小水电站易遭雷击部位的防雷保护措施

　　摘要：连南瑶族自治县境内多河溪且落差大，已建成多座中小型水电站成为全国第二批电气化县之一，但由于连南县为山区县，属多雷暴区，雷暴灾害常造成小水电站电气设备损坏，影响水电站安全运行。本文针对雷击对水电站中变压器的危害进行了分析，并提出变压器防雷保护措施，以供水电站防雷建设参考。
　　关键词：小水电站；雷击；变压器；防雷措施
　　引言
　　连南瑶族自治县位于广东省西北部，北纬24°17′16″~24°56′2″、东经112°2′2″~112°29′1″，境内素有“九山半水半分田”之称，海拔500m以上的山地面积占总面积的70%以上，海拔在1500m以上的山峰有161座，且溪河纵横，大小河流42条，山溪250多条，其中流域集雨面积在100m²以上的河流就有7条，山溪河流落差大，利于发展小水电，已建成中小型水电站250座，总装机容量17.29万千瓦，是全国第二批电气化县之一。本文以连南县板洞一级电站为例，选取近几年雷击资料进行分析，并针对电气设备变压器提出防雷保护措施。
　　1连南县小水电站雷击发生特征
　　连南县地处亚热带季风气候区，四季分明，夏长冬短，高温、雷暴、暴雨、冰雹等是连南县常见的气象灾害，其中年平均雷暴日为69d，属我国多雷暴区。据连南县气象局2003-2010年小水电站雷击资料分析得出，连南县近8年小水电站雷击总次数为248次，年平均31次，3-6月为雷暴高峰月，最早出现在1月31日，最迟出现在9月29日。受损金额达271万元以上，其中万元以上损失占77次，最大一次损失为7万元，受损电气设备多为变压器和计量箱。
　　2雷击概况及原因分析
　　2.1雷击概况
　　以连南县板洞一级电站为例进行分析，2003-2010年板洞一级电站共发生12次雷击事件，雷击损坏设备主要为变压器，发生7次，灾害损失达13万以上。一般为直击雷和感应雷影响，破坏性强大，快速变化的电流产生强烈变化的感应磁场，导致小水电站电力设备产生过大的电流而遭受破坏。
　　2.2雷击原因分析
　　①山区是雷暴集中地带，尤其在河道边。多数低压出现采用四面放射架线，将配置设置在较高位置，而制高点及长距离的放射架空线正是易受雷击或感应放电的部位。
　　②山区多为岩石、矿石和矿产丰富地带，其电阻率较高，若接地装置不合格，接地电阻就较高；对于中性点直接接地且有零线的线路，遇雷击线路时，雷电流通过避雷器经接地极在向大地泄放的同时，还有一部分雷电流向变压器或线路冲击，造成电气设备的损坏。
　　③高压避雷器安装距离电力变压器较远，避雷器与变压器的线路和之间存在电感和电容，构成了雷电电击振荡现象，而雷电电击振荡现象很容易击穿配变，同时由于接地线的加长使接地电阻增大而不易放电，造成的反击还易使配变损坏。
　　3防护措施
　　连南县每年的雷雨季节小水电站总会遭受雷击，一些电气设备遭到破坏，虽然具有一定的偶然性，但由于其破坏力巨大，决不能掉以轻心，在做好水电站防雷设施建设的基础上更要完善变压器防雷保护措施。
　　3.1电气设备尽量避开雷击区
　　小水电站在设置变压器位置时除考虑负荷中心以外，要尽量避开易遭雷击区，处理好各路出线，对同时有10千伏和0.4千伏出线现象时，均应在10千伏和0.4千伏母线上安装避雷器，若变压器容量小于100千伏安，避雷器应装在熔断器之前（线路侧），以防避雷器放电时工频续流将熔断器熔断。
　　3.2三点接地
　　为防雷击，在进行小水电站避雷设施建设时，均要求在变压器的高、低压侧安装避雷器，以防止高、低压侧的“反变换电压”引起雷电过电压。而且要将高、低压避雷器的接地线与变压器外壳共同接地，做到“三点接地”，必须在接地电阻达到要求的基础上，按照规程技术进行安装，接点牢固不可出现松脱现象。
　　3.3正确安装高、低压避雷器
　　高压避雷器主要用于保护电力变压器，应尽量安装在被保护的电力变压器附近，而且接地线的长度应控制在4m以内，导线要拉直而不得弯曲，也可安装在各路出现前端保护出线电能表及电力设备，低压避雷器接地线需接在变压器零线出现首端。
　　3.4避雷器接地体的选择和安装
　　接地体是避雷器泄放雷电的唯一渠道，因此必须采用合格的专用接地桩，通常使用镀锌等具有防腐性能的接地桩以长久耐用。进行安装时，引线、接地体和接地桩要焊接牢固，填土后进行接地电阻测量，未达到要求时要补加一些接地体或在土壤中掺加降阻剂，以达到规程要求。
　　3.5定期进行防雷设施的试验和检修工作
　　作为气象防雷主管部门，要定期进行小水电站防雷设施的试验和检修工作，在连南县每年雷雨季节前（1、2月份）进行全面的检查和验收，要及时的淘汰不达标产品，防止雷雨季到来时，一些不合格的避雷器非但起不到避雷作用，反而会出现短路事故而增加线损，扩大故障范围。
　　4结语
　　加大对小水电站防雷设施建设，是缓解雷击对电气设备损害程度和雷击机率的有效手段，在实际防雷工作中，小水电站还存在着避雷接地引线较细、接头过多等诸多现象有待于一一解决，从而保障电力生产的正常运行。
　　
　　
　　参考文献
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