交流特高压电网的雷电过电压防护

PAGEPAGE1交流特高压电网的雷电过电压防护随着人们能源需求的不断增加和电力系统的迅速发展，交流特高压电网（简称“特高压电网”）已经成为当代电力系统的主要组成部分。由于其工作电压等级高达800千伏以上，特地是周围的自然环境变化复杂而且不可预测，加之其在运行过程中往往会遭受强烈的雷电干扰，因此很容易发生雷电过电压（简称“LDV”）导致特高压电网设备受损，妨碍电力输送。为保证电力系统的安全、可靠运行，必须对特高压电网进行雷电过电压防护，本文就对特高压电网的雷电过电压防护问题进行分析，提出一些解决方案。一、特高压电网雷电过电压的危害雷电过电压是指在雷暴天气下，由于大气中的放电现象引起的电网电压突然增加的现象。由于特高压电网的工作电压高，当受到雷击等外界干扰时，很容易产生LDV，给特高压电网带来以下几方面的危害：1.对设备的威胁：LDV会给设备带来很大的冲击电流，加速设备的老化，甚至造成设备损坏；2.对电网的威胁：LDV会导致电网电压波动，甚至超出设备耐受范围，妨碍电力输送，对特高压电网的可靠、稳定运行造成严重的威胁；3.对人身的威胁：LDV的强电流和强电磁场都会对人的身体产生一定的威胁，甚至威胁人的安全。二、特高压电网雷电过电压防护针对以上的问题，必须对特高压电网进行雷电过电压防护。目前，主流的雷电过电压防护方法有以下几种：1.地面屏蔽根据电场分布特性，将特高压输电线路两端构成的三角形区域设置为接地电化区，称为地面屏蔽。地面屏蔽能够将雷电过电压绝大部分分散到大地中，从而减少其对设备和电网的威胁。但是，由于特高压电网电压等级高，无法通过地面屏蔽防护来完全消除雷电过电压。2.绝缘设计根据材料的性质，采用高强度、高耐电压的材料进行设备的绝缘设计。如采用氧化铝绝缘、玻璃纤维强化塑料及硅橡胶制成的电缆等。绝缘设计的作用是增强设备本身的抗雷击能力，从而减轻雷电过电压对设备的影响。3.避雷装置在特高压电网设备的外表面形成一定强度的电磁场，通过空气放电来降低雷击的危害程度。避雷器通常由防止浪涌能力的金属氧化物（MOV）和剪切放大器（GAP）等构成。避雷装置的好处在于能够有效地降低LDV的峰值和持续时间，并将其分散到设备之外，保证设备的安全可靠。4.群体防雷即在特高压电网周围建造一些远距离的避雷器，形成一个完整的防雷体系。这种防雷体系不仅能够在抵御雷电过电压方面起到一定作用，而且对于避免因雷击加重地区的静电变化也是很有帮助的。三、特高压电网雷电过电压防护的优劣以上防护方法各有优缺点，可以根据具体情况选择不同的方法进行组合使用。1.地面屏蔽可实现较高的电磁环境，适用于场址空间有限的城市区域；但地面屏蔽本身存在缺陷，特高压电网的输电距离长，造成地电位的不平衡；同时，地面屏蔽不能完全消除雷电过电压，效果有限。2.绝缘设计可以降低特高压设备的故障率，从而保证电网稳定运行，有效地控制雷电过电压。但是，通常采用绝缘设计对于一些大体积的设备不够实用。3.避雷设备可有效降低设备接受雷电过电压的程度，从而有效控制雷电过电压的发生，达到防护的目的。但是，因为它只是在设备局部安装的，当其极限时不能承受电压时，优势就不明显了。4.群体防雷可以通过建设完整的防雷体系，形成一种密闭的防雷网，提高特高压电网的抵御能力。但是群体防雷需要大规模、高质量的工程，造成低效、耗费大等弊害。特