水電站施工電氣設備的防雷保護

萬 勝

(中國葛洲壩集團國際工程有限公司，北京 100025)

水電站施工電氣設備的防雷保護

萬 勝

(中國葛洲壩集團國際工程有限公司，北京 100025)

論述了做好水電站電氣設備防雷工作的重要性，對水電站施工中雷電風險問題進行了討論，并就如何做好電氣設備的防雷工作進行了分析，對改進水電站管理工作有積極的促進作用。

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1 雷電的危險性和水電站的防范問題

1.1 雷電的危險性

一般情況下，由于水電站的回路較多較復雜，所以雷電常常會直接擊中室內的進出電纜。一旦發生這種情況，電流會對變電器以及其他裝置產生劇烈沖擊。因此，這時應格外注意周圍的電線電壓。直擊雷防護引線的下面的瞬變磁場很容易使周圍的線纜引磁場的強度生產出強大的感應電流，再傳輸給各個設備，這對水電站的電氣設備造成程度不一的毀損。

對于防雷的接地保護做得不夠的水電站來說，直擊雷和感應雷都有幾率影響水電站的正常運營，對水電站造成破壞。其中影響格外嚴重的是感應雷，它會使水電站的整個系統產生很高的浪涌，導致水電站的配套檢測系統不能準確的檢測水電站的信號。而直擊雷和感應雷也十分容易擊中室外的線路，室外線路終端連接的低壓監測設備會因為強大的電流而產生誤動作甚至直接被損壞不能使用[1,2]。

當前的水電站設備經過現代化改造已經具備了一定的抗沖擊能力，然而，大多數微電子器件的體積很小，耐壓性能不夠，流通它們的電流常常以μA來計算。因此對于這些器件而言，能夠承受的沖擊性十分有限。雷電不僅會直接危害到水電站的微電子器件的本身，更因為這些微電子原件其本身消耗的能量極小，對電流脈沖和磁場的靈敏度又極高，它們很容易就會受到雷電的干擾。

1.2 水電站的電氣設備防雷中存在的問題

雖然隨著水電事業和科技的快速發展，如今的防范雷電的技術得到了很大的提升，但是雷電對于工程實踐的危害還是十分嚴重，不少工程實踐中都會因雷電的影響而耽誤施工進程。接下來從以下幾個方面來展現雷電對于水電工程的危害：

第一，防雷意識的缺乏，防雷措施的缺乏。根據走訪調查的結果顯示，如今很多水電站只顧著加大生產經營力度，水電站相關的管理人員嚴重缺乏防雷的知識和意識。雖然不少水電站都針對雷電的防范制定了一些制度，但是由于發生雷電的概率較小，這些規章制度很多時候都沒有得到實施。施工電氣設備構架接地的不穩固就是水電施工中一個很普遍的問題。然而，僅僅采取在防雷設備上設置引線的做法并不全備，在地網缺失的情況下仍然存在較高的雷擊漏洞[3,4]。

第二，防雷設施不健全，防雷裝置有待繼續完善。在實際的水電站管理中，發現相當一部分水電站在防雷裝置的采購和更新方面與標準存在較大差距。比如，一些水電站避雷針、閃接器能夠保護的范圍有限，并不能夠對全部的電氣設備進行有效防雷。與此同時，由于缺乏長期維護而使絕緣子出現污物或是一些線路受避雷線的保護角過大等等，這些都有可能導致雷電擊中絕緣子而出現閃絡的問題。

第三，接地網的設計過于簡單而導致保護效果減弱。接地網是防雷的重要措施。很多接地網一是沒有考慮其承受的電壓是否平均的問題，二是沒有形成閉合的接地網回路。所以這種形式的接地網只能適當的減弱工頻接地電阻，卻很難降低沖擊接地電阻，防雷保護的效果也大打折扣。

第四，質量不達標。通過觀察可以看到，水電站接地線的焊接操作工藝達不到標準，對于接地線的上色也不正確，而且，很多接地鋼都沒有嚴格的使用熱鍍鋅來制造，用普通的鋼筋來代替接地鋼的銅排上的盤柜。更有甚者，有的水電站的接地附埋太淺，根本沒有到凍土層以下，還有很多接地體直接暴露在了空氣當中。由于接地本身的電阻就相對較高，再加上很多水電站輸出線路年老失修，部分接地體遭到嚴重的腐蝕，導致接地電阻值又進一步的提高。而且水電站的監控設備也因為地形的不適應而導致水電站接地網的電阻很難達到規定的大小。

