论文部分内容阅读
摘要：作为我国基础设施发展的重要组成部分，输电设备的防雷保护也是我们要克服的难题。因此必须采取适当的防雷措施，以进一步确保输电过程的安全性能，以降低输电线路的成本，并确保输电线路和变电站的正常运行。本文首先介绍了防雷保护的发展状况，其次阐述了在多雷区输电变压器和变电站防雷保护的具体措施。
关键词：多雷区;榆电线路;变电站;防雷保护
随着电网的不断发展，雷击引起的输电线路跳闸次数逐渐增加，这种现象对输电线路设备的安全运行产生了很大的影响。输电线路中的雷电问题与安全供电直接相关。因而，多雷区输电电缆以及变电站防雷维护难题已经成为电网密切关注的热点。
一、防雷的必要性
变电站与电网供电具有必然联系，是电力系统的枢纽。因此，变电站防雷对于供电领域非常重要。由于变电站直接与架空线路相连，而且线路的绝缘总体水平比变电站电力设备的绝缘总体水平高，因此沿线路进入变电站的雷电波的振幅也非常大，若没有完整的保护，变电站一旦遭到雷击，能使设备破损，从而可能到致大面积停电，对生产及生活带去巨大损失，导致不良后果，那便对于防雷保护措施的要求愈加高。
二、具体的发展状况
防雷保护是当前输电线路和变电站亟待解决的问题，也是当前确保全国范围内正常供电的关注点。相对好的防雷措施可使输电线路有效抵御雷击，并进一步促进变电站的正常运行。高压线上的防雷措施不当通常会导致瞬时过载和跳闸。除雷、暴雨外，地形和土壤质量也对电线产生间接影响。传输线等级越高，发生雷击的可能性越大。因此，高压线路非常容易跳闸，变电站中的雷击比输电线路更容易受到雷击，因此，变电站是输电系统控制的核心。如果出现问题，整个地区的相关传输系统将瘫痪，从而导致严重的电力中断。频繁的雷击会对电源线产生巨大影响。大规模停电对普通用户的正常用电和商店的正常运行影响很大。传输线不仅需要降低防雷材料的成本，而且还需要提高安全性能并允许传输线使用相对较长的时间。
三、输电线路防雷保护措施
1.架设避雷线
避雷线的结构构造是输电线路最基本的雷击防护，其主要目的是将雷电直接击中导体，作为输电线路的第一道雷击防护。当闪电击中塔顶时，避雷针可以转移雷电流，以减少流入塔中的雷电流并降低塔的电势。除此之外，导线之上的耦合作用可以降低变压器绝缘的电压，导线之上的屏蔽作用都可以减少导线中的感应过电压。在山区中，地面的倾斜角度太大，大大削弱了接地线的屏蔽效果。在这方面，可以在塔顶附近安装放绕击侧针弥补屏蔽的不足。
2.降低杆塔接地电阻
输电线路遭受雷击时，主要是通过导线构建放电泄流通道，促使地面感应雷云中的异种磁场。因而，雷击与接地装置的完整性直接相关。对典型高度的杆塔，提升电缆的防雷总体水平的有效办法是减少杆塔的接地电阻。在土壤电阻较低的地区，有必要充分利用电线杆和电塔的自然接地电阻。在土壤电阻较高的地区，如果很难降低接地电阻，可以使用多个放射性接地体，或者可以使用连续延伸的接地体，也可以使用降阻剂来降低接地电阻。另外，接地体可以由热镀锌钢材制成，以解决由于腐蚀和焊接断裂引起的接地不良，接地电阻增大的问题，以延长接地体的使用寿命。根据状态维护测试的要求，应对变电站和大跨度杆塔每年进行接地电阻测量。当接地电阻显著增加或明显超过规定值时，应及时组织接地网开挖检查。
3.架设耦合地线
在高接地电阻的山区，电线杆和铁塔所处的工程地质前提差、土壤电阻率中较高，可以在导线下方添加耦合接地线。添加耦合的地线不会降低绕击率，但是当塔架遭受雷击时，它可以用作分流器和耦合器，从而降低塔架的绝缘电压并提高线路的防雷等级。操作经验表明，耦合的接地线对降低雷击跳闸率有顯著作用。
4.装设自动重合闸
由于线路绝缘是自恢复的，因此跳闸和雷击产生的大多数工频电弧在线路跳闸后会立即消失，从而造成永久性损坏和劣化。因此，自动重合闸的安装效果需发挥到最好。在中性点直接接地的电网中，经验表明，大多数雷击是由于单相对故障造成的，因此可以使用单相重合闸来减少保护装置的工作量。
四、变电站的防护
1.变电站的进线防护
