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基于小型水电站雷电防护安全检查的分析

发布于：2015-07-02 12:25:02 来自：电气工程/防雷减灾 [复制转发]

安康市位于陕西南部,长江四大支流之一汉江贯穿其中,水量充沛,加之全年降水量充足,为小型水电站的建设提空了得天独地的自然条件。随着我市防雷工作的规范化、精细化,小型水电站的常规防雷年检工作逐步开展,为了能确实对地方小水电起到保驾护航的作用,这就对我们的防雷人员提出了一个新的课题
1小型水电站的整体防雷概念
小型水电站一般由挡水建筑物(大坝)、泄洪建筑物(闸)、引水建筑物(引水渠或隧洞、包括调压井)及电站厂房(尾水渠、升压站)四部分构成。防雷安检的目的就是保证各系统都能正常工作,不受雷电的干扰和破坏。
安检工作重点是电站厂房和挡水建筑物。由于厂房上方有输送电力的架空线路,地底部分埋有电缆。我们主要针对弱电部分,但是由于高压雷电脉冲是雷电灾害中损害设备最多的,针对以上情况,大多电站采用相线与地线间并联电容器的方法。架空电线引入的地方装设保护电容器对感应雷有良好的保护效果,但对直击雷则无能为力,原因是直击雷能量太大,电容器承受不了。装设保护电容器能对感应雷高电压引入起到良好的作用原因是:
当天空出现雷云的时候,地面即感应出与它相反的电荷,显然架空电线上也感应到与地面大致密度相同的电荷。设其电量为Q。当闪击使雷云与大地之间的电荷迅速中和而是雷云与大地之间的电场消除,由于架空线与大地之间有较大的电阻而不能及时使它上面的电荷消除,这就使架空线与大地之间形成感应高电压,该电压为:V感=Q/C式中:Ce为架空线对大地之间的电容,该电容很小,通常只有百分之几PF;Q为导线与大地间存贮的电荷。如果架空线引入房屋端与大地之间接入一个电容C,即使只有1PF,也可以使架空线路的引入高电压降低到原来的十几分之一。这时的感应电压为:V感=Q/(Ce+C)
在架空线路安装电容器防止感应雷的优点就是时间相应为零,因为电容的瞬变电流使超前电压的;其次是使雷电压波形变钝,钝波形比尖波形危害较小。架空电线引入和电缆输入、输出端接口可以用氧化锌避雷器来防止高电压引入。
由于厂房设备众多,加之与职工生活办公区域毗邻,这就要求对不同的防雷区间进行深刻理解。根据IEC 6132原则,不同防雷区之间的电磁强度不同(直击雷区域外),其内部防雷区因电磁衰减而与外部防雷区的电磁强度也不一样,因此,做好屏蔽工作,在一定程度上可以防止电磁脉冲的进行。IEC/TC—81将整体防雷总结为:分流(Dividing)、均压(Bonding)、接地(Earthing)、屏蔽(Shielding)四项技术综合。针对弱电部分,只要综合考虑以上四要素,就能起到小水电站的综合防雷措施。
2小型水电站的安检工作
笔者根据我中心多年的检测经验,依照全面落实、具体排查的原则,总结出小型水电站的安检工作应注意以下几点。
2.1检测前的准备工作
在使用各种仪器前,非常重要的是首先应确保进行的各种目测工作。如:使用的绝缘材料颜色是否正确(现行国标中电力电缆、电线的绝缘材料颜色是三条相线分别为红、黄、绿色;中性线为蓝色;保护地线为黄绿双色线)、等电位措施是否适当,所用材料的质量如何等等。
无论使用何种检测仪器、仪表,也无论测试的参数使什么(绝缘电阻、接地电阻、静电电压、故障环路阻抗等等)所用结果在与允许值的比较之前都必须正确。在出现检测误差时要进行校正。
2.2电站厂房的检测
厂房顶上和35V及以下高压配电装置的构架上,不应安装独立避雷针。若室外建有独立的避雷针应有独立接地装置。在检测中,如果发现该地土壤电阻率过高,避雷针的接地装置可以与主地网连接,但是埋在地中的连接导线的长度不应小于15m。这在检测记录中都要一一说明。在大接地的短路电流系统中,电力设备的接地阻值≤0.5Ω,并且应该一项一项的复检;在小接地的短路电流系统中,电力设备的接地阻值≤4Ω。
2.3内部的检测
低压线路应采用电缆埋地方式,不得将架空线路直接机房或升压站,在入户端电缆的金属外皮、钢管等必须检测其接地阻值。做好等电位连接的检测工作,在升压站、机房和坝区应反复检测同一楼层或同一部位的不同的电缆金属外皮、钢管、设备外壳、管道等接地阻值。在电源的进线端检查是否安装SPD,看清是否工作正常。(绿灯亮为工作正常)
原则上SPD和等电位连接的位置在各个防雷区的交界处,但当线路能承受预期的电涌电压时,SPD可以安装在被保护的设备处。在我们已检测的小水电中,大多数电涌均采用TN系统,但必须指出是总配电箱开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN—S系统。而220/380V三相系统中的电涌保护器,Uc值应符合表2。
2.4其它线路的防护和检测
由于小水电站必须由人24小时值班,所以相应的职工办公生活楼的防直击雷、信号和天馈防雷检测工作也很重要,并查看是否安装相应的SPD及实现等电位连接。
3结语
在小水电站的常规防雷安检中,必须认真仔细,并向当事人详细、耐心的讲解工作的重要性,在取得对方认可的同时,能顺利完成工作,达成双赢。

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