将雷害带来的损失降低到最低限度。只有正确的使用避雷设施，才能免除雷击的危险，从而减少不必要的损失，保障电力设备及人们的安全。

如今，科学技术的发展步伐加快，各个范围都要运用到先进的电子技术，在我们国家，电力系统是一项为人民服务的工程，是我国民众发展的根本，电力的需求在各个生产构建中都是必不可少的，同时，电力系统中也大量运用到了电子技术，因为在超小型电子设施上也运用到了这种技术，所以要保护这些设施的任务就显得格外重要。因为在我国的电力系统涉及到的范畴很大，而且在乡下电网所占的范围最大，所以有很多位于比较偏僻地方的改变电压、电流的场所或者是管理电力的手段由于所在的环境不一样，受到土地优劣的限定，因此在电阻这一块就会受到一定的影响，与电力系统的标准相差的非常大，所以在防雷系统中就觉得很薄弱。以至于电力系统中的超小型的设施容易受到外部环境的干涉，特别是在雷雨季节，更容易遭受到雷电的攻击，造成有关设施容易损坏，甚至可能瘫痪，对提供电能的稳定的运转造成障碍，也给人们的正常活动产生了非常大的影响，在经济问题上也遭到了亏损。因此，要严格注意电力系统的防雷措施，给供电的正常运转以稳定的保障。

1.避雷针和避雷线

直击雷的防护措施通常采用接地良好的避雷针和避雷线。当雷云的先导向下发展到离地面一定高度时，高出地面的避雷针（线）顶端形成局部电场强度集中的空间，以至有可能产生局部游离而形成向上的迎面先导，这就影响了下行先导的发展方向，使其仅对避雷针（线）放电，从而使得避雷针（线）附近的物体受到保护，免遭雷击，这就是避雷针（线）的保护原理。

避雷针（线）的保护作用是吸引雷击于自身，并使雷电流泻入大地，为了使 雷电流顺利地泻入大地，故要求避雷针（线）应有良好的接地装置。另外，当强 大的雷电流通过避雷针（线）流入大地是，必然在避雷针（线）或接地装置上产 生幅值很高的过电压。为了防止避雷针（线）与被保护物之间的间隙击穿（也称为反击），它们之间应保持一定的距离。

2.避雷器

避雷器是电力系统中保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当线路中的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。避雷器按其发展的先后可分为：保护间隙——是最简单形式的避雷器；管型避雷器——也是一个保护间隙，但它能在放电后自行灭弧；阀型避雷器——是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙，同时增加了非线性电阻，提高了保护性能；磁吹避雷器——利用了磁吹式火花间隙，提高了灭弧能力，同时还具有限制内部过电压能力；氧化锌避雷器——利用了氧化锌阀片理想的伏安特性（非线性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的电压，在正常工频电压下呈高电阻特性），具有无间隙、无续流残压低等优点，也能限制内部过电压，被广泛使用。

3.避雷带、避雷网

避雷带、避雷网：在建筑物上沿屋角、屋脊、檐角和屋檐等易受雷击部位敷设的金属网格，主要用于保护高大的民用建筑。

4.保护间隙

保护间隙是一种简易的防雷设备，它是由带有上、下两部的间隙组成。间隙上部设有主间隙，下部设有辅助间隙。安装时，间隙的可动部分装在电力线路的瓷瓶上，并与导线连接，固定部分装在木横担上，通过连接线进行接地。当通入正常电压时，由于间隙上有一定的距离，它不会动作。只有当强大的雷电袭击时，间隙上的空间距离被击穿了，便把雷电流泄漏到大地中去，达到防雷的目的。采用保护间隙时，必须和电力系统中电力线路上重合闸继电气配合，否则将因两相间隙同时动作而造成事故。保护间隙距离的确定，是以它的冲击电弧电压比被保护物的冲击强度低25％来确定保护间隙是最简单的防雷保护装置，造价也低，保护性能较差。仅在一些其它保护装置不能安装，不值得安装的地点条件下，又要求加以保护的场合才能使用。

5.接地系统

各种接闪器要与设计要求相符合，与电力设施有充足的安全范围；引下线使用多匝铜绞线，方便雷电流安全排放；线的直径应该按照等电位联接导体的方式来大致计算；将具有一样对地电位的可导电部分连接，以免产生雷电回击的现象；运用多种方式减少电流向远处分散形成的电阻。雷电天气给电力系统会带来很严重的损害，因此防雷接地这个任务就显得格外重要。这是为了保护人的生命安全和各个设施的安全，以防电流产生的不必要损伤。雷击发生的时候的出现的回击现象决定了各种避雷接地设备的接地电阻，这个电阻是不能大于10欧姆。

6.由于雷电产生了强大的过电压，过电流，无法一次性在瞬间完成泄流和限压，所以电源系统必须采取多级的防雷保护，至少必须采取泄流和限压前后两级防雷保护。按照我国现行的计算机信息系统防雷技术要求规定，电源系统应该采取三级雷电防护，即在建筑物总配电装置高压端各相安装高通容量的防雷装置，作为第一级保护，在低压侧安装阀门式防雷装置作为第二级保护，在楼层配电箱安装电源避雷箱作为第三级保护。重要场合宜采取更多级的保护措施，如在UPS 电源输出端加装防雷器，对重要设备电源输入端加装电源终端防雷设备等等。通过使用多级电源防雷设施，彻底泄放雷电过电流,限制过电压，从而尽可能地防止雷电通过电力线路窜入计算机网络系统，损害系统设备。

从整个电力系统而言，要做好防雷措施，首先要从整体上做好防雷规划，从内到外，做到防雷措施的全面覆盖。整体而言，外部可以安装避雷针，接闪器等，避免雷电直接打击输配电线路或者是相关的线缆配电箱等基础设施，引起火灾或者事故。同时，内部要做好电磁屏蔽、等电位连接、共用接地系统和浪涌吸收保护器等一些子输配电系统，通过它们可将引入建筑物内的浪涌电压和浪涌电流泻放到大地，并将其钳位在一定的电压范围内完善地保护电气设备。从整体上做好防雷规划，内外覆盖，这是采取具体防雷措施之前的基础性工作。

总结：雷电是普遍存在的自然现象。对于电力系统而言，雷击不仅会产生如击穿、损坏线路或设备等可以直观观察到的损坏之外，其涌流还可能进入系统的二次设备，从而引起保护装置误动等诸多可能潜在的恶性事故，给电力系统的安全、稳定运行带来巨大的威胁。而电力系统不能安全可靠运行所带来的间接损失可能远远超出设备本身的价值，造成的损失是难以估量.只要我们采取合理的防护措施,就能尽量减少雷电造成的危害,保证电力系统的长期安全稳定运行,让电力更好地为人类服务。

参考文献

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