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摘要：伴随着我国社会经济与科技的迅速发展，在灾害来临之前做好预防和防治的措施显得尤为重要。就我国目前的发展来看，对于电网的建设正处在飞速发展的阶段，如何能够在众多的高压输电线和变电站的安装和发展过程中做好充分的雷电防护工作是全世界范围内都需要解决和认真考虑的一项重要的安全工作。因此，高压输电线和变电站的防雷工作显得尤为重要，做好防雷工作也应当采用更科学合理的办法，据此文章主要针对我国当前高电压输电线和变电站发展过程中对于防雷保护的相关设计和措施，以及变电站内部基础设备设施的防雷技术在现阶段应用上的状况进行简单的分析，并对如何促进我国的高电压线路和变电站的安全稳定运行进行研究，介绍未来防雷技术发展的主要方向。
关键词：输电线路；变电站；防雷措施；现状与发展
在我国由于施工原因造成的事故大有发生，尤其是在输电线路的建设和变电站建设的行业，这些事故的发生几率一直居高不下，但是，从总体上的事故发生状况来看，由于雷电所引起的输电线跳闸的事故发生率是所有跳闸事故中几率最大的，纵观世界范围内的输电线路发生情况，雷电因素仍然是阻碍输电线路安全平稳运行的主要因素，破坏电路系统的稳定运行过程中有超过一般的原因是由于雷击所造成的，而且从事故发生的各个国家来看，输电线路的电压等级越高，产生雷击的几率越大。这是因为雷电更容易沿着这些输电线路运送到变电站，给变电站来带巨大的破坏，变电站是电力系统稳定运行的关键环节和重要保障，一旦由于雷击的破坏，就会产生巨大的影响，产生大面积的停电现象。因此，如何切实有效地制定及改善输电线路和变电站的防雷措施，已经成为确保电力系统安全、可靠、稳定运行的重要工作之一。截止到目前，我国已经开展和投入大量的研究并取得一定的成果。
1高压输电线路的防雷措施
1.1高压输电线路传统的防雷措施
1.1.1选择科学的线路
铺设路径在高压输电线路的铺设之前,要充分对当地的地形地貌以及是否易发生雷电现象做到了然于胸,在铺设高压输电线路之时要合理避开易发生雷击事故的地段,这是高压输电线路防雷最常用的措施,也是技术最容易实现、成本最低的基础措施。
1.1.2架设避雷线
对于110kV以上的高压输电线路,合理架设避雷线是有效防止雷击的措施,在实践中,一般要求全程架设,以保护高压输电线。避雷线一般是伴随高压输电线存在的,一方面可以在遭遇雷电击中的情况下有效做到对雷电电流的分流,防止通过铁塔的雷电电流过大导致的事故,另一方面对输电线路本身具有电压屏蔽作用,可以有效降低线路的感应电压,也就降低了雷电触及输电线的几率。与此同时,避雷线还具有与输电线路的耦合作用,在遇到雷电时,可降低塔顶绝缘子内的电压,从而降低塔顶到塔底之间的电位差。
1.1.3高压输电杆塔
要有效接地在雷电击中高压输电杆塔时,如果杆塔本身能够切实有效接地,就可以将雷电及时有效导入到大地,从而起到避雷的效果。在实际工作中,高压输电杆塔与地面土壤之间的接地电阻越小,其防雷效果就越好,因此,要采取一定的措施,进一步降低接地电阻。例如,可采用杆塔内部导电体延伸放射接地或者深入接地的方式,以增加杆塔与地面的接触面积;或者在杆塔接地部分的土壤内添加一定的导电物质或者降阻剂等,以使杆塔内部导电体与地面土壤之间有效导通。
1.1.4合理运用避雷器
在高压输电线路上安装避雷器被认为是一种效果显著的避雷措施,在美国、日本等发达国家已经得到广泛应用,在我国避雷器的运用也开始了新的阶段,由于避雷器的使用投资较高、对安装技术要求较为严格,要根据具体的情况对避雷器进行科学的选型,并进行技术经济方案比对后才能实施,因此在我国还没有取得规模化的应用。常用的避雷器有:无串联间隙型避雷器、带串联间隙符合外套氧化锌避雷器等。
