水電站預(yù)防雷擊火災(zāi)事故發(fā)生的措施

水電站預(yù)防雷擊火災(zāi)事故發(fā)生的措施

　　在我國，水電站已成為各大電網(wǎng)的主要電源，發(fā)揮著發(fā)電、防洪、航運、供水等綜合利用效益，在國民經(jīng)濟建設(shè)中起著越來越重要的作用。但由于水電站自然條件復(fù)雜，設(shè)備與線路內(nèi)在聯(lián)系緊密，一旦發(fā)生雷擊事故非凡是雷擊火災(zāi)事故，就會波及全站乃至全網(wǎng)，從而造成重大的經(jīng)濟損失或人員傷亡。2002年9月，三門峽水電站2號主變壓器因雷擊引起火災(zāi)而損壞，致使3號發(fā)電機組停運，被迫棄水約0.99億立方米。因此，為確保水電站運行安全，必須采取防雷措施。

　　1、水電站雷擊火災(zāi)的危害性

　　1.1、直接雷擊即雷云直接向水電站的電氣設(shè)備或建筑物放電。電站建筑物若被直接雷擊中，巨大的雷電流將會造成建筑物火災(zāi)；若雷云直接向電氣設(shè)備放電，則直擊雷過電壓會使電氣設(shè)備的絕緣遭到擊穿破壞而造成火災(zāi)。

　　1.2、感應(yīng)雷擊在雷云臨近水電站上空時，水電站建筑物和四周地面上將感應(yīng)產(chǎn)生大量的電荷。假如建筑物接地不夠良好，就會與大地間形成電位差，當(dāng)感應(yīng)雷過電壓足夠大時，就會引起建筑物內(nèi)部的電線、金屬管道、大型金屬設(shè)備放電而造成火災(zāi)。

　　1.3、雷電侵入波當(dāng)水電站輸電線路遭到直接雷擊或感應(yīng)雷擊時，巨大的雷電流會沿著輸電線路向電站流動，產(chǎn)生的雷電高電壓有時可高達30~40萬伏，使電站電氣設(shè)備絕緣損壞而造成火災(zāi)；避雷線被雷擊后，避雷線與輸電線間的空氣絕緣也輕易被擊穿；另外，由于水電站電氣設(shè)備本身還帶有工頻交流電，假如雷電過電壓使設(shè)備的絕緣擊穿，當(dāng)短暫的雷電流過去之后，工頻交流電通過其擊穿通道時就會短路，從而造成火災(zāi)事故。

　　2、水電站雷擊火災(zāi)的預(yù)防措施

　　在水電站防雷保護設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)雷電活動情況、地形、地質(zhì)、氣象情況以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運行方式等，結(jié)合運行經(jīng)驗進行全面分析和技術(shù)經(jīng)濟比較，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理，符合電力系統(tǒng)和電力設(shè)備安全經(jīng)濟運行的要求。雷電活動非凡強烈的地區(qū)，還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗，適當(dāng)加強防雷措施。

　　2.1、直擊雷的保護為防止水電站直擊雷，可采用避雷針或避雷線保護，在峽谷地區(qū)宜采用避雷線或避雷針、避雷線聯(lián)合保護。1980年以前，高壓配電裝置一般都是采用避雷針防止直擊雷，配電線路采用避雷線防止直擊雷。1980年首次在葛洲壩水電站二江電廠220kV開關(guān)站采用避雷線進行保護，運行實踐證實，采用避雷線進行保護通常較避雷針的高度低，受雷面積小，接地裝置要求比避雷針簡易且較為經(jīng)濟。水電站的下列設(shè)施應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護裝置：

　?。?）戶外配電裝置，包括組合導(dǎo)線和母線廊道；

　?。?）無鋼筋的磚木結(jié)構(gòu)主廠房和室內(nèi)配電裝置；

　?。?）戶外布置的電力變壓器、主變壓器的高壓引出線和戶外布置的發(fā)電機電壓引出線；

　　（4）油處理室、露天油罐、主變壓器修理間及易燃易爆材料倉庫等建筑物和需要保護的其它設(shè)施。

　　對水電站中一些不需要設(shè)置專門的直接雷擊保護裝置的建筑物，則采用將其金屬結(jié)構(gòu)（如金屬屋架、鋼筋等）接地；對非金屬材料建造的建筑物，則在屋頂安裝避雷帶作為防止直接雷擊的措施。

　　2.2、感應(yīng)雷的保護感應(yīng)雷過電壓對水電站60kV及60kV以下的電氣系統(tǒng)絕緣有損害。一般電氣設(shè)備應(yīng)遠離可能遭到直擊雷的設(shè)備（如避雷針、避雷線）或較高的建筑物，增大電氣設(shè)備對地電容或采用閥型避雷器保護，以減少感應(yīng)雷擊過電壓的危害。建筑物屋頂上的設(shè)備金屬外殼、電纜金屬外皮和建筑物金屬架構(gòu)均應(yīng)接地，建筑物內(nèi)的金屬管道、金屬設(shè)備應(yīng)接地，以避免由雷電所引起的靜電感應(yīng)而產(chǎn)生火花放電。

　　2.3、雷電侵入波的保護水電站防止雷電侵入波的主要措施是安裝避雷器，將侵入波過電壓的幅值限制在電氣設(shè)備絕緣的耐沖擊電壓水平以下。避免設(shè)備發(fā)生擊穿損壞或火災(zāi)事故。

