李洪福

摘 要：現(xiàn)今，我國水電站已經(jīng)發(fā)展成了電網(wǎng)的主要電源，尤其在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中水電站的地位與作用也越來越重要，水電站發(fā)揮著綜合性的利用效益，例如發(fā)電、防洪、航運(yùn)、供水等，但由于水電站自然條件復(fù)雜，設(shè)備與線路內(nèi)在聯(lián)系緊密，一旦發(fā)生雷擊事故，就會波及全站乃至全網(wǎng)，從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡。本文首先將雷擊對水電站的危害進(jìn)行分析，并從中分析出事故發(fā)生原因，找出解決對策。

關(guān)鍵詞：水電站：雷擊系統(tǒng)失壓：對策研究

水電站是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施。在水電站運(yùn)行中發(fā)生雷擊的情況屢見不鮮，在水電站發(fā)生雷擊過電壓之后，就會導(dǎo)致變壓器或發(fā)電機(jī)等電氣設(shè)備絕緣發(fā)生閃絡(luò)造成擊穿，較為嚴(yán)重的現(xiàn)象會發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸，針對以上災(zāi)害發(fā)生的情況，對水電站運(yùn)行中受雷擊系統(tǒng)失壓進(jìn)行對策研究尤為重要。一些水電站中即便安裝了防雷設(shè)施，但是由于并沒有按照規(guī)格設(shè)置防雷裝置，導(dǎo)致防雷的系數(shù)降低，相反隨便安裝一個一支防雷針或一組防雷器會有引雷的發(fā)生。

一、雷擊對水電站的危害性

1）直接雷擊即雷云直接向水電站的電氣設(shè)備或建筑物放電。電站建筑物若被直接雷擊中，巨大的雷電流將會造成建筑物火災(zāi)；若雷云直接向電氣設(shè)備放電，則直擊雷過電壓會使電氣設(shè)備的絕緣遭到擊穿破壞而造成火災(zāi)。

2）感應(yīng)雷擊在雷云臨近水電站上空時，水電站建筑物和四周地面上將感應(yīng)產(chǎn)生大量的電荷。假如建筑物接地不夠良好，就會與大地間形成電位差，當(dāng)感應(yīng)雷過電壓足夠大時，就會引起建筑物內(nèi)部的電線、金屬管道、大型金屬設(shè)備放電而造成火災(zāi)。

3）雷電侵入波當(dāng)水電站輸電線路遭到直接雷擊或感應(yīng)雷擊時，巨大的雷電流會沿著輸電線路向電站流動，產(chǎn)生的雷電高電壓有時可高達(dá)30～40萬伏，使電站電氣設(shè)備絕緣損壞而造成火災(zāi)；避雷線被雷擊后，避雷線與輸電線間的空氣絕緣也輕易被擊穿；另外，由于水電站電氣設(shè)備本身還帶有工頻交流電，假如雷電過電壓使設(shè)備的絕緣擊穿，當(dāng)短暫的雷電流過去之后，工頻交流電通過其擊穿通道時就會短路，從而造成火災(zāi)事故。

二、發(fā)生雷擊系統(tǒng)失壓的原因分析

1）接地網(wǎng)運(yùn)用的鋼材質(zhì)量較差，截面積小、數(shù)量不足，加上在對接地網(wǎng)進(jìn)行敷設(shè)時的焊接較為草率，焊接質(zhì)量差，導(dǎo)致出現(xiàn)連接不良的情況，甚至由于埋深不夠，接地電阻較大。通過對多起事故的原因調(diào)研，得出發(fā)生事故的水電站電阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出了規(guī)程允許的接地電阻值。

2）避雷器的接地引下線通常使用的都是裸鋁線，并直接的將裸鋁線牽引到地下與接地網(wǎng)進(jìn)行連接，由于長時間的被土壤覆蓋，地下連接處會發(fā)生被土壤腐蝕從而生銹的情況，連接處生銹會讓引下線與接地網(wǎng)間的電氣接觸不良，如果有雷電傾入避雷器進(jìn)行放電時，雷電流不能快速、有效的傾入大地，殘壓作用在被保護(hù)的設(shè)備上，例如變壓器的中性點(diǎn)，形成反擊電壓使變壓器高壓側(cè)絕緣擊穿或經(jīng)變壓器低壓側(cè)竄入低壓配、發(fā)電設(shè)備，造成事故。

3）在許多的水電站中，避雷針的構(gòu)架都被用作路燈的支柱，那么在有雷電發(fā)生時，雷電會落在避雷針上經(jīng)感應(yīng)會經(jīng)過路燈線，從而路燈電源線會將雷電直接引入到室內(nèi)，從而造成嚴(yán)重的災(zāi)害。或者選用的避雷器裝置沒有達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，一些規(guī)模較小的水電站管理意識較差，由于自身水電站的規(guī)模較小，管理者的相關(guān)防護(hù)意識較差，認(rèn)為雷電發(fā)生的幾率較小，所以使用的防雷裝置并不是十分靠譜，一旦雷電情況發(fā)生，即便規(guī)模較小的水電站，也會造成一些不可挽救的損失與災(zāi)害。

