高电压防雷保护的探讨
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措施 。
关键词 ： 雷击 ； 避 雷针 ； 高 电压供 电 系统
雷 电现象产生 的高电压可高达数千千伏 ， 常常引发各种雷 电灾 ３安装线路避雷器、 降低杆塔的接地电阻的分析 ３ ． １安装线 路避雷器 。 害事故 。雷 电现象作为一种 自然现象 ， 是不可避免的 。因此 ， 对 于雷 电灾 害事故应该 以预 防为 主。人类对雷 电采取 防护措 施 ， 最早 可追 避雷器又称 ： ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ ａ ｒ ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ， 能释放雷 电或兼能释放电力 系统操 溯到 １ ２世纪 。我 国湖南现存的岳 阳慈 氏塔 （ 约在 １ １ ０ ０年重建 ） ， 自 作过 电压能量 ， 保护 电工设备免受瞬时过 电压危害 ， 又能截 断续流 ， 避雷器通常接 于带 电导线与地 塔顶有 ６ 条铁链沿六个角下垂至地面上一定 高度 ， 可用来 防止雷击 不致引起系统接地短路的电器装置 。 损 坏。 有 的古塔还将此类铁链沉人井 ， 实现 良好接地 。 １ ７ ５ ０年 ， 美国 之间 ， 与被保 护设备并联 。 当过 电压值达到规定 的动作电压时 ， 避雷 流过电荷 ， 限制过 电压 幅值 ， 保护设备绝缘 ； 电压值 正 Ｂ ． 富兰克林 提出 了以避雷针保护建筑物 的理论 和方法 ， 这是 现代避 器立 即动作 ， 宙 措施 的雏 形 。 常后 ， 避雷器又迅 速恢 复原状 ， 以保证 系统正常供电。 同样裸 漏在空气 中 ， 高压电供 电系统 比低压 电供 电系统更容 易 避雷器是变 电站保护设备 免遭雷 电冲击波袭击 的设备 。 当沿线 遭受 雷击。 原 因是 高压 电供 电系统 因电荷聚集数量多 ， 电势差大 ， 当 路传入变 电站 的雷 电冲击波超 过避 雷器保护水平 时 ， 避雷器首先放 电荷在 空气 中游 离时 ，与雷 电电源 电荷更容 易产生较大 电势差 ， 形 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 成放 电关 系。相对 于低压 电供 电系统 ， 高压 电供 电系统在遭受 雷击 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 时产生的破 坏性 更大。原 因是 高电压 系统电流较大 ， 更容易形成 过 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 管型避雷器——也是一个保护 间隙 ， 但 它 能 在 放 电后 自行 强 大 电流 ， 尤其 当因雷击 出现短 路时 ， 产 生的过强大 电流能够烧毁 避 雷 器 ； 电子器件 ， 甚至击穿绝缘子 ， 还容 易引起 火灾和人员电击伤亡事故 。 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 ， 本 文则 针对 电力系统的防雷保 护问题 ， 以降低雷 电灾 害事故 率为 目 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 标， 分析 了高压 电电力系统 的防雷措施。 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 １ 现 代 防雷 体 系的 组 成 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 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 雷电现象产生的高电压可高达数千千伏 ， 常常引发 各种 雷电灾 极高 ， 害事故 。 