为了限制通过接地装置的雷电流的波幅及雷电波的范围，有必要维护变电站的进线。当传输线中发生过电压时，波导线将移至变电站，其起幅值为传输线绝缘子的脉冲击穿电压的50%。传输线的冲击耐压远高于变电站设备的耐压。因此，在变电站附近的输入线上安装避雷针是避雷的主要手段。如果未安装防雷保护线，则在发生雷击时不可避免地会损坏保护线。
2.变电站对侵入波的防护
防止入侵波侵入变电站的主要措施是在输入线路上安装一个阀门避雷器。阀式避雷器的基本组件是火花间隙和非线性电阻。目前，SFZ系列阀门避雷器主要用于中型变电站的电力设备维护，FS系列阀门避雷器主要用于小容量配电设备的维护。
3.变压器的防护
在变压器附近安装避雷器是保护变压器的基本措施，可以防止雷击损坏线路绝缘层。安装避雷器时，电线的长度应尽可能短，使其尽可能靠近变压器，并减小连接电线中雷电流的压降。同时，避雷器的接线必须连接到变压器的金属外壳，并且中性点必须连接到低压侧，以有效降低变压器被雷击的可能性。为了维护电源及电力设备，必须在变电站的主母线及分段母线的每组中加装阀式避雷器。每组避雷器的最短连接处为变电站的通用接地网络，并且避雷器的安装位置应尽可能位于保护装置的中央。
结束语
对于自然界中的雷电现象，我们束手无策，但是我们可以人为地降低由雷电引起的输电线路及变电站问题。在每天用电的过程中，防雷保护非常重要。因此，未来有关雷电防护的研究可以更好地与实际环境相结合。一方面，它可以降低安装技术的成本。另一方面，可以保证避雷针技术的广泛应用。
参考文献：
[1]林韶文，黄群古，曾益民.多雷区输电线路及变电站防雷保护[J].高电压技术，2015，29（5）：17-18.
[2]崔志瀚，崔雨.输电线路及变电站在多雷区的防雷保护研究[J].通信电源技术，35，173（5）：63-64.
[3]王尚.山地多雷区变电站的防雷接地设计方案研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[4]董素河.输电线路及变电站防雷保护措施探讨[J]，中国科技博览，2017（33）：385-385.
中国石油天然气管道通信电力工程有限公司 河北廊坊 065000
关键词：多雷区;榆电线路;变电站;防雷保护
随着电网的不断发展，雷击引起的输电线路跳闸次数逐渐增加，这种现象对输电线路设备的安全运行产生了很大的影响。输电线路中的雷电问题与安全供电直接相关。因而，多雷区输电电缆以及变电站防雷维护难题已经成为电网密切关注的热点。
一、防雷的必要性
变电站与电网供电具有必然联系，是电力系统的枢纽。因此，变电站防雷对于供电领域非常重要。由于变电站直接与架空线路相连，而且线路的绝缘总体水平比变电站电力设备的绝缘总体水平高，因此沿线路进入变电站的雷电波的振幅也非常大，若没有完整的保护，变电站一旦遭到雷击，能使设备破损，从而可能到致大面积停电，对生产及生活带去巨大损失，导致不良后果，那便对于防雷保护措施的要求愈加高。
二、具体的发展状况
防雷保护是当前输电线路和变电站亟待解决的问题，也是当前确保全国范围内正常供电的关注点。相对好的防雷措施可使输电线路有效抵御雷击，并进一步促进变电站的正常运行。高压线上的防雷措施不当通常会导致瞬时过载和跳闸。除雷、暴雨外，地形和土壤质量也对电线产生间接影响。传输线等级越高，发生雷击的可能性越大。因此，高压线路非常容易跳闸，变电站中的雷击比输电线路更容易受到雷击，因此，变电站是输电系统控制的核心。如果出现问题，整个地区的相关传输系统将瘫痪，从而导致严重的电力中断。频繁的雷击会对电源线产生巨大影响。大规模停电对普通用户的正常用电和商店的正常运行影响很大。传输线不仅需要降低防雷材料的成本，而且还需要提高安全性能并允许传输线使用相对较长的时间。
三、输电线路防雷保护措施
1.架设避雷线