2 水電站施工的電氣設備防雷接地保護方法

在對施工中防雷工作的問題進行分析以后，需要采取針對性的措施，從而盡可能的保護水電站電氣設備，避免不必要的損失和災難。

2.1 提升水電站工作人員的防雷保護意識和對雷電危害的認識

要讓水電站的全體人員從根本上意識到防雷工作的重要性和必要性。努力提升他們對防雷知識的了解以及防雷的技術。同時認真仔細檢查水電站中存在安全隱患的問題，及時整改，保證整個水電站是在安全的環境下運營的。而在整體的建筑設計和施工過程中要格外重視靈活運用網狀結構來布置防雷裝置，考慮好如何連接接閃器、接地網絡和引下線。注意要在設計和施工的過程中留好一定的位置以便更好的連接室內室外的電氣設備和接地網。為防止室外電氣設備遭到雷電的破壞，可以適當的安裝一些避雷針，并對室外構架的中性點加強保護。另外，所有電氣設備的引下線的連接均要采用焊接的方式才能更加穩固有效的連接在一起。

2.2 做好接地防雷保護措施

在水電站防雷工作實踐中，人們發現接地防雷是一項至關重要的措施。然而，為了確保防雷效果，需要根據水電站的地理情況、設備情況采取系統而嚴密的措施。具體來講，需要對防雷總接地電阻值做好精密計算，根據結果研究接地線的形式，從而對雷擊進行有效防阻。但是在實際的施工過程中，由于過于困難，所以不少水電站都很難達到以上的要求。在觀察中發現，雖然一些水電站采用的是一點接地的方式來設置接地系統，但實際中卻發現了多個接地點，這樣不僅完全不能起到接地防雷的作用，還會因為多個點產生電位差而使施工電氣設備受到更加嚴重的危害。另外，還存在不少容易被忽略的客觀問題，倘若這些細小的問題沒有得到及時的解決，就很容易遺留下嚴重的安全隱患。

2.3 強化自動化改造

由于水電站中電氣設備多而復雜，人工操作容易出現疏忽或者誤差。因此，在防雷過程中，需要做好自動化改造和升級。然而，針對目前的情況，要想更好的達到防雷的效果，應當首先重視水電站的防雷設計，注意要安裝合適的低電壓避雷裝置在電網進線的一端。同時，還需要對避雷裝置本身進行改良，比如通過接地回路的方式疏散雷擊電流。這樣避雷器就會吸收掉大量雷電襲擊而產生的電壓，因此電壓也得到了大大降低。

2.4 做好相關地質勘探

施工人員可以通過地質勘探來確定各個勘探技術的優缺點，熟悉和掌握各個技術之間的差異，幫助提升技術應用效率和提高技術水平。在地質勘探的過程中，需要對水電站及其周圍的導電性、磁性等地質指標進行精密計算，并做好動態跟蹤。這些數據是做好電氣設備防雷工作的基礎。在這個過程中，需要借助專業的勘探設備以及勘探方法。同時，了解清楚地形環境的主要特征和地質特征對于分析施工區域的氣象學和水文因素也有一定的幫助。通過掌控施工區域的地下水補給情況、徑流情況和相關水流的基本條件可以幫助施工團隊更好的分析地下水的埋藏和分布情況，這也將為后續開展施工提供了資料，方便后續工作的進行。

3 結語

在水電站施工的過程中，需要提高全員對雷電危害的防范意識，從根本上認真落實各項防雷措施和規章制度，定期檢查維修防雷裝置和避雷設備。在這個過程中，從設計到布置到施工，需要全程認真做好施工地的防雷保護，盡一切可能避免雷電給水電站帶來危害。

[1] 顧艷君,錢志良,楊全超,等.一種新型超高壓電動短路接地線夾[J].蘇州大學學報(工科版),2012(2)：36.

[2] 葉世林.關于變電所35kV及以上電氣設備安裝及調試的探討[J].黑龍江科技信息,2010(29)：98-99.

[3] 張冀萍,唐秋實.變電所的接地網及防雷保護措施[J].電站系統工程,2010(3)：48.

[4] 楊常國.東黃復線引進35kV變電所實現最佳運行[J].石油規劃設計,1993(3)：269.

Hydropower station construction electrical equipment of lightning protection

Wan Sheng

(ChinaGezhoubaGroupInternationalEngineeringCo.,Ltd,Beijing100025,China)

This paper elaborated the importance of electrical equipment lightning protection work of hydropower station, discussed the lightning risk problems in hydropower station construction, and analyzed how to do a good job of lightning protection work of electrical equipment, had positive promotion role to the improvement of hydropower station management.

hydropower station, construction electrical equipment, lightning protection grounding, protection measure

1009-6825(2015)28-0135-02

2015-07-29

萬 勝(1988- )，男，碩士

TM862

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