现代 防雷体 系从 大地及其外 围空 间来说可划分为三个防雷 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 区域 （ 更确切地说 是三个 防雷层 次 ） ， 即高空 防雷区 、 低空防雷 区和 能限制内部过 电压 ， 被 广泛使用 。 地下防雷区 ） 。现代 防雷系统组成包括雷 电接受装置 、 接地线 、 接地 ３ ． ２ 降低杆塔 的接地电 阻。杆 塔接地 电阻增加 主要有 以下原 装置等 。 雷电接受装置 ： 直接或间接接受雷电的金属杆 （ 接闪器 ） ， 如 因 ： 避雷针 、 避雷带 （ 网） 、 架空地线及避 雷器等。接地线（ 引下线 ） ： 雷电 （ １ ） 接 地体 的腐 蚀 ， 特别 是在 山区酸性 土壤 中 ， 或 风化后 土壤 接受装置与接地装置连接用的金属 导体 。接地装置 ： 接 地线和接地 中， 最容易发生 电化学腐 蚀和吸氧腐蚀 ， 最容易发生腐蚀 的部位是 体的总和 ， 接地体指 的是降阻剂 ， 离子接地极 ， 扁钢等。 接地 引下线与水平接地体的连接处 ， 由腐蚀 电位差不 同引起 的电化 ２ 高压送 电线路 防雷措施 学腐蚀 。有时会发生 因腐蚀断裂而使杆塔“ 失地 ” 的现象 。 还有就是 清楚了送电线路 雷击 跳闸的发 生原 因 ， 我们就 可以有针 对性 的 接地体 的埋深不够 ， 或用碎石 、 砂 子回填 ， 土壤中含氧量高 ， 使接地 对 送电线路 所经过的不同地段 ， 不 同地理位置 的杆塔采取相应 的防 体容 易发生吸氧腐蚀 ， 由于腐蚀使接地体 与周 围土壤之 间的接触 电 雷措施 。目前线路防雷主要有 以下几种措施 ： 阻变 大 ， 甚至使接地体 在焊接头处断裂 ， 导致杆塔接地电阻变大 ， 或 ２ ． １加强高压送 电线路 的绝缘水平 。 失去 接 地 。 高压送 电线路的绝缘 水平 与耐雷水 平成正 比， 加强 零值 绝缘子 （ ２ ） 在山坡坡带 由于雨水 的冲刷使水 土流失而使接地体外露失 的检测 ， 保证高压送 电线路有足够 的绝缘强度是提 高线路 耐雷水 平 去 与 大地 的接 触 。 的重要 因素 。 （ ３ ） 在施工时使用化学 降阻剂 ， 或性能不稳定的降阻剂 ， 随着 时 ２ ． ２ 降低 杆塔 的接地 电阻。 间的推移 降阻剂 的降阻成分流失或失效后使接地 电阻增大。 高压送 电线路的接地电阻与耐雷水平成反 比， 根据 各基 杆塔的 （ ４ ） 外力破坏 ， 杆塔接地引下线或接 地体被盗或外力破坏。 土壤 电阻率 的情况 ， 尽可能 地降低杆塔 的接地 电阻 ， 这是提高高 压 ４ 结 论 送 电线路耐雷水平的基础 ， 是最经济 、 有效 的手段 。 我国地域广大 ， 因雷击导致人 员伤亡 、 设备损坏 的事故屡见不 ２ ． ３ 根据 规程 规 定 。 鲜。 目前高压 电供 电系统的雷击事故 比较频繁 ， 所 以应重视高压 电 在雷 电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段 ， 可 供电网络 的防雷设计 。 以增设 耦合地线 。 由于耦合地线可 以使避雷线和导线之间的耦合系 数增大 ， 并使 流经 杆塔 的雷 电流向两侧分流 ， 从 而提 高高压送 电线 路 的耐雷水平 。 ２ ， ４ 适当运用 高压送 电线路避雷器 。 由于安 装避雷器使得杆塔 和导线 电位 差超过避 雷器 的动作 电 压时 ， 避雷器就加入分 流， 保证 绝缘 子不 发生 闪络 。 根据实际运行经 验， 在雷击跳 闸较频繁 的高压送 电线路上选择性安 装避雷器可达到 很好的避雷效果 。 目前在全国范围已使用一定数量 的高压送 电线路 避雷器 ， 运行 反映较好 ， 但 由于装设避雷器投资较大 ， 设 计 中我们只 能根据特殊情况少量使用 。
科 技 论 坛
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高 电压 防雷保 护 的探讨
吴艳 萍 （ 黑龙 江煤 炭 职 业技 术 学 院 ， 黑龙 江 双 鸭 山 １ ５ ５ １ ０ ０ ）