避雷线的结构构造是输电线路最基本的雷击防护，其主要目的是将雷电直接击中导体，作为输电线路的第一道雷击防护。当闪电击中塔顶时，避雷针可以转移雷电流，以减少流入塔中的雷电流并降低塔的电势。除此之外，导线之上的耦合作用可以降低变压器绝缘的电压，导线之上的屏蔽作用都可以减少导线中的感应过电压。在山区中，地面的倾斜角度太大，大大削弱了接地线的屏蔽效果。在这方面，可以在塔顶附近安装放绕击侧针弥补屏蔽的不足。
2.降低杆塔接地电阻
输电线路遭受雷击时，主要是通过导线构建放电泄流通道，促使地面感应雷云中的异种磁场。因而，雷击与接地装置的完整性直接相关。对典型高度的杆塔，提升电缆的防雷总体水平的有效办法是减少杆塔的接地电阻。在土壤电阻较低的地区，有必要充分利用电线杆和电塔的自然接地电阻。在土壤电阻较高的地区，如果很难降低接地电阻，可以使用多个放射性接地体，或者可以使用连续延伸的接地体，也可以使用降阻剂来降低接地电阻。另外，接地体可以由热镀锌钢材制成，以解决由于腐蚀和焊接断裂引起的接地不良，接地电阻增大的问题，以延长接地体的使用寿命。根据状态维护测试的要求，应对变电站和大跨度杆塔每年进行接地电阻测量。当接地电阻显著增加或明显超过规定值时，应及时组织接地网开挖检查。
3.架设耦合地线
在高接地电阻的山区，电线杆和铁塔所处的工程地质前提差、土壤电阻率中较高，可以在导线下方添加耦合接地线。添加耦合的地线不会降低绕击率，但是当塔架遭受雷击时，它可以用作分流器和耦合器，从而降低塔架的绝缘电压并提高线路的防雷等级。操作经验表明，耦合的接地线对降低雷击跳闸率有顯著作用。
4.装设自动重合闸
由于线路绝缘是自恢复的，因此跳闸和雷击产生的大多数工频电弧在线路跳闸后会立即消失，从而造成永久性损坏和劣化。因此，自动重合闸的安装效果需发挥到最好。在中性点直接接地的电网中，经验表明，大多数雷击是由于单相对故障造成的，因此可以使用单相重合闸来减少保护装置的工作量。
四、变电站的防护
1.变电站的进线防护
为了限制通过接地装置的雷电流的波幅及雷电波的范围，有必要维护变电站的进线。当传输线中发生过电压时，波导线将移至变电站，其起幅值为传输线绝缘子的脉冲击穿电压的50%。传输线的冲击耐压远高于变电站设备的耐压。因此，在变电站附近的输入线上安装避雷针是避雷的主要手段。如果未安装防雷保护线，则在发生雷击时不可避免地会损坏保护线。
2.变电站对侵入波的防护
防止入侵波侵入变电站的主要措施是在输入线路上安装一个阀门避雷器。阀式避雷器的基本组件是火花间隙和非线性电阻。目前，SFZ系列阀门避雷器主要用于中型变电站的电力设备维护，FS系列阀门避雷器主要用于小容量配电设备的维护。
3.变压器的防护
在变压器附近安装避雷器是保护变压器的基本措施，可以防止雷击损坏线路绝缘层。安装避雷器时，电线的长度应尽可能短，使其尽可能靠近变压器，并减小连接电线中雷电流的压降。同时，避雷器的接线必须连接到变压器的金属外壳，并且中性点必须连接到低压侧，以有效降低变压器被雷击的可能性。为了维护电源及电力设备，必须在变电站的主母线及分段母线的每组中加装阀式避雷器。每组避雷器的最短连接处为变电站的通用接地网络，并且避雷器的安装位置应尽可能位于保护装置的中央。
结束语
对于自然界中的雷电现象，我们束手无策，但是我们可以人为地降低由雷电引起的输电线路及变电站问题。在每天用电的过程中，防雷保护非常重要。因此，未来有关雷电防护的研究可以更好地与实际环境相结合。一方面，它可以降低安装技术的成本。另一方面，可以保证避雷针技术的广泛应用。
参考文献：
[1]林韶文，黄群古，曾益民.多雷区输电线路及变电站防雷保护[J].高电压技术，2015，29（5）：17-18.
[2]崔志瀚，崔雨.输电线路及变电站在多雷区的防雷保护研究[J].通信电源技术，35，173（5）：63-64.
[3]王尚.山地多雷区变电站的防雷接地设计方案研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[4]董素河.输电线路及变电站防雷保护措施探讨[J]，中国科技博览，2017（33）：385-385.
中国石油天然气管道通信电力工程有限公司 河北廊坊 065000