摘要

電力系統(tǒng)過電壓與防雷技術淺析對危尤電影了的生采技強，地。止到證的有義關鍵詞：電電保措性電力系統(tǒng)的氣設備在行中除了受工作電壓外，還會遭受到過電壓作用和侵。過電壓其數(shù)值上已遠超過工作壓，它將電力系統(tǒng)運行的電氣設備絕緣受損設備壽命短，甚至成停電事故，破壞力設備，此必須采有效措施來限制和預防過電壓。得于防雷技的發(fā)展和新，采取相關的技措施能有地減少雷對系統(tǒng)及設備的危害，保證供電的常運行。文結合過壓的特點及雷電的害，對電系統(tǒng)中主防雷措施的具體運用進行了總結。1

電力系統(tǒng)的過電壓過電壓是指力系統(tǒng)在定條件下出現(xiàn)的超過工作電壓的異常電壓的象。按其因及持續(xù)間，可分為內部電壓和外過電壓兩類。

內部過電壓電力系統(tǒng)內運行方式生改變而起的過電壓稱為內部過電壓，又分態(tài)過電壓操作過電和諧振過電壓暫態(tài)過電壓由于斷路操作或發(fā)短路故障而使電力系統(tǒng)經歷過渡過后重新達某種暫時定的情況下所現(xiàn)的過電，又稱工電壓升高③甩負荷過壓。

[1]

。常見的有①空載長電容效應②不對稱短路接地。操作過電壓由于操作路器或發(fā)短路而引起的衰減較快、持續(xù)時間短的過電，常見的空載線路合閘重合閘過壓、切除載線路過電壓、切斷空載變壓器過壓和弧光地過電壓

[2]

。諧振過電壓電力系統(tǒng)電感、電等儲能元件在某些接線方式下與電頻率發(fā)生振所造成瞬間高電壓。般按起因為線性諧過電壓、鐵磁諧振過電壓和參量諧過電壓。內部過電壓幅值一般超過電網(wǎng)定電壓的

3~3.5倍，供電系統(tǒng)危害較小

[3]

。這是因為比大氣過電壓小多，且電設備和線在設計時的絕緣強度留有一定的裕。

外部過電壓外部過電壓稱雷電過壓或大氣電壓，是由大氣中的雷云對地面放而引起的主要有直雷過電壓和感雷過電壓種。直擊雷過電由雷電流過被擊物阻抗上產生的壓降和兼有雷電通道電磁場的應電壓共組成，其幅值高；感應過電壓是輸電線路附近地面遭到雷擊時，由場和電磁的劇烈變形成的過電壓，這過電壓多為正極性波前時間約擊穿的危險[4]。

l0us其幅值一不大于，對60kV以下線路有2

雷與防雷設備雷電基本知1）電的成雷電的形成程可分為流上升、荷分離和放電三個階段。在雷雨季，地面上水分受熱成蒸汽上升，冷空氣相之后凝成滴，形成積云。云中水滴受強氣流擦產生電，小水滴易被氣

[5][5]流帶走，形帶負電的，較大水形成帶正電的云。由于靜電感應，地表面與層之間、層與云層之間會感出異性電，當電場度達到一定值時，即發(fā)生雷云與大或雷云與云之間的電。據(jù)測試，對地電的雷云多帶負電。當其電場強度達到產生雷云放。典型的雷發(fā)展過程如圖所示。

25~30kV/cm時，使近的空氣緣破壞，便積雨閃電地面圖1

雷云對地放電示意圖2）電的點及作用形（1）雷電的特雷電流是一沖擊波，電流幅值

I的變化圍很大，般為數(shù)十至數(shù)千安培，其破壞性極大。雷電流幅值一在第一次擊時出現(xiàn)也稱主放電。典型的雷電流波形如Im50

2所示。403020100

波尾波頭510152025303540t(us)圖2

雷電流波形示意圖雷電流一般5s左右長到幅值I，雷電在幅值以的一段波形稱為波頭；從幅值起到雷電流衰減至I的一段波形為波尾。2）電的擇性通常雷擊點擇在地面場強度最的地方，即地面電荷最集中的地方從那里升迎面先導地面上導電良和地形特突出的地，集中了更多電荷，電場強度也就大，成為受雷擊的標。例如曠野中孤的大樹、塔或單獨房屋、小丘頂部、建筑物最高的尖、屋脊、囪、避雷、避雷線等，都是容易遭受擊的地方3）電擊基本形式①直雷

