王鯖權(quán)

西安鐵路局安康供電段，陜西漢中 723000

1 雷電的基本形式

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對(duì)流發(fā)展旺盛的積雨云中，因此常伴有強(qiáng)烈的陣風(fēng)和暴雨，有時(shí)還伴有冰雹和龍卷風(fēng)。積雨云頂部一般較高，可達(dá)20 公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對(duì)流等過(guò)程，使云中產(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個(gè)電位差。當(dāng)電位差達(dá)到一定程度后，就會(huì)產(chǎn)生放電，這就是我們常見(jiàn)的閃電現(xiàn)象。閃電的平均電流是3 萬(wàn)安培，最大電流可達(dá)30 萬(wàn)安培。閃電的電壓很高，約為1 億至10 億伏特。一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)一千萬(wàn)瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。放電過(guò)程中，由于閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強(qiáng)烈的雷鳴。 帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時(shí)，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見(jiàn)到和聽到的閃電雷鳴。

2 27.5kV 牽引變電所遭受雷擊的主要形式及防雷措施

27.5kV 變電所屬于牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分之一，在變電所遭遇經(jīng)濟(jì)突發(fā)雷擊事故前提下，鐵路系統(tǒng)面臨著大面積的停電風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重危及到鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的安全。因而必須對(duì)變電所采取一定的防雷保護(hù)措施。

變電所可能遭遇的雷擊危險(xiǎn)主要來(lái)自于兩個(gè)方面：一是雷電發(fā)生時(shí),雷電直接破壞變電所的電氣設(shè)備；二是因架空線路的感應(yīng)雷過(guò)電壓和直擊雷過(guò)電壓所形成的雷電波沿線路侵入變電所。因此，對(duì)于雷電對(duì)變電所進(jìn)線及變壓器破壞的防護(hù)措施顯得尤為重要。

1）變電所的直擊雷防護(hù)。裝設(shè)避雷針是直擊雷防護(hù)的主要措施，它將雷吸引到自己的身上，并安全導(dǎo)入地中，有效保護(hù)到了電氣設(shè)備、建筑物不受直接雷擊；

2）變電所對(duì)侵入雷電波防護(hù)。在變電所的進(jìn)、出線上裝設(shè)閥型避雷器,當(dāng)線路遭遇雷擊時(shí)，將有行波沿導(dǎo)線向變電所運(yùn)動(dòng)，閥型避雷器限制流經(jīng)避雷器的雷電電流幅值和雷電波的陡度，從而保護(hù)了變電所設(shè)備免遭雷擊。

3 27.5kV 牽引變電所遭受雷擊問(wèn)題分析

27.5kV 牽引變電所在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于防雷措施不到位緣故，發(fā)生雷擊直接造成變電所設(shè)備燒損，影響牽引供電安全。主要存在幾方面問(wèn)題：

1）避雷針接地電阻不符合規(guī)范要求。對(duì)于變電所直擊雷防護(hù)措施，避雷針裝設(shè)一般能符合設(shè)計(jì)要求，但避雷針接地電阻由于變電所土壤電阻率等因素的影響不能達(dá)標(biāo)，施工人員考慮施工難度大，可能偷工減料，提供避雷針接地電阻合格的虛假試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

2）變電所進(jìn)線線路避雷設(shè)施不全或不正確。由于變電所進(jìn)線第一極桿塔至變電所線路屬于鐵路單位與地方供電局結(jié)合部設(shè)備，個(gè)別變電所進(jìn)線第一極桿塔至變電所線路未架設(shè)避雷線，或者架設(shè)的避雷線直接連接變電所進(jìn)線桿塔的接地線。

