交流特高壓電網(wǎng)的雷電過電壓防護(hù)

PAGEPAGE1交流特高壓電網(wǎng)的雷電過電壓防護(hù)隨著人們能源需求的不斷增加和電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，交流特高壓電網(wǎng)（簡(jiǎn)稱“特高壓電網(wǎng)”）已經(jīng)成為當(dāng)代電力系統(tǒng)的主要組成部分。由于其工作電壓等級(jí)高達(dá)800千伏以上，特地是周圍的自然環(huán)境變化復(fù)雜而且不可預(yù)測(cè)，加之其在運(yùn)行過程中往往會(huì)遭受強(qiáng)烈的雷電干擾，因此很容易發(fā)生雷電過電壓（簡(jiǎn)稱“LDV”）導(dǎo)致特高壓電網(wǎng)設(shè)備受損，妨礙電力輸送。為保證電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，必須對(duì)特高壓電網(wǎng)進(jìn)行雷電過電壓防護(hù)，本文就對(duì)特高壓電網(wǎng)的雷電過電壓防護(hù)問題進(jìn)行分析，提出一些解決方案。一、特高壓電網(wǎng)雷電過電壓的危害雷電過電壓是指在雷暴天氣下，由于大氣中的放電現(xiàn)象引起的電網(wǎng)電壓突然增加的現(xiàn)象。由于特高壓電網(wǎng)的工作電壓高，當(dāng)受到雷擊等外界干擾時(shí)，很容易產(chǎn)生LDV，給特高壓電網(wǎng)帶來以下幾方面的危害：1.對(duì)設(shè)備的威脅：LDV會(huì)給設(shè)備帶來很大的沖擊電流，加速設(shè)備的老化，甚至造成設(shè)備損壞；2.對(duì)電網(wǎng)的威脅：LDV會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動(dòng)，甚至超出設(shè)備耐受范圍，妨礙電力輸送，對(duì)特高壓電網(wǎng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重的威脅；3.對(duì)人身的威脅：LDV的強(qiáng)電流和強(qiáng)電磁場(chǎng)都會(huì)對(duì)人的身體產(chǎn)生一定的威脅，甚至威脅人的安全。二、特高壓電網(wǎng)雷電過電壓防護(hù)針對(duì)以上的問題，必須對(duì)特高壓電網(wǎng)進(jìn)行雷電過電壓防護(hù)。目前，主流的雷電過電壓防護(hù)方法有以下幾種：1.地面屏蔽根據(jù)電場(chǎng)分布特性，將特高壓輸電線路兩端構(gòu)成的三角形區(qū)域設(shè)置為接地電化區(qū)，稱為地面屏蔽。地面屏蔽能夠?qū)⒗纂娺^電壓絕大部分分散到大地中，從而減少其對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的威脅。但是，由于特高壓電網(wǎng)電壓等級(jí)高，無法通過地面屏蔽防護(hù)來完全消除雷電過電壓。2.絕緣設(shè)計(jì)根據(jù)材料的性質(zhì)，采用高強(qiáng)度、高耐電壓的材料進(jìn)行設(shè)備的絕緣設(shè)計(jì)。如采用氧化鋁絕緣、玻璃纖維強(qiáng)化塑料及硅橡膠制成的電纜等。絕緣設(shè)計(jì)的作用是增強(qiáng)設(shè)備本身的抗雷擊能力，從而減輕雷電過電壓對(duì)設(shè)備的影響。3.避雷裝置在特高壓電網(wǎng)設(shè)備的外表面形成一定強(qiáng)度的電磁場(chǎng)，通過空氣放電來降低雷擊的危害程度。避雷器通常由防止浪涌能力的金屬氧化物（MOV）和剪切放大器（GAP）等構(gòu)成。避雷裝置的好處在于能夠有效地降低LDV的峰值和持續(xù)時(shí)間，并將其分散到設(shè)備之外，保證設(shè)備的安全可靠。4.群體防雷即在特高壓電網(wǎng)周圍建造一些遠(yuǎn)距離的避雷器，形成一個(gè)完整的防雷體系。這種防雷體系不僅能夠在抵御雷電過電壓方面起到一定作用，而且對(duì)于避免因雷擊加重地區(qū)的靜電變化也是很有幫助的。三、特高壓電網(wǎng)雷電過電壓防護(hù)的優(yōu)劣以上防護(hù)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)具體情況選擇不同的方法進(jìn)行組合使用。1.地面屏蔽可實(shí)現(xiàn)較高的電磁環(huán)境，適用于場(chǎng)址空間有限的城市區(qū)域；但地面屏蔽本身存在缺陷，特高壓電網(wǎng)的輸電距離長(zhǎng)，造成地電位的不平衡；同時(shí)，地面屏蔽不能完全消除雷電過電壓，效果有限。2.絕緣設(shè)計(jì)可以降低特高壓設(shè)備的故障率，從而保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，有效地控制雷電過電壓。但是，通常采用絕緣設(shè)計(jì)對(duì)于一些大體積的設(shè)備不夠?qū)嵱谩?.避雷設(shè)備可有效降低設(shè)備接受雷電過電壓的程度，從而有效控制雷電過電壓的發(fā)生，達(dá)到防護(hù)的目的。但是，因?yàn)樗皇窃谠O(shè)備局部安裝的，當(dāng)其極限時(shí)不能承受電壓時(shí)，優(yōu)勢(shì)就不明顯了。4.群體防雷可以通過建設(shè)完整的防雷體系，形成一種密閉的防雷網(wǎng)，提高特高壓電網(wǎng)的抵御能力。但是群體防雷需要大規(guī)模、高質(zhì)量的工程，造成低效、耗費(fèi)大等弊害。特