摘 要： 雷电现象产生的高电压可高达数千 千伏 ， 常常引发各种 雷电灾害事故。 雷电现象作 为一种 自然现 象， 是不可避免的。 因此， 对 于雷电灾害事故应该 以预 防为主。本文则针对 电力 系统的防雷保护 问题 ， 以降低 雷电灾害事故率为 目标 ， 分析 了高压 电电力 系统的防 雷
关键词 ： 雷击 ； 避 雷针 ； 高 电压供 电 系统
雷 电现象产生 的高电压可高达数千千伏 ， 常常引发各种雷 电灾 ３安装线路避雷器、 降低杆塔的接地电阻的分析 ３ ． １安装线 路避雷器 。 害事故 。雷 电现象作为一种 自然现象 ， 是不可避免的 。因此 ， 对 于雷 电灾 害事故应该 以预 防为 主。人类对雷 电采取 防护措 施 ， 最早 可追 避雷器又称 ： ｓ ｕ ｒ ｇ ｅ ａ ｒ ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ， 能释放雷 电或兼能释放电力 系统操 溯到 １ ２世纪 。我 国湖南现存的岳 阳慈 氏塔 （ 约在 １ １ ０ ０年重建 ） ， 自 作过 电压能量 ， 保护 电工设备免受瞬时过 电压危害 ， 又能截 断续流 ， 避雷器通常接 于带 电导线与地 塔顶有 ６ 条铁链沿六个角下垂至地面上一定 高度 ， 可用来 防止雷击 不致引起系统接地短路的电器装置 。 损 坏。 有 的古塔还将此类铁链沉人井 ， 实现 良好接地 。 １ ７ ５ ０年 ， 美国 之间 ， 与被保 护设备并联 。 当过 电压值达到规定 的动作电压时 ， 避雷 流过电荷 ， 限制过 电压 幅值 ， 保护设备绝缘 ； 电压值 正 Ｂ ． 富兰克林 提出 了以避雷针保护建筑物 的理论 和方法 ， 这是 现代避 器立 即动作 ， 宙 措施 的雏 形 。 常后 ， 避雷器又迅 速恢 复原状 ， 以保证 系统正常供电。 同样裸 漏在空气 中 ， 高压电供 电系统 比低压 电供 电系统更容 易 避雷器是变 电站保护设备 免遭雷 电冲击波袭击 的设备 。 当沿线 遭受 雷击。 原 因是 高压 电供 电系统 因电荷聚集数量多 ， 电势差大 ， 当 路传入变 电站 的雷 电冲击波超 过避 雷器保护水平 时 ， 避雷器首先放 电荷在 空气 中游 离时 ，与雷 电电源 电荷更容 易产生较大 电势差 ， 形 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 成放 电关 系。相对 于低压 电供 电系统 ， 高压 电供 电系统在遭受 雷击 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 时产生的破 坏性 更大。原 因是 高电压 系统电流较大 ， 更容易形成 过 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 管型避雷器——也是一个保护 间隙 ， 但 它 能 在 放 电后 自行 强 大 电流 ， 尤其 当因雷击 出现短 路时 ， 产 生的过强大 电流能够烧毁 避 雷 器 ； 电子器件 ， 甚至击穿绝缘子 ， 还容 易引起 火灾和人员电击伤亡事故 。 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 ， 本 文则 针对 电力系统的防雷保 护问题 ， 以降低雷 电灾 害事故 率为 目 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 标， 分析 了高压 电电力系统 的防雷措施。 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 １ 现 代 防雷 体 系的 组 成 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 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 雷电现象产生的高电压可高达数千千伏 ， 常常引发 各种 雷电灾 极高 ， 害事故 。 现代 防雷体 系从 大地及其外 围空 间来说可划分为三个防雷 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 区域 （ 更确切地说 是三个 防雷层 次 ） ， 即高空 防雷区 、 低空防雷 区和 能限制内部过 电压 ， 被 广泛使用 。 