4）避雷針的接地網(wǎng)與電站的主要接地網(wǎng)間隔較小，針身與被保護(hù)設(shè)備、構(gòu)架之間的距離過小，引起雷電反擊過電壓。

三、水電站雷擊火災(zāi)的預(yù)防措施

在水電站防雷保護(hù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)雷電活動情況、地形、地質(zhì)、氣象情況以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式等，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，符合電力系統(tǒng)和電力設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。雷電活動非凡強(qiáng)烈的地區(qū)，還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)加強(qiáng)防雷措施。

（1）戶外配電裝置，包括組合導(dǎo)線和母線廊道；

（2）無鋼筋的磚木結(jié)構(gòu)主廠房和室內(nèi)配電裝置；

（3）戶外布置的電力變壓器、主變壓器的高壓引出線和戶外布置的發(fā)電機(jī)電壓引出線；

（4）油處理室、露天油罐、主變壓器修理間及易燃易爆材料倉庫等建筑物和需要保護(hù)的其它設(shè)施。

對水電站中一些不需要設(shè)置專門的直接雷擊保護(hù)裝置的建筑物，則采用將其金屬結(jié)構(gòu)（如金屬屋架、鋼筋等）接地；對非金屬材料建造的建筑物，則在屋頂安裝避雷帶作為防止直接雷擊的措施。感應(yīng)雷的保護(hù)感應(yīng)雷過電壓對水電站60kV及60kV以下的電氣系統(tǒng)絕緣有損害。

一般電氣設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離可能遭到直擊雷的設(shè)備（如避雷針、避雷線）或較高的建筑物，增大電氣設(shè)備對地電容或采用閥型避雷器保護(hù)，以減少感應(yīng)雷擊過電壓的危害。建筑物屋頂上的設(shè)備金屬外殼、電纜金屬外皮和建筑物金屬架構(gòu)均應(yīng)接地，建筑物內(nèi)的金屬管道、金屬設(shè)備應(yīng)接地，以避免由雷電所引起的靜電感應(yīng)而產(chǎn)生火花放電。雷電侵入波的保護(hù)水電站防止雷電侵入波的主要措施是安裝避雷器，將侵入波過電壓的幅值限制在電氣設(shè)備絕緣的耐沖擊電壓水平以下。避免設(shè)備發(fā)生擊穿損壞或火災(zāi)事故。

四、水電站防雷裝置的維護(hù)

水電站防雷裝置的檢查維護(hù)為了使水電站的防雷裝置有良好的保護(hù)性能，應(yīng)對其進(jìn)行經(jīng)常檢查或定期檢查。

（1）每年雷雨季節(jié)到來之前，應(yīng)對水電站防雷裝置進(jìn)行檢查，并測量接地電阻情況。防雷裝置的接地電阻合乎要求，雷電流才能被順利導(dǎo)入地中，而不致發(fā)生對建、構(gòu)筑物的反擊和造成火災(zāi)爆炸事故。因此，對接閃器、引下線、接地裝置輕易發(fā)生腐蝕的地方應(yīng)加強(qiáng)檢查，避免通過雷電流時發(fā)生熔化、發(fā)熱等引起火災(zāi)危險(xiǎn)。如發(fā)現(xiàn)防雷裝置熔化或斷損、腐蝕和銹蝕超過30%以上、接地電阻不符要求等情況，應(yīng)及時予以維修或更換。雷雨后，應(yīng)注重對防雷裝置的巡視；

（2）對于各種避雷器，先檢查其外觀。首先檢查其瓷套或絕緣子是否完好，有無裂紋或破損，表面是否臟污，密封是否良好。如何前期的準(zhǔn)備一切良好，在后期的管理與防護(hù)工作上有疏忽就會前功盡棄，如果前期的準(zhǔn)備工作并不是十分完善，那么后期的防雷裝置的維護(hù)工作一定要準(zhǔn)時的進(jìn)行，由此可見，水電站防雷裝置的后期維護(hù)具有著一定的重要性，固定避雷器的各組件是否牢固；進(jìn)而檢查各部分腐蝕和銹蝕的情況，還要加強(qiáng)對運(yùn)行中避雷器的絕緣監(jiān)測，如帶電測量電導(dǎo)電流等。

結(jié)束語：

綜上所述，當(dāng)今水電站已經(jīng)發(fā)展成為了我國主要的電網(wǎng)電源，因此對水電站雷電災(zāi)害的防護(hù)尤為重要，水電站在運(yùn)行中發(fā)生雷擊系統(tǒng)失壓的情況屢見不鮮，只有切實(shí)的從中尋找解決措施，才能進(jìn)一步解決問題，戶外配電裝置、無鋼筋的磚木結(jié)構(gòu)主廠房和室內(nèi)配電裝置、油處理室、露天油罐、主變壓器修理間及易燃易爆材料倉庫等建筑物和需要保護(hù)的其他措施，并且對于水電站防雷系統(tǒng)的后期防護(hù)也要做到精細(xì)，這要求水電站的管理者樹立高度的防護(hù)意識。只有完善防雷系統(tǒng)的解決對策，才能為我國的水電站事業(yè)保駕護(hù)航。

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