架空线路的雷电灾害及预防

    发布日期:2019/11/13 9:05:59    来源:本站    阅读次数:

    近几年来,雷电灾害事故越来越被人们重视。雷电灾害的种类多、范围广,预防较困难。每年的雷雨季节,地面设施、建筑物和人时有遭雷击的情况发生。大同煤矿集团有限责任公司电业公司对雷电的形成和种类开展研究,总结了雷电灾害预防的基本方法和措施。

    ⑴雷电的种类、形成及危害

    ①雷电的种类。雷电按危害方式分为直击雷、感应雷、雷电侵入波。雷电按形状分为线形雷、片形雷、球形雷。最常见的是线形雷,片形雷很少,个别情况下会出现球形雷。

    ②雷电的形成及危害。大气中带有电荷的雷云对地电压可高达几亿伏特。当雷云同地面突出物、架空线等之间的电场强度达到空气击穿的强度时就会发生激烈的放电,并出现闪电和雷鸣现象,称为雷电。闪电中可能出现的3种雷击雷电危害:

    a.电作用的破坏。雷电数十万至数百万伏特的冲击电压可能毁坏电气设备的绝缘,造成大面积、长时间的停电。绝缘损坏引起的短路火花和雷电的放电火花可能引起火灾和爆炸事故。电器绝缘的损坏及巨大的雷电流流入地下,在电流通路上产生极高的对地电压和在流入点周围产生的强电场,还可能导致触电伤亡事故。

    b.热作用的破坏。巨大的雷电流通过导体,在极短的时间内转换成大量的热能,使金属熔化飞溅而引起火灾或爆炸,如果雷击在易燃物上更容易引起火灾。

    c.机械作用的破坏。巨大的雷电流通过被击物时,瞬间产生大量的热能使被击物内部的水分或其它液体急剧气化膨胀为大量气体,致使被击物破坏和爆炸。

    此外,静电作用力、电动力和雷击时的气浪也有一定的破坏作用。上述危害中,以伴有爆炸和火灾的破坏最严重。

    ⑵雷电灾害的预防

    ①防雷电装置的种类及作用。防雷电装置的主要工作原理是将雷云放电的通路由原来可能向被保护物体发展的方向吸引到接闪器本身,由它及与其相连的引下线和接地装置将雷电流泄放到大地中去,使被保护物体免遭雷击。防雷装置的种类很多,如避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等都是经常采用的防雷装置。一套完整的防雷装置由接闪器、引下线和接地装置组成。避雷针主要用来保护露天的变配电设备、建筑物和构筑物,避雷线主要用来保护电力线路,避雷网和避雷带主要用来保护高层建筑物,避雷器主要用来保护电力设备。

    ②防雷措施。

    a.架空线路的防雷措施。架设避雷线是一种很有效的防雷措施,但由于造价高,只有在60kV及以上的架空线路上才沿全线装设避雷线,在35kV及以下的架空线路上一般只在进出变电所的一段线路上装设;提高线路本身的绝缘水平,在架空线路上采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子,以提高线路的防雷性能;利用三角形顶线作保护线在三角形排列的顶线绝缘子上装以保护间隙,在雷击时顶线承受雷击,间隙被击穿,对地泄放雷电流,从而保护下面的导线,一般也不会引起线路跳闸;装设自动重合闸装置(ZCH),线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的,线路断路器跳闸后电弧熄灭;如果采用一次自动重合闸装置,使开关经过0.5s或更长一点时间自动合闸,电弧一般不会复燃,从而能恢复供电;装设避雷器和保护间隙用来保护线路上个别绝缘最薄弱的部分,包括个别特别高的杆塔、带拉线的杆塔、木杆线路中的个别金属杆塔或个别铁横担电杆及线路的交叉跨越处等。

    b.变、配电所的防雷措施。装设避雷针用来保护整个变、配电所建筑物,使之免遭直接雷击。避雷针可单独立杆,也可利用户外配电装置的构架或投光灯的杆塔等;高压侧装设阀型避雷器或保护间隙主要用来保护主变压器,以免高电位沿高压线路侵入变电所,损坏变电所这一最主要的设备,为此要求避雷器或保护间隙应尽量靠近变压器安装,其接地线应与变压器低压中性点及金属外壳连在一起接地;在每路进线终端和母线上都应装设阀型避雷器;低压侧装设阀型避雷器或保护间隙主要在多雷区使用,以防止雷电波由低压侧侵入而击穿变压器的绝缘。

    c.建筑物的防雷措施。建筑物防雷应根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,因地制宜地采取防雷措施,做到安全可靠、技术先进、经济合理、施工维护方便。随着信息技术的迅猛发展,计算机等微电子设备大量进入各类建筑物,由于其灵敏度高、耐压低,很易受到雷电电磁脉冲干扰。如果防雷系统有缺陷,接闪装置接闪后建筑物内的微电子设备必然会受到影响,轻者可导致有关设备的误动作,重者会造成硬件的永久性损坏,以致通讯中断等严重后果。建筑物防雷工程是一个系统工程,必须综合考虑,将外部防雷措施和内部防雷措施(接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线、加装过电压保护器等多项重要因素)作为整体统一考虑。建筑物防雷分I类建筑物、II类建筑物、III类建筑物3类。根据前人的调查,沿低压架空线侵入高电位而造成的事故占总雷害事故70%以上。有些建筑物如供电变电站虽采取预防直击雷措施,在建筑物上装设避雷针,线路上装有避雷线及放电间隙,但用电设备仍被雷击坏,就是由于高电位引入而造成的。降低事故的唯一办法就是严格按照防雷规范的要求办,防雷装置一定要安全可靠,加强防雷电的安全意识,制定预防雷电灾害的管理办法,以减少雷电的灾害。            (李剑峰)