地下防雷区 ） 。现代 防雷系统组成包括雷 电接受装置 、 接地线 、 接地 ３ ． ２ 降低杆塔 的接地电 阻。杆 塔接地 电阻增加 主要有 以下原 装置等 。 雷电接受装置 ： 直接或间接接受雷电的金属杆 （ 接闪器 ） ， 如 因 ： 避雷针 、 避雷带 （ 网） 、 架空地线及避 雷器等。接地线（ 引下线 ） ： 雷电 （ １ ） 接 地体 的腐 蚀 ， 特别 是在 山区酸性 土壤 中 ， 或 风化后 土壤 接受装置与接地装置连接用的金属 导体 。接地装置 ： 接 地线和接地 中， 最容易发生 电化学腐 蚀和吸氧腐蚀 ， 最容易发生腐蚀 的部位是 体的总和 ， 接地体指 的是降阻剂 ， 离子接地极 ， 扁钢等。 接地 引下线与水平接地体的连接处 ， 由腐蚀 电位差不 同引起 的电化 ２ 高压送 电线路 防雷措施 学腐蚀 。有时会发生 因腐蚀断裂而使杆塔“ 失地 ” 的现象 。 还有就是 清楚了送电线路 雷击 跳闸的发 生原 因 ， 我们就 可以有针 对性 的 接地体 的埋深不够 ， 或用碎石 、 砂 子回填 ， 土壤中含氧量高 ， 使接地 对 送电线路 所经过的不同地段 ， 不 同地理位置 的杆塔采取相应 的防 体容 易发生吸氧腐蚀 ， 由于腐蚀使接地体 与周 围土壤之 间的接触 电 雷措施 。目前线路防雷主要有 以下几种措施 ： 阻变 大 ， 甚至使接地体 在焊接头处断裂 ， 导致杆塔接地电阻变大 ， 或 ２ ． １加强高压送 电线路 的绝缘水平 。 失去 接 地 。 高压送 电线路的绝缘 水平 与耐雷水 平成正 比， 加强 零值 绝缘子 （ ２ ） 在山坡坡带 由于雨水 的冲刷使水 土流失而使接地体外露失 的检测 ， 保证高压送 电线路有足够 的绝缘强度是提 高线路 耐雷水 平 去 与 大地 的接 触 。 的重要 因素 。 （ ３ ） 在施工时使用化学 降阻剂 ， 或性能不稳定的降阻剂 ， 随着 时 ２ ． ２ 降低 杆塔 的接地 电阻。 间的推移 降阻剂 的降阻成分流失或失效后使接地 电阻增大。 高压送 电线路的接地电阻与耐雷水平成反 比， 根据 各基 杆塔的 （ ４ ） 外力破坏 ， 杆塔接地引下线或接 地体被盗或外力破坏。 土壤 电阻率 的情况 ， 尽可能 地降低杆塔 的接地 电阻 ， 这是提高高 压 ４ 结 论 送 电线路耐雷水平的基础 ， 是最经济 、 有效 的手段 。 我国地域广大 ， 因雷击导致人 员伤亡 、 设备损坏 的事故屡见不 ２ ． ３ 根据 规程 规 定 。 鲜。 目前高压 电供 电系统的雷击事故 比较频繁 ， 所 以应重视高压 电 在雷 电活动强烈的地区和经常发生雷击故障的杆塔和地段 ， 可 供电网络 的防雷设计 。 以增设 耦合地线 。 由于耦合地线可 以使避雷线和导线之间的耦合系 数增大 ， 并使 流经 杆塔 的雷 电流向两侧分流 ， 从 而提 高高压送 电线 路 的耐雷水平 。 ２ ， ４ 适当运用 高压送 电线路避雷器 。 由于安 装避雷器使得杆塔 和导线 电位 差超过避 雷器 的动作 电 压时 ， 避雷器就加入分 流， 保证 绝缘 子不 发生 闪络 。 根据实际运行经 验， 在雷击跳 闸较频繁 的高压送 电线路上选择性安 装避雷器可达到 很好的避雷效果 。 目前在全国范围已使用一定数量 的高压送 电线路 避雷器 ， 运行 反映较好 ， 但 由于装设避雷器投资较大 ， 设 计 中我们只 能根据特殊情况少量使用 。
科 技 论 坛
・ ６ ３・
百度文库
高 电压 防雷保 护 的探讨
吴艳 萍 （ 黑龙 江煤 炭 职 业技 术 学 院 ， 黑龙 江 双 鸭 山 １ ５ ５ １ ０ ０ ）
摘 要： 雷电现象产生的高电压可高达数千 千伏 ， 常常引发各种 雷电灾害事故。 雷电现象作 为一种 自然现 象， 是不可避免的。 因此， 对 于雷电灾害事故应该 以预 防为主。本文则针对 电力 系统的防雷保护 问题 ， 以降低 雷电灾害事故率为 目标 ， 分析 了高压 电电力 系统的防 雷