1.1.5安装自动合闸装置
在高压输电线路遭到雷电击中后,大多数情况下在跳闸后事故可以得以自动消除,因此为降低由于雷击跳闸带来的经济损失,要在线路上加装自动合闸装置,以使雷电事故影响消除后线路能够及时投入正常的运行,将雷击事故的造成的损失降为最低。
1.2高压输电线路防雷新举措
1.2.1采用新型输电线路架设结构
随着科技的发展,人们对高压输电线路的架设形式有了新的认识,为了在发生雷电袭击之时将事故造成的危害降低,将传统的五平行线结构改为七平行线结构等,可对雷电电流有效的分流,并且这种结构可以有效发挥避雷线的作用。
1.2.2可控放电避雷针技术
可控放电避雷针技术是相对于传统避雷针技术而言的,是一种主动引发上行雷,也就是采用产生向上放电的方式来减少绕击和增大保护角的的避雷装置。可控放电避雷针放电时顶部电场的增长倍数远大于传统的避雷针,因此采用可控放电避雷针技术是一种先进、高效的避雷措施。
2变电站雷电防护措施
变电站在遭遇雷击时,其损害主要体现在以下两个方面,一是雷电波直接击中变电站的电气设备上,二是架空线路的感应雷过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站,因此要针对雷电对变电站的影响实际情况分别制定相应的措施。
2.1变电站电气设备防止直接雷击的措施
在实际工作中,一般来说在变电站的电气设备防雷中,常用加装避雷针或避雷线的方式将雷电电流导入大地土壤中,以避免其对设备造成的损害。在实践中,要格外注意土壤的电阻率,如果电阻率过高会影响避雷针或避雷线的效果,可能造成引流体在空间间隙中对设备造成的反击,因此可采用在土壤中添加降阻剂等方法使土壤可以有效与避雷针的导线联通。
2.2变电站侵入雷电波的防护措施
2.2.1合理配置避雷器
在变电站中要合理配置避雷器的数量,保证变电站的每组母线上都安装足够的避雷器,并且科学布局避雷器的位置,使其尽可能靠近变压器,并同时兼顾其他设备的要求,使避雷器之间可以合理配合,增加避雷效果。
2.2.2在变电站的进线段进行防护
要阻断雷电波侵入变电站,保护电气设备不受损坏,在临近变电站的一段线路上要架设避雷线,从而对雷电波起到一定的分流作用,使雷电电流强度处于电气设备绝缘的承受范围内。
2.2.3微电子设备的防护
一般来说,变电站内微电子设备受雷电的干扰主要来自于雷电电流产生的瞬变电磁场,因此,要采用适当的电磁屏蔽措施以防止电磁干扰,此外为防止设备由于瞬间过电压造成的故障,要在微电子系统的关键部位安装过电压保护器以及浪涌吸收器等等。
3高压输电线路和变电站雷电防护的展望
由于雷电的不可预期和不可控制性,导致在日常高压输电线路和变电站的雷电防护工作极为复杂,本文已经介绍了一些常见的防雷技术和方案,但每种防雷方法并不一定适合每种情况,因此要因地制宜,充分利用地形地貌特征以及通过概率统计的方式了解雷电发生的特点,并考虑成本情况,进一步研究和完善适合于特殊地理环境的防雷新技术是防雷保护的又一主要研究方向。
总而言之，雷电因素是人类也无法控制的因素，人们只能对其的来临做好相应的准备和预防，虽然高压输电线路和变电站的保护和安全保障方面有一定的困难，但是通过我们进行不懈的努力，也研究出了相关的解决方案和预防措施，给高压输电线路和变电站的保护带来了一定的保障。相信随着我国技术的进步，一定能在这项领域做出巨大的突破。
参考文献
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