1、浅谈电力系统的防雷技术及其应用摘要：详细介绍了雷电的形成及其种类，对目前电网架空线路以及变电站的主要防雷措施的利弊进行细致分析，并根据雷击对电力系统破坏的机理，提出了对户外架空线路防雷措施改进的建议，说明了采用新的防雷技术可以有效地防止事故的发生，避免更大的经济损失。 关键词：电力系统 防雷技术 应用 一、雷电的形成及种类 雷电是普遍存在的自然现象。它一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，时常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。是由带电云层对地面建筑物以及大地的自然放电引起的。雷电会对建筑物或者设备产生极大的破坏，在放电区域，电流会高达几百甚至上千安培，电压可以达到数百万伏，破坏力十分巨
2、大。 雷电的种类大致可以分为直击雷、球形雷、电磁脉冲、云闪这四种。其中直击雷和球形雷都会对人类和建筑物造成一定的危害，且直击雷的威力要远远大于球形雷。直击雷就是在云体上聚集很多电荷，大量的电荷与地面的突起物接近时，它们之间就会产生激烈的放电现象，并且在雷电放电的地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。而电磁脉冲也会对电子设备造成一定的影响，主要是受感应作用所致。云闪则是指在两块云之间或者某一块云的两边发生，所以相对于直击雷和球形雷来说给人类造成的危害最小。 二、电力系统的主要防雷措施 供电部门的防雷工作是极其艰巨的，设备一旦损坏就有可能促使整个电力系统瘫痪，造成无法挽回的损失。因此，在变电站设计的
3、过程中，要重视变电站设备的安全稳定，确保供电的可靠性。下面就主要分析一些国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施： 1.高压防雷技术。电力装置通过裸导线架空线路的方式进行电力传输，而架空线路一般设置在离地面 618m 的空间范围内，这时雷电入侵波产生的雷电过电压会促使线路或者设备绝缘击穿，进而遭到破坏。利用高压防雷技术，通过给线路或者设备人为地制造绝缘薄弱点即间隙装置，间隙的击穿电压比线路或者设备的雷电冲击绝缘水平低，在正常运行电压下间隙处于隔离绝缘状态，当雷电发生时强大的过电压使间隙击穿，从而产生接地保护，起到保护线路或设备绝缘的作用。 2.间隙保护技术。间隙保护就是变压器中性点间隙接地保护
4、装置。线路大体的两极由角形棒组成，一极固定在绝缘件上连接带电导线，另一极直接接地，间隙击穿后电弧在角形棒间上升拉长，当电弧电流变小时可以自行熄弧，间隙保护技术的优点是结构简单，运行维护量,转自星论文网 小，而缺点则是当电弧电流大到几十安以上时就没法自行熄弧，保护特性一般，而且间隙动作会产生截波，对变压器本身的绝缘也不利。3.避雷器保护技术。避雷器是一种雷电流的泄放通道，也是一种等电位连接体，在线路上并联对地安装，正常运行下处于高阻抗状态。当雷电发生时，避雷器将雷电电流迅速泄入大地，同时使大地、设备、线路处在等电位上，从而保护设备免遭强电势差的损害。避雷器技术当然也存在很多的缺点，由于避雷器的选
5、用受安装地点的限制，其当受到雷击或者雷击感应的能量相当大，靠单一的避雷器件很难将雷电流全部导入大地而自身不会损坏。另外，间隙保护和避雷器技术都是靠间隙击穿接地放电降压来起到保护的作用，这两种防雷技术往往会造成接地故障或者相间短路故障，所以不能达到科学合理的保护作用。 三、对户外架空线路防雷改进措施 架空输电线路防雷是电力系统防雷工作的关键环节，由于户外架空线路分布很广而且大都处在旷野、丘陵以及山地，所以很容易受到雷电的影响，发生雷击事故的概率也较高。因此针对户外架空线路的防雷提出一些改进措施： 1.架设避雷线。随着高压电技术的不断进步，户外架空输电线路的电压输送等级不断提高，输电线路架设高、距
