电力系统的防雷与接地技术研究

一、雷电对电力系统及其设备的危害

点击效应分为如下几类：

1.电效应。雷电发生时引发的数万伏的电压和数十万安的冲击电流，电力系统中的发电机、变压器等电气设备会被轻而易举地烧毁，而且，电缆的绝缘体、导线也会被烧毁或者烧断。

2.热效应。雷击产生的高温极易酿成火灾。当雷电产生的巨大电流穿过潮湿树木等导体时，电能在极短的时间内迅速转化为热能。具体来说，雷击点发热量产生0.5～2kJ的热量足以融化钢铁，最终引发灾难。

3.应力效应。雷电通道中的木材纤维或钢铁缝隙里的空气会在上述雷击产生的热效应的情况下急剧扩张，巨大的内压会破坏木材以及钢铁。

4.静电感应。雷云和大地之间存在巨大电场，当此电场中有金属导电体存在时，金属表面会出现大量感应电荷。雷云和大地的电场会在雷云放电后消失，此时，金属物体表面的感应电荷对附近的导电体产生感应电压。感应电压较高而击穿空气放电，危险的放点现象会给周围的人员以及设备造成很大的安全隐患。

5.电磁感应。雷云与地面之间产生放电现象，巨大电流和极高的电压伴随产生，不过产生的电荷会在很短的时间内进行中和。在高强度的电磁场的情况下，金属内部的感应电流随之产生。闭合回路会受感应电流的影响，如果阻值较大，产生的巨大热量足以点燃易燃易爆品仓库[1]。6.雷电侵入波。民用架空线路在雷电的影响下产生雷击、感应雷时，雷电沿架空线路传播进入建筑物内，很大程度上击穿配电线路的绝缘层，从而引发火灾，也会导致人触电，从而造成巨大的安全隐患。

二、电力系统及其设备防雷技接地术

2.1输电线路的防雷技术

2.1.1避雷线的架设。避雷线的材质一般情况是钢绞线（GJ）。在金属线夹的作用下，避雷线与杆塔的接地系统实现完美连接，因为避雷线的架设是伴随导线，并且位于杆塔的最高点，相当于避雷针的作用。此外，避雷线在高压输电线路中的耦合现象会导致电能的损耗，因此，双避雷线在超高压条件下的使用必不可少，这样做的主要目的是对导线起到很大的保护作用。

2.1.2降低杆塔接地电阻。塔杆接地电阻的大小直接影响架空线路的防雷水平，因此，降低塔杆接地电阻可以直接减少闪络的强度，同时对线路的跳闸也起到积极作用。

2.1.3安装线路避雷器。具体做法是讲避雷针与绝缘子串的导线端进行并联连接，一旦雷电在电路中产生电流，而电流沿着避雷器流入大地，如果电流到达变电设备就会对设备造成严重损坏。为了避免电流对变电所中的变电设备的破坏，线路避雷针的安装必不可少，这样做一来可以保护绝缘子不会出现闪络现象，另一方面可以增加线路的抗雷击能力，可谓一举多得。

2.2电力设备的接地技术

2.2.1工作接地。顾名思义，工作接地就是为保证电路以及系统电位稳定运行的接地方式，工作接地的目的是保证电流信号的零电势相同。电路中的工作接地有诸多分类方式，举例来说，为以降低电力设备的绝缘水平以及中性点在系统的接地方式都属于工作接地的范畴[2]。根据电路性质，工作接地可以分为电源地、数字地、模拟地、直流地、交流地等等。

2.2.2防雷接地。避雷针、避雷线和避雷器等避雷设备受雷击时可能被击毁，使电势极高或极低的位置出现极大安全隐患，为避免事故的发生，配套的相应接地设备必不可少，这样一来雷击电流进入大地，实现危害的最小化。

2.2.3安全接地。雷电通过带有金属外壳的电器设备时，设备表面会感应出大量的电荷，对附近的工作人员的人身安全有一定的威胁。因此，应将电气设备外壳设置地接地，以保证工作人员安全。

三、结论

随着国家经济的发展，电力系统及设备的安全成为国民经济的发展的关键因素。我国地处一个雷电频发的地域，对电力系统及其设备的防雷保护犹为重要。多种防雷技术与接地技术相结合，全面地对电力系统及其设备进行防护的使用必不可少。接地技术的种类和作用繁多，应根据实际电力系统的要求采用相应的技术。电力系统的稳定运转所带来的利益远比投入防雷等所耗费的资金高的多，因此，安全维护方面应加大投入力度，这样才能保证利益最大化。

作者：夏广坤 张杨    单位：延边电力经济技术研究所