（西安长庆科技工程有限责任公司 陕西省 710000）
摘要：作为一种破坏力极强的自然现象，雷电可瞬时产生数百万伏的高压，其电流也可达到数十万安培，对我国的电力系统具有极大的威胁和破坏。为了提升电力系统运行的稳定性，对电力系统进行防雷保护成为一项必不可少的工作。本文就电力系统防雷工程设计进行深入分析，以期为电力系统的安全稳定运行提供有价值的参考。
关键词：电力系统；防雷措施；输电线路；变电站
1电源系统的防雷设计
对电源系统进行防雷保护，主要是防止由直击雷所引起的操作浪涌的各级过电压对电源系统的侵袭。通常情况下，人们采用多级保护的方法防止电源系统遭受雷击。对电源配电回路进行第一级防护，就是将DHENTB100防雷箱或者CSP100DI电源防雷模块安装在380V低压总配电箱中。电源系统受到雷击后，由于电源线的传导作用，强大的雷电流可能会损坏配电柜中的部分设备。在电源系统总配电间内安装第一级防护可防止此种情况的发生。对电源配电回路进行第二级防护，就是将一套DGMTT385电源防雷模块或DHENTB40防雷箱安装在机房分配电柜内。与第一级电源防护不同，电源系统的第二级防护的主要作用是防止雷电流损坏后端设备。电源系统的第三级防护也是最后一级防护，就是将DHENDRM2P255单行防护器串联在楼层分配电箱的空气开关后级处，其主要目的是保护单相AC220V电网不被雷电损坏，保证其供电系统的稳定性。
2电力自动化系统防雷设计
2.1接地电阻
在电力自动化系统的防雷设计中，确保接地的良好性非常关键。通常而言，电压值随接地率的降低而减小，安全的接地电阻需求情况如表1所示。在通信调度楼内应该尽量使得底楼的动力装置与综合通信站使用同一接地网，此外，还应该注意设置接地网所需的特殊性设备，使通信楼的主地网能够与接地网通过放电器实现连接，从而起到隔离雷击的效果。
表1安全接地电阻的需求情况
2.2UPS过电压防护
在通常情况下，UPS中设有压敏电阻，其在一定程度上能够防护雷击，然而其防雷效果却并不是很显著，当发生雷击的时候，极易使得UPS受到强烈的干扰。所以，应该采用四级防护方式对UPS进行设置，各级均使用气体放电管，第二级同时使用限流的模块，在第三级上设置压敏电阻，并在第四级上使用TVS管，以此来确保UPS良好的防雷击效果。
2.3屏蔽
在通信调度楼的金属地板与建筑钢筋等位置处需要互相进行焊接，对需要较高屏蔽性的设备，需要在机房墙体上敷设屏蔽网，并且与接地母线实现多点连接。除此以外，架空电力线应在改为屏蔽电缆后引下，对有屏蔽层与铠带的电缆，需要将铠带同时接入地下，以此来起到显著的防雷效果。
3输电线路的防雷设计
目前，我国电力系统的输电线路主要包括超高压或特高压交流输电线路和高压直流输电线路两个部分。超高压交流输电线路主要传输电压等级在110kV~750kV之间的交流电压，其输电网络常设于旷野之中，地理环境多变，极易遭受雷击。直流输电线路是我国电力系统最主要的组成部分之一，若遭受雷击，可形成较大的短路直流，造成电流故障，严重时甚至会损坏输电线的绝缘体，造成电力泄漏。
3.1架设底线
作为送电线路的首道防线，架空地线是电力系统防雷最基本的措施之一。当雷电直击塔顶时，地线可对雷电流起到分流作用，将大部分雷电流传导到大地中，从而保护输电线路。另外，地线还对导线有耦合和屏蔽的作用，可降低地线的本塔绝缘电压和感应过电压。
3.2减小地线对导线的保护角
设Pα为雷电绕击率，h为杆塔的高度，α为地线对导线的保护角。由公式可得，降低接地电阻可使线路的耐雷水平得到提升。就目前而言，降低接地电阻是最经济也最有效的防雷措施。
3.4安装避雷器
当输电线路遭到雷击时，避雷器可起到对雷电流的分流作用，降低杆顶的电位。由于线路绝缘子与避雷器为并联关系，所以，当发生雷击时，避雷线与导线中均有电流通过，两者可发生电磁感应，产生耦合，致使避雷器上的残压小于绝缘子串的50%放电电压，导线和塔顶的电位差小于绝缘子串的闪络电压，从而避免绝缘子闪络。
3.5加强线路绝缘
加强线路绝缘可采用的方式主要包括增大避雷线与跨越档导线之间的距离和增加绝缘子片数两种方法。由于导线的两个回路上绝缘子片数不平衡，导线遭遇雷击时，片数较少的线路先出现闪络现象，增加了其余回路的耦合作用。
4变电站的防雷设计
相比较运输线路、高耸建筑物等，变电站较易受到雷击的损害，且经济损失大。近年来我国变电站防雷系统有了显著的改进，防雷工程在飞速地提高。变电站的防雷工程简单来说有三级保护，这三道防线的安排对变电站实现了多面保护功能。
4.1第一级防护线
第一级防护线是最简单的、直接的把雷击引流到地线，是雷击遇到的“先头部队”。由避雷针或者避雷线、接地的防护装置和引流电线等构成，三个简单的装置就能对小雷击起到防御作用。如果变电站较小，可以只采用避雷针，如果是较大的变电站，则考虑应用避雷针或避雷线或两者合用，防御效果会扩大。
4.2第二级防护线
接下来就是防护线了，这也是防雷工程中设计的第二级防护线。专业人士知道雷击产生的电流是经过进线装置才被引流到地线，如果雷击电流进入到地下线路，则容易破坏。所以在引流雷击电流时，必须在进线装置上安装防雷系统，以降低雷击电流，减少破坏的可能性。
4.3第三级防护线
第三级防护线也是最后的一关，如果雷击电流太强或某种装置原因导致前两级失效，第三级就是减少雷击电流，保护电子设备的关键所在。第三级防护线就是变电站内部的避雷装置，可以通过使用避雷器，以及使用适当的能减少雷击电流的绝缘装置，能很好的对雷击起到防护作用。
5结语
防雷工程在电力系统的稳定和安全运行中具有重要的作用，提高防雷工程的设计水平具有重要的现实意义。防雷工程在电力系统中的设计和应用方向主要包括电源系统、电力自动化系统、变电站以及输电线路，应根据各方面的不同情况，分别采取相对更合理的防雷装置。同时，应注意加强相互之间防雷设置的联系，以从整体上促使电力系统处于有效的防雷保护下，有利于整个电力系统的安全良性运转。
参考文献：
[1]吴昊瑾.电力系统防雷工程设计浅谈[J].科技视界，2014（12）：82-101.
[2]赵威.电力系统防雷工程设计体系的健全[J].中国新技术新产品，2013（24）：191.
[3]电力系统防雷工程设计浅谈[J].王少先.科技资讯.2012（26）
作者简介：
蔡培升（1983.5-），男，陕西西安人，西安石油大学机械电子工程专业硕士，工程师，单位：西安长庆科技工程有限责任公司
论文作者:蔡培升,李化龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：防雷论文; 防护论文; 电力系统论文; 线路论文; 变电站论文; 地线论文; 电源论文; 《电力设备》2017年第26期论文;