6、离长、穿越地形复杂很容易遭受到雷击破坏，避雷针的保护范围不够，所以采用接地的避雷线是户外架空输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施。具体应该根据线路的电压等级、负荷性质和系统运行的方式，并结合当地雷电活动的情况来进行设置，35kV 线路不宜全线架设避雷线，一般在变电所的进线段架设避雷线，另外还应该在雷电活动强烈的地区架设避雷线。线路电压越高采用避雷线的效果越好，所以110kV 和 220kV 线路应该全线架设避雷线，山区等雷电活动强烈的地区应该采用双避雷线。同时，为了提高避雷线对导线的屏蔽效果，降低雷击率要尽量减小避雷线与导线的保护角。2.架设耦合地线。避雷线本身就具有分流作用，对于一些经常遭
7、遇雷击的线路，可以采取在导线下面外挂耦合线提高线路的防雷性能。耦合地线不仅具有降低接地电阻的作用而且还能有效的起到分流作用，所以架设耦合地线能够极大的降低线路的跳闸故障率。具体通过在输电线路上采用耦合地线，并且使耦合地线与导线间在档距中央应该保持足够的垂直距离，防治遇到大风、冰雹、雨雪时发生导线与耦合线相接处发生短路，或者雷击塔杆时发生反击导线事故。 3.预放电棒与负角保护针。预放电棒的作用原理是减小导线与地线的间距，增大耦合系数，降低杆塔分流系数，加大导线、绝缘子串对地电容，改善电压分布，负角保护针可视为装在线路边导线外侧的避雷针，可改善屏蔽，减小临界击距。预放电棒与负角保护针经常配合使用，
8、具有一定的效果。另外还具有制作安装简单、维护方便、经济费用低等优点。 4.采用不平衡绝缘方式。目前在高压输电线路上，同杆架设的双回路线路日益增多，对于这种线路传统的防雷措施无法达到要求，应该采用不平衡绝缘方式来降低双回路遭受雷击同时跳闸的故障率，以保障线路的连续供电。不平衡绝缘的原则是使双回路的绝缘子串片数有差异，这样，雷击时绝缘子串片数少的回路先闪络，闪络后的导线相当于地线，增加了对另一回路导线的耦合作用，提高了线路的耐雷水平使之不发生闪络，保障了另一回路的连续供电。 结语 雷电会严重破坏电力系统线路以及设备，电力设施在受益于最新电子技术的极大方便同时，也受到其一旦损坏就损失巨大的困扰。所以
9、采用科学有效地防雷措施是电力系统防雷工作的关键所在。通过对现阶段国内电网架空线路以及变电站的主要防雷措施进行细致分析并且对户外架空线路的防雷措施提出了一些改进建议，强调了采取防雷改进措施的必要性，也只有正确的实施防雷技术，才能有效地确保防雷工作地可靠性。 广播电视工程,转自星论文网 系统接地技术探讨 摘要：接地技术在现代电子设备中得到广泛的应用。本文在总结了接地概念的基础上，对接地方式按电器设备、按电路性质进行分类，提出了在广播电视工程系统的实施过程中，接地应注意的几个问题。 关键词：接地 屏蔽接地 广播电视工程 一、接地的概念 “接地”就是指在系统与某个电位基准之间建立低电阻通路，相同接地
10、点之间的连线被称为地线。通常电子设备的“地”有两种含义：一种是接“大地” 。以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、电路基准点与大地相连，有保护设备和人员安全的作用，如保护接地、防雷接地等，通常称之为“安全地” 。另一种是“系统基准地” 。在弱电系统中的接地不一定是指真实意义上与地球相连的接地，有提高系统稳定性、屏蔽保护性以增强系统电磁兼容性的作用，在必要时也可做接“大地”处理，通常称之为“信号地” 。 二、接地方式的分类 （一）按电器设备分类 （1）安全接地：安全接地是将电器设备的外壳与大地连接，其作用是当设备因绝缘损坏而使机壳带电时，促使电源的保护电路动作而切断电源，以保护工作人员的安全。
11、 （2）防雷接地：当电器设备遇到直接雷击或者感应雷击时，设备将受到损害甚至报废。为防止雷击，一般在高处(例如屋顶、烟囱顶部 )设置避雷针与大地相连，以防雷击时危及设备和人员安全。 （3）工作接地：工作接地是为电路正常工作而提供的一个设定为零的基准电位。该基准电位可以是设备电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时，通常我们认为是相对的零电位。但零电位通常随外界电磁场的变化而导致设备工作不稳定。 （二）按照电路的性质分类 为了有效防止干扰，在设计电路时，往往根据电路的性质，可以将电路内部工作接地按接地是否影响直流电位分为直流地和交流地，按电路处理模拟信号还是数字信号分为数字
