摘要:在经济等方面不断发展的时代背景下,我国电网行业迎来了飞速发展时期,而变电站作为其中不可缺少的关键部分,社会各界人士更是对其提出了更高的关注。在变电站日常运行当中,避雷器设备作为维持其稳定运行的核心设备,基于雷电天气下,要想保证变电站不受到到雷电的破坏,那么企业相关工作人员就必须根据发展现状,提前制定切实可行的避雷器配置计划,当然,此环节最重要的就是对电击点累积等工作形成高度重视。文章出于保护变电站免受雷电威胁的视角下,详细围绕特高压GIS变电站雷电过电压防护方面开展深入的分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
变电站运行管理中,安全是运行管理的核心内容,尤其是变压器作为核心设备,如果受到落雷击穿绝缘,无法自行恢复,将会威胁到设备正常运行,带来不可估量的经济损失。通常情况下,变电站雷电灾害多表现在侵入雷和直击雷,队友一些依据标准要求安装避雷针的,事故几率较低,但是雷电可能会沿着线路侵入变电站,产生过电压威胁到变压器正常使用。安装MOA可以有效抵御变电站侵入雷电,但是需要结合变电站选择合理的MOA参数,在合理接线方式支持下,全面保障变电站的GIS系统运行安全。
1、雷电过电压概述
雷电过电压也称外部过电压,是由于电力系统中的设备或建筑物遭受来自大气中的雷击或雷电感应而引起的过电压。雷电冲击波的电压幅值可高达1亿伏,其电流幅值可高达几十万安,因此对系统危害极大,必须加以防护。而雷电过电压又分为直击雷过电压、感应雷过电压、侵入雷过电压。
2、特高压GIS变电站雷电过电压防护的具体措施
2.1对于直击雷的保护措施
目前,我国常见直击雷的保护方式是利用接闪器、引下线以及接地设施组成保护系统。其中引下线的作用是将接闪器中雷电电流安全引入地下,需要注意的是引下线需要安装两根以上,并且沿着建筑的周围进行均匀布置,同时引下线的之间距离不得小于18m。但重要的通信建筑和高度在100层以上的通信大楼设置引下线时,引下线之间的距离不能大于12m。引下线进行连接时需要采用焊接的方式,与各层均匀的进行压环焊接,通常选用10mm的圆钢或者相同面积的扁钢作为材料。利用多根引下线的方式不仅能够提高防雷设备的稳定性,而且同时能够分流,从而降低不同引下线的电流压力,降低雷击的风险性。此外,多根引下线的方式也能够让雷电电流均匀地引入地下,促使电流雷击产生磁场在其引导下相互抵抗,从而达到电位平衡的目的。接地设施是指在土壤层中安装防雷设备,起到疏散电流的作用。接地设备需要材料有钢管、角管以及扁钢等,而钢管的尺寸直径一般不会>50mm,厚度不会>3.5mm,角钢的尺寸一般为50mm×50mm×5mm,扁钢的尺寸一般为50mm×4mm。在整个接地设备使用过程中,需要将不同的接地设备连接成为地接网,形成环形的接地网,而引下线需要连接到接地设备周围,这种连接方式能够有效对雷电电流进行分流,保持内部电位平衡。垂直的接地装置一般长度在1.5~2.5m,深度在0.8m左右,电极之间的间隔一般在5m左右,水平接地装置埋藏的深度在1m左右,而建筑物向外引申的长度一般不会超过50m。对于框架结构的通信站会利用钢筋作为接地装置,接地网需要采用闭合环状进行连接,当接地网出现无法闭合的情况时接地线的长度出现偏差,粗细也会不均匀,同时电感的分布和导线电阻的情况也会不一样,当出现雷电袭击时不同接地点到电源设备的电位也会不同,从而形成电位差。
2.2对于感应雷的防护措施
感应雷电与直击雷电关系十分紧密,但两者之间又会存在不同之处。感应雷电会通过感应方式进入电源设备中,对于电源设备的导体产生重要的影响,从而造成危害,使得通信电源设备无法正常使用。目前为止,感应雷电造成危害的方式有静电感应和电磁感应两种。静电感应是指雷电云层中储藏大量的电荷,通过导体会对自身感应系统产生相反的电荷,当雷电云感应产生的电荷超出电源设备的承受能力时会产生明显的雷击现象,而雷电云层中电荷也会进行释放。在这个过程中,导体会感应出相反的电荷情况并进行释放,从而导致电流在导体产生巨大脉冲,而脉冲也会对设备的元件产生损害。通常静电感应会比电磁感应产生的危害更为严重,破坏力也会更为巨大,因此相关部门进行雷电防护工作时要充分重视感应雷的防范措施,根据不同要求进行严控控制和调整,在实际工作中提高电源设备的抗雷电能力。
2.3电源避雷装置的安装方法
第一,在电源避雷装置施工时,相关的施工人员要按照国家规定进行安装,确保接地线和接地设备之间能够有效进行连接。同时也要对接地网中直流电阻值进行测量,确保测量的数值能够达到规定的数值,防雷系统中的接地装置也需要分开安装,防止出现回流情况。防雷接地电源线不需要过长,尽量保持接地线较短和截面较大的情况,防止出现防雷系统电压过高,导致防雷系统失去保护措施。第二,接地导线装置要避免出现回路情况,当接地线的直径较大,传输距离会变的较短,能够降低回路的直流电阻,有效释放感应电流。第三,在安装电源防雷设备连接端子时要保持导线达到20mm²以上,安装避雷器时引线需要采取10mm²以上的多股铜导线。第四,在电源避雷装置安装接地回路的接地引线时需要采用10mm²以上的铜导线,在安装电源避雷装置接地回路时需要使用25mm²以上的铜导线。第五,在安装接地引线时,当地引线实际长度超过每超过标准1m都需要增加地引线横截面积,并且保持接地线平直、整齐。
3、在施工、维护工作中需要注意的问题
在雷电防护装置安装、维护工作中需要注意以下几个问题。第一,需要相关人员重视通信机房电路并设立相关的屏蔽保护的措施,确保能够安全进入通信机房。第二,加强对直流防雷器控制,从而提升通信设备电压承载能力。第三,由于导线装置产生的残余电压会对电源的防雷能力和效果产生影响,因此需要控制残留电压,按照严格规定进行安装。第四,利用多级分布方式减少残余电流的产生,并且电源线长度不得小于15m,但过长会影响装置的控制能力。第五,利用梯层分布的方式进行导线连接,其连接线长度不得小15m。第六,安装具有远程监控的防雷装置,从而达到监测、控制的目的,能够确保通信电源设备在无人看守的情况下掌握防雷情况,同时也能够提高防雷装置的保护效果,实现全天防雷监测,确保通信电源设备正常运行。第七,增加交流电和直流电的避雷装置,降低雷击情况出现时给通信电源设备造成的损失。
4、总结
总而言之,特高压GIS变电站而言,进行雷电过电压防护是非常重要的事项之一。因为在变电站的日常运行过程中,如果出现雷雨天气雷电有可能会对变电站产生极大的危害。本篇文章当中我们就探讨了一下如何才能进行雷电防护,希望通过本篇文章的论述,可以帮助我国的变电站更好的发展。