　　3、水電站主要避雷設(shè)施

　　3.1、避雷針避雷針是水電站中用來保護電氣設(shè)備和建筑物避免遭受直接雷擊的主要防雷裝置，避雷針的接閃器（針尖）一般用直徑10~20nll／l、長1~2m的鋼棒制成。引下線一般使用截面不小于25mm2的圓鋼、扁鋼或鍍鋅鋼絞線，假如支持物為鋼筋混凝土或鋼支架時，也可用支架內(nèi)的鋼筋或支架本身作為引下線。引下線與接閃器和接地體之間，以及引下線本身的接頭連接必須牢固，因此不應(yīng)用絞合的辦法，而要用焊接或螺栓連接。

　　3.2、避雷線在水電站中，避雷線主要用來保護主變壓器高壓引出線（當(dāng)主變壓器與戶外高壓配電裝置相距較遠時）和架空輸電線，避免遭受雷的直擊。接閃器為懸掛在帶電導(dǎo)線上方的接地導(dǎo)線（架空地線），一般采用截面不小于35mm2的鍍鋅鋼絞線。接地引下線則采用截面不小于25ram2的鍍鋅鋼絞線。

　　3.3、保護間隙保護間隙是最簡單的防雷保護裝置。間隙的一端接于被保護設(shè)備的帶電部分，另一端與接地裝置相連。在正常運行時，由間隙將設(shè)備的帶電部分與地隔開，在雷電波過電壓襲來時，間隙被擊穿，把雷電荷引入大地，從而使被保護的設(shè)備避免遭受高壓損壞。保護間隙一般只用于保護供電可靠性要求不高的線路。

　　3.4、管形避雷器管形避雷器實質(zhì)上是一個具有滅弧能力的保護間隙，主要由內(nèi)部和外部兩個火花間隙及滅弧管組成。管形避雷器一般安裝在線路的絕緣薄弱處或發(fā)、變電站的進出線段上，用以保護線路的絕緣和限制進入發(fā)電站、變電所的雷電侵入波的幅值。

　　3.5、閥式避雷器閥式避雷器的主要元件是火花間隙和閥性電阻。目前我國生產(chǎn)的普通閥式避雷器有FS和FZ兩種系列。FS系列主要用于保護小容量的配電裝置中的電氣設(shè)備；FZ系列主要用于保護發(fā)電站和變電所的變壓器及電氣設(shè)備。

　　4、水電站的接地裝置水電站的接地裝置由接地體和接地線組成

　　4.1、接地體

　　4.1.1、自然接地體由于構(gòu)筑需要而埋設(shè)在水中或地中的各種金屬部件，如水電站水下混凝土中埋設(shè)的鋼管（壓力鋼管、蝸殼、尾水管等），廠房水下部分的鋼筋網(wǎng)、攔污柵、閘門槽等。

　　4.1.2、人工接地體專門為接地需要而在地中埋設(shè)的接地體，有水平和垂直兩種敷設(shè)方式，也經(jīng)常采用兩者組合而成的復(fù)式接地體。由于水平接地體施工比較方便，所以接地網(wǎng)常以水平接地體為主，并組成網(wǎng)格形，使地面電位比較均勻。一般情況下，應(yīng)該首先利用自然接地體，在接地電阻達不到要求的數(shù)值時，可加設(shè)人工接地體，組成總接地網(wǎng)。主、副廠房和戶外配電裝置的接地網(wǎng)的外緣應(yīng)閉合。

　　4.2、接地線接地線一般采用圓鋼、扁鋼或鍍鋅鋼絞線。接地線間以及接地線和接地體間的連接應(yīng)采用焊接，對于有強烈腐蝕性的土壤，接地體和接地線的厚度及截面應(yīng)適當(dāng)加大，或采取鍍鋅、鍍錫等防腐措施。

　　5、水電站防雷裝置的維護

　　水電站防雷裝置的檢查維護為了使水電站的防雷裝置有良好的保護性能，應(yīng)對其進行經(jīng)常檢查或定期檢查。

　　（1）每年雷雨季節(jié)到來之前，應(yīng)對水電站防雷裝置進行檢查，并測量接地電阻情況。

　　防雷裝置的接地電阻合乎要求，雷電流才能被順利導(dǎo)入地中，而不致發(fā)生對建、構(gòu)筑物的反擊和造成火災(zāi)爆炸事故。因此，對接閃器、引下線、接地裝置輕易發(fā)生腐蝕的地方應(yīng)加強檢查，避免通過雷電流時發(fā)生熔化、發(fā)熱等引起火災(zāi)危險。如發(fā)現(xiàn)防雷裝置熔化或斷損、腐蝕和銹蝕超過30％以上、接地電阻不符要求等情況，應(yīng)及時予以維修或更換。雷雨后，應(yīng)注重對防雷裝置的巡視；

　?。?）對于各種避雷器，先檢查其外觀。首先檢查其瓷套或絕緣子是否完好，有無裂紋或破損，表面是否臟污，密封是否良好。

　　如1991年3月26日，葛洲壩水電站500kV開關(guān)站2C進線B相因雷擊造成避雷器記數(shù)器燒毀、引下線燒斷、內(nèi)部燒黑碳化，原因是避雷器的密封被損壞，導(dǎo)致潮氣侵入，因雷擊而使內(nèi)部絕緣擊穿損壞；再檢查其外部和引下線上有無閃絡(luò)或燒損痕跡，引下線各部分連接是否良好，固定避雷器的各組件是否牢固；進而檢查各部分腐蝕和銹蝕的情況，動作指示器的外間隙和保護間隙的主、輔助間隙有無變動，有無外物引起短路；另外，還要加強對運行中避雷器的絕緣監(jiān)測，如帶電測量電導(dǎo)電流等。

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