12、地和模拟地，按电路处理信号的强弱分为信号地和功率地等几种类型。原则上每种相对的接地应当分别设置，避免混合在一起。 （三）屏蔽接地的分类 屏蔽接地有静电屏蔽和交变电场屏蔽两类。静电屏蔽通常是用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来，并将金属屏蔽体接地，这样在屏蔽体的外侧感应出与带电导体等量同种的电荷将流入大地，金属壳外侧将不会存在电场，相当于,转自星论文网 壳内带电体的电场被屏蔽起来。交变电场屏蔽通常也是用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来，并将金属屏蔽体接地，可以有效地减少交变电场对敏感电路(比如多级放大电路、R A M、R O M 电路) 的耦合干扰电压。在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属
13、屏蔽体，或将干扰源、敏感电路分别屏蔽，并将金属屏蔽体良好接地，能减小交变电场对敏感电路的耦合干扰电压。比如传输音频信号的屏蔽电缆，传输有线电视射频信号的同轴电缆，都可以有效地防止外界信号的干扰，同时减少信号的对外辐射，降低对别的电路或设备的干扰。屏蔽与接地合理配合使用，既可以屏蔽静电电荷的破坏和干扰，又可以大大减轻交变电磁场对其他敏感设备的干扰，提高整个系统的电磁兼容性。 三、广播电视工程中接地应注意的问题 在工程系统安装与调试过程中，有些地方由于有大功率设备的使用，可能存在比较严重的电场和磁场干扰，在电源和导线之间形成相互耦合的干扰是比较突出的，它们往往表现为电容性耦合、电感性耦合、电磁场辐
14、射 3 种形式，系统接地就是使系统建立与大地的连接，使设备能有效地抵抗这些干扰并正常工作。在广播电视系统安装调试时接地应注意以下几点： （一）要注意系统信号地和其他接地的连接次序 在工程系统安装与调试过程中，有些地方由于有大功率设备的使用，可能存在比较严重的电场和磁场干扰，造成电容性耦合、电感性耦合和电磁场辐射等形式的干扰，因此，在广播电视系统安装调试时接地应注意系统信号地和其他接地的连接次序。特别是对于音频和视频设备，安全地和功率地要求接地电阻比较小，而信号地的接地电阻可以稍大，在安装调试时要充分考虑接地连接次序问题。目前随着数字技术的广泛应用，有些数字设备分别有独立的模拟地和数字地时，要分
15、别接地后再汇聚，尽量在靠近公共接地母线的地方接地；信号设备外壳采用设备外壳地线和机柜外壳相连；机柜外壳采用机柜外壳地线和系统外壳相连；对于整个系统，安全接地螺栓设在系统金属外壳上，并保持良好的电气连接；接地不应该仅仅理解成设备外壳的简单连接。 （二）要注意机房数字设备接地的规范性 目前广播电视机房里的数字设备越来越多，导致数字地线、模拟地线、信号地线、功率地线和机柜外壳地线也日益增多，接地的规范性显得特别重要。可以预设几条互相并行并和系统外壳绝缘的半环型接地母线，一条为信号地母线，另一条为屏蔽地及机柜外壳地母线；系统内各信号地就近接到信号地母线上，系统内各屏蔽地及机柜外壳地就近接到屏蔽地及机柜
16、外壳地母线上；两条半环型接地母线的中部靠近安全接地螺栓，屏蔽地及机柜外壳地母线接到安全接地螺栓上；信号地母线接到信号地螺栓上；母线的电气性能要良好，电阻要尽可能小。 （三）要注意使三相电源中性点电位保持零电位 在三相四线制电源供电时，由于各负载用电量和用电的不同时性，将导致三相不平衡，如果中性线接地不好，将造成三相电源中性线电位偏移，有可能使单相供电的设备因为电压偏高或偏低而不能正常工作，甚至会造成设备的损坏，因此保证电源中性线可靠接地，使三相电源中性点电位保持零电位，是十分重要的。机柜内的工作接地线应采用铜芯绝缘导线或电缆，一般不得利用没有绝缘的扁铁、扁铜带或金属丝编织管，因为这两者难以实现地线间的互相绝缘；工作接地线与保护接地线必须分开，接地体不得利用金属丝编织管直接埋设，埋设时，将接地极打入地表层一定深度并倒入盐水，地线周围最好全部采用炭粉实埋，用来增强导电性；一般系统接地电阻小于 4，中性线接地(强电部分工作接地) 电阻小于 1，弱电部分工作接地电阻不大于 10