當雷云飄近面時，就附近地面別是凸出的樹木或建筑物上感應出性電荷。場強度達到一值時，雷就會通過些物體與大地之間放電，發(fā)生雷擊這種直接在建筑物其他物體上的雷電直擊雷。②感雷

當建筑上空雷云時，建筑物上會感應出相反電荷。在雷云放電后云與大地場消失了，由屋頂上仍集大量電，因此地面會感應產生較高電壓，成屋內電、金屬管和大型金屬設備放，這里的應電荷主是由于雷電流的強大電場和磁場變產生的靜感應和電感應造成的，所以為感應雷

22③雷波侵入

驗交流當輸電線路金屬管路受直接雷或發(fā)生感應雷，雷電波便沿著這些路侵入室內。雷電波入造成的故在雷害故中占相當大的比重。④球雷

球形雷的形研究還沒完整的理，通常認為它是一個溫度極高的特明亮的眩發(fā)光球體，直為或更大球形雷通常在電閃后發(fā)生，以每秒米的速度空氣中漂，它能從門、窗或煙進入建筑內部造成壞。4）電的害雷電發(fā)生時隨著大電和高電壓放電過程破壞力極大。雷電的危害要是以下方面：①雷電的熱應雷電產生強的熱能使金屬熔化，燒斷輸電導線，摧毀用電備，甚至起火災和爆炸。②雷電的機效應雷產生強大電動力可以擊毀電桿，破壞建筑物人畜亦不幸免。③雷電的閃放電雷產生的高壓會引起絕緣子燒壞，斷路器跳閘導致供電路停電。

防雷裝置防雷裝置由閃器、接引下線和地體三部分組成。1）避雷針避雷針屬于閃器，常鍍鋅圓鋼焊接鋼管制成，頭部呈尖形。避雷經引下線接地裝置接形成可靠接。由于避針安裝高高于被保護物，又與大地相連，因當雷電先臨近地面，能使雷電場發(fā)生變，改變電先導的道方向，將之引向避雷針本體并對放電，雷流就經避針、引下線泄放至地而避免被保護物受雷擊。2）避雷線避雷線的原及作用與雷針基本同，它主要用于保護架空線路，因又稱為架地線。避線一般架設在空線路導的上方，引下線與接地裝置連接，以保護架線路免受接雷擊

[6]

。3）雷網(wǎng)避雷帶避雷網(wǎng)和避帶普遍用保護高層筑物免遭直擊雷和感應雷的侵害。成避雷帶圓鋼直徑不小于8mm，鋼的截面不小于48mm。雷網(wǎng)除了屋頂周圍設外，屋頂上面還用圓鋼或扁鋼縱連接成網(wǎng)狀避雷帶、雷網(wǎng)必須根引線與接地裝置可靠地連。4）雷器由前所述，雷電所產的感應過壓沿架空線路侵入變配電所或其他筑物內時將發(fā)生閃，甚至將電氣備的絕緣穿。因此假如在電氣設備的電源進線端并聯(lián)種保護設，如圖

3所示，令其放電電壓于被保護備的絕緣壓值，當過電壓來臨時，該保護設立即對地電，從而被保護設備免受雷。常用避器類型有型、管型、保護間隙和金屬氧化物。過電壓波線路避雷器

被保護設備圖3

避雷器的連接示意圖避雷器的電由于具有線性特性因此能有效地通過雷電流，阻斷工電流，達避雷效果5）下線引下線是連防雷裝置接地裝置一段導線，其作用是將雷電流引入地裝置。下線一般用

圓鋼或扁鋼其尺寸防腐蝕要與避雷網(wǎng)、避雷帶相同用絞線作引下線，其截面不得小于。6）地裝將雷電流通引下線引大地的散裝置稱為接地裝置。接地裝置由接體和接地組成。接線是連接引下和接地體導線，一用直徑為

10mm的圓鋼組成。地體分人接地體和然接地體。接地裝置時先應充分用自然接體，以節(jié)約投資。當使用的自然接體電阻不滿足要求才考慮裝設人工接體作為補。人工接地體用圓鋼、鋼或角鋼組成，有垂直埋設和水平埋設兩種本結構，圖