前一情況下，由于變電所設(shè)備絕緣水平與線路設(shè)備絕緣水平相比較低，特別是變電所進(jìn)線備用時(shí)避雷器不能起到保護(hù)進(jìn)線設(shè)備（絕緣子和進(jìn)線隔開磁柱）作用時(shí)，一旦發(fā)生線路雷擊，設(shè)備抗雷壓力全部壓在變電所進(jìn)線設(shè)備上，導(dǎo)致變電所進(jìn)線設(shè)備雷擊損壞。如2011 年7 月，**變電所進(jìn)線因無(wú)避雷線保護(hù)遭受雷擊，造成變電所進(jìn)線母線絕緣子（組合電器）擊穿，變電所較長(zhǎng)時(shí)間單電源供電，嚴(yán)重危及供電安全。

后一情況下，由于變電所進(jìn)線桿塔接地線與變電所主地網(wǎng)相連，如果進(jìn)線避雷線直接連接變電所進(jìn)線桿塔的接地線，一旦進(jìn)線避雷線導(dǎo)入雷電波，雷電波將向變電所運(yùn)動(dòng)，并導(dǎo)入變電所主地網(wǎng)中，可能對(duì)變電所電氣設(shè)備造成反擊事故；

3）變電所27.5kV 所用變向所外供電線路導(dǎo)入雷電造成變電所二次設(shè)備反擊事故。由于生產(chǎn)的需要，變電所27.5kv 所用變有時(shí)向變電所附近路內(nèi)生產(chǎn)部門進(jìn)行供電，架設(shè)的線路一旦遭受雷擊，雷電波沿所用變供電線路向變電所運(yùn)動(dòng)，除了造成變電所生產(chǎn)、生活電器設(shè)施損壞外，同時(shí)嚴(yán)重危及變電所直流系統(tǒng)設(shè)備以及變電所二次保護(hù)設(shè)備。如2012 年7 月，***變電所27.5kV 所用變供電線路遭受雷擊，該變電所及供電生產(chǎn)部門的辦公電腦燒損外，變電所控制、信號(hào)回路空氣開關(guān)、保護(hù)裝置也同時(shí)損壞。

4 采取的措施

防雷規(guī)范對(duì)不同接地網(wǎng)規(guī)定有不同的電阻值，在經(jīng)濟(jì)合理的前提下，應(yīng)盡可能降低接地電阻，能夠有效限制地電位的升高。

結(jié)合牽引變電所實(shí)際運(yùn)行，為切實(shí)防止變電所因雷擊產(chǎn)生嚴(yán)重的設(shè)備和人身事故，應(yīng)采取以下措施：

1）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范進(jìn)行防雷設(shè)施施工。除了正確進(jìn)行變電所避雷針安裝外，避雷針的接地電阻必須符合規(guī)范的要求。（獨(dú)立避雷針的接地電阻不得大于10 歐姆）；

2）加強(qiáng)與供電局溝通聯(lián)系，對(duì)于變電所附近進(jìn)線線路，必須架設(shè)完備的避雷線，進(jìn)線避雷線連接變電所進(jìn)線桿塔時(shí)，比如采用絕緣子隔斷，防止雷電導(dǎo)入變電所主地網(wǎng)中；

3）加強(qiáng)變電所所用變供電的管理，對(duì)向所外供電線路進(jìn)行防雷檢查，可以采取電纜埋入地下或設(shè)置專門防雷設(shè)施的防雷保護(hù)措施，同時(shí)變電所應(yīng)在直流系統(tǒng)交流充電回路中加裝隔離變等保護(hù)設(shè)施，保護(hù)變電所直流系統(tǒng)免受雷擊，影響變電所二次保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行。

5 結(jié)論

變電所一旦遭受雷擊，可能產(chǎn)生嚴(yán)重事故，因此變電所防雷保護(hù)工作必須高度重視。筆者從自身變電所運(yùn)行管理中，分析討論了幾方面的問(wèn)題，并提出了整治措施和方法，認(rèn)識(shí)可能難免片面和狹隘，但希望通過(guò)本次討論分析，對(duì)鐵路變電所防雷保護(hù)有所幫助，進(jìn)一步完善變電所防雷措施，確保鐵路運(yùn)輸安全和社會(huì)穩(wěn)定。