万 胜
(中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100025)
水电站施工电气设备的防雷保护
万 胜
(中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100025)
论述了做好水电站电气设备防雷工作的重要性，对水电站施工中雷电风险问题进行了讨论，并就如何做好电气设备的防雷工作进行了分析，对改进水电站管理工作有积极的促进作用。
水电站，施工电气设备，防雷接地，保护措施
1 雷电的危险性和水电站的防范问题
1.1 雷电的危险性
一般情况下，由于水电站的回路较多较复杂，所以雷电常常会直接击中室内的进出电缆。一旦发生这种情况，电流会对变电器以及其他装置产生剧烈冲击。因此，这时应格外注意周围的电线电压。直击雷防护引线的下面的瞬变磁场很容易使周围的线缆引磁场的强度生产出强大的感应电流，再传输给各个设备，这对水电站的电气设备造成程度不一的毁损。
对于防雷的接地保护做得不够的水电站来说，直击雷和感应雷都有几率影响水电站的正常运营，对水电站造成破坏。其中影响格外严重的是感应雷，它会使水电站的整个系统产生很高的浪涌，导致水电站的配套检测系统不能准确的检测水电站的信号。而直击雷和感应雷也十分容易击中室外的线路，室外线路终端连接的低压监测设备会因为强大的电流而产生误动作甚至直接被损坏不能使用[1,2]。
当前的水电站设备经过现代化改造已经具备了一定的抗冲击能力，然而，大多数微电子器件的体积很小，耐压性能不够，流通它们的电流常常以μA来计算。因此对于这些器件而言，能够承受的冲击性十分有限。雷电不仅会直接危害到水电站的微电子器件的本身，更因为这些微电子原件其本身消耗的能量极小，对电流脉冲和磁场的灵敏度又极高，它们很容易就会受到雷电的干扰。
1.2 水电站的电气设备防雷中存在的问题
虽然随着水电事业和科技的快速发展，如今的防范雷电的技术得到了很大的提升，但是雷电对于工程实践的危害还是十分严重，不少工程实践中都会因雷电的影响而耽误施工进程。接下来从以下几个方面来展现雷电对于水电工程的危害：
第一，防雷意识的缺乏，防雷措施的缺乏。根据走访调查的结果显示，如今很多水电站只顾着加大生产经营力度，水电站相关的管理人员严重缺乏防雷的知识和意识。虽然不少水电站都针对雷电的防范制定了一些制度，但是由于发生雷电的概率较小，这些规章制度很多时候都没有得到实施。施工电气设备构架接地的不稳固就是水电施工中一个很普遍的问题。然而，仅仅采取在防雷设备上设置引线的做法并不全备，在地网缺失的情况下仍然存在较高的雷击漏洞[3,4]。
第二，防雷设施不健全，防雷装置有待继续完善。在实际的水电站管理中，发现相当一部分水电站在防雷装置的采购和更新方面与标准存在较大差距。比如，一些水电站避雷针、闪接器能够保护的范围有限，并不能够对全部的电气设备进行有效防雷。与此同时，由于缺乏长期维护而使绝缘子出现污物或是一些线路受避雷线的保护角过大等等，这些都有可能导致雷电击中绝缘子而出现闪络的问题。
第三，接地网的设计过于简单而导致保护效果减弱。接地网是防雷的重要措施。很多接地网一是没有考虑其承受的电压是否平均的问题，二是没有形成闭合的接地网回路。所以这种形式的接地网只能适当的减弱工频接地电阻，却很难降低冲击接地电阻，防雷保护的效果也大打折扣。
第四，质量不达标。通过观察可以看到，水电站接地线的焊接操作工艺达不到标准，对于接地线的上色也不正确，而且，很多接地钢都没有严格的使用热镀锌来制造，用普通的钢筋来代替接地钢的铜排上的盘柜。更有甚者，有的水电站的接地附埋太浅，根本没有到冻土层以下，还有很多接地体直接暴露在了空气当中。由于接地本身的电阻就相对较高，再加上很多水电站输出线路年老失修，部分接地体遭到严重的腐蚀，导致接地电阻值又进一步的提高。而且水电站的监控设备也因为地形的不适应而导致水电站接地网的电阻很难达到规定的大小。
2 水电站施工的电气设备防雷接地保护方法
在对施工中防雷工作的问题进行分析以后，需要采取针对性的措施，从而尽可能的保护水电站电气设备，避免不必要的损失和灾难。
2.1 提升水电站工作人员的防雷保护意识和对雷电危害的认识
要让水电站的全体人员从根本上意识到防雷工作的重要性和必要性。努力提升他们对防雷知识的了解以及防雷的技术。同时认真仔细检查水电站中存在安全隐患的问题，及时整改，保证整个水电站是在安全的环境下运营的。而在整体的建筑设计和施工过程中要格外重视灵活运用网状结构来布置防雷装置，考虑好如何连接接闪器、接地网络和引下线。注意要在设计和施工的过程中留好一定的位置以便更好的连接室内室外的电气设备和接地网。为防止室外电气设备遭到雷电的破坏，可以适当的安装一些避雷针，并对室外构架的中性点加强保护。另外，所有电气设备的引下线的连接均要采用焊接的方式才能更加稳固有效的连接在一起。
2.2 做好接地防雷保护措施
在水电站防雷工作实践中，人们发现接地防雷是一项至关重要的措施。然而，为了确保防雷效果，需要根据水电站的地理情况、设备情况采取系统而严密的措施。具体来讲，需要对防雷总接地电阻值做好精密计算，根据结果研究接地线的形式，从而对雷击进行有效防阻。但是在实际的施工过程中，由于过于困难，所以不少水电站都很难达到以上的要求。在观察中发现，虽然一些水电站采用的是一点接地的方式来设置接地系统，但实际中却发现了多个接地点，这样不仅完全不能起到接地防雷的作用，还会因为多个点产生电位差而使施工电气设备受到更加严重的危害。另外，还存在不少容易被忽略的客观问题，倘若这些细小的问题没有得到及时的解决，就很容易遗留下严重的安全隐患。
2.3 强化自动化改造
由于水电站中电气设备多而复杂，人工操作容易出现疏忽或者误差。因此，在防雷过程中，需要做好自动化改造和升级。然而，针对目前的情况，要想更好的达到防雷的效果，应当首先重视水电站的防雷设计，注意要安装合适的低电压避雷装置在电网进线的一端。同时，还需要对避雷装置本身进行改良，比如通过接地回路的方式疏散雷击电流。这样避雷器就会吸收掉大量雷电袭击而产生的电压，因此电压也得到了大大降低。
2.4 做好相关地质勘探
施工人员可以通过地质勘探来确定各个勘探技术的优缺点，熟悉和掌握各个技术之间的差异，帮助提升技术应用效率和提高技术水平。在地质勘探的过程中，需要对水电站及其周围的导电性、磁性等地质指标进行精密计算，并做好动态跟踪。这些数据是做好电气设备防雷工作的基础。在这个过程中，需要借助专业的勘探设备以及勘探方法。同时，了解清楚地形环境的主要特征和地质特征对于分析施工区域的气象学和水文因素也有一定的帮助。通过掌控施工区域的地下水补给情况、径流情况和相关水流的基本条件可以帮助施工团队更好的分析地下水的埋藏和分布情况，这也将为后续开展施工提供了资料，方便后续工作的进行。
3 结语
在水电站施工的过程中，需要提高全员对雷电危害的防范意识，从根本上认真落实各项防雷措施和规章制度，定期检查维修防雷装置和避雷设备。在这个过程中，从设计到布置到施工，需要全程认真做好施工地的防雷保护，尽一切可能避免雷电给水电站带来危害。
[1] 顾艳君,钱志良,杨全超,等.一种新型超高压电动短路接地线夹[J].苏州大学学报(工科版),2012(2)：36.
[2] 叶世林.关于变电所35kV及以上电气设备安装及调试的探讨[J].黑龙江科技信息,2010(29)：98-99.
[3] 张冀萍,唐秋实.变电所的接地网及防雷保护措施[J].电站系统工程,2010(3)：48.
[4] 杨常国.东黄复线引进35kV变电所实现最佳运行[J].石油规划设计,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
万 胜(1988- )，男，硕士
TM862
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