4所。引下線

引下線2.5

m0.8mlm(a)(b)圖

人工接地體結構示意圖3

電力系統(tǒng)防雷措施電纜線路的雷保護電纜線路多埋于地下遭到直擊的可能性小，雷電過電壓一般通過接的架空路侵入，僅需防護雷電入波。同電纜擁有小的波阻抗，便于入侵的雷電過電在電纜兩來回反射這樣對短電纜線路易產生過壓，因此裝設保護避雷器。電纜線路保護避器一般裝在電纜的端、末端或者兩端

架空線路的雷保護1）設避線總結現(xiàn)場經可知，架線路裝設雷線能有效地預防雷電過電壓。由其較高的價，一般在63kV以上的架空路上才全架設，35kV的架空線路僅在變電所進、出線部分線路上裝設，而及以下線路裝設。2）高線本身的絕緣平使用木橫擔瓷橫擔代鐵橫擔，裝設更高耐壓等級的絕緣子，以提架空線路防雷水平這種防雷措施要應用于10kV及以架空線路。3）用三形排列的頂兼作保護通常3~10kV的空線路是性點不接的系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂絕緣子上設保護間隙。當雷電頂線放電，擊穿保間隙，通過保護間隙對地釋放巨大雷電流，而保護了面兩根導線，避免擊引起線跳閘停電4）設自重合閘裝置雷擊時產生眼的電弧極易造成路短路故障。斷路器跳閘后，電弧自動熄滅通過裝設動重合閘裝置在預設時之后嘗試動重合閘，此時電弧通常已消失，路因短路障解除而復供電，短時停電一不會對普用戶造成重損失。5）緣薄點裝設避雷架空線路上跨越桿、支桿、木線路中個別金屬桿或個別橫擔電桿處的絕緣般比較薄，可裝設排氣避雷器或護間隙實防雷保護。

變電所（配所）防雷護變配電所的雷保護主有兩個重方面：一是要防止變配電所建筑物戶外配電置遭受直雷，

二是防止過壓雷電波進線侵入配電所，危及變配電所電氣設備的全。變配所的防雷護采用以下措：

驗交流主要1）直擊一般采用裝避雷針（）來防直雷。如果變配電所位于附近的高大筑物上的雷針保護圍內，或者變電所是在內的，則必考慮直擊雷的防護。2）電波入侵對于35kV的進線，一在靠近變電所500m左右的離處給進線始裝設一避雷線并靠地接地，同時在線上安裝雷器。對6~10kV的進線一般不裝設避雷線，只需要線路上安閥型避雷即可滿足保要求，如5示。架空線

QF

架空線

F1電纜

T220/380VF2

F3圖6~10kV進線防雷電波侵入接線示意圖圖中接在母線上避雷器主是保護變器不受雷波危害，在安裝時應盡量靠近變壓，其接地線應與變器低壓側地的中性及金屬外殼一起接地。3）壓電機的防雷保電動機繞組于其結構殊，沒有壓器繞組那樣的油絕緣環(huán)境，因此絕緣水平不如變壓。電動機繞組接與空氣觸，同時身存在間隙而未處于絕對密封的環(huán)內，長期行時，繞易受潮、受粉塵污染受酸堿氣的侵蝕。外，運行過程中的熱效應也會加速組的絕緣質的老化高壓電動機般采用如的防雷措：對定子繞組的中性點能引出的大率高壓電機，在中點加裝相電壓吹閥式避器或金屬化物避雷器，對中性點不能引出的動機，目普遍采用吹閥式避雷器與電器C并聯(lián)的法來保護，如圖6所，并聯(lián)的電器容量一選擇μF，其耐值可參考電動機額定電壓取，同時中性點直接接地的星形方式連接。電纜

QF

MF1圖

F2C高壓電動機防雷保護的接線示意圖4

結論電力系統(tǒng)的展不僅關到一個領的進步，同時對于國民生產中的各領域都有巨大的影，所以說要對力的供應運輸系統(tǒng)到合理的防護措施。過電壓對電力統(tǒng)的危害顯，然后電過電壓一直對電系統(tǒng)的影最大，因防雷技術是極其重要的。避雷裝置為一種先的有效的護方法，不僅適用于電過電壓護，對工過電壓、操作過電壓、諧振過電壓樣有不錯抑制效果在電力系統(tǒng)的防雷作中，需積極的采新技術新方法，通過